Return to the talk Return to talk

Transcript

Select language

Translated by Csaba Lóki
Reviewed by Laszlo Kereszturi

0:11 Ez itt én vagyok, amint egy prototípust építek hat órán keresztül. Rabszolgamunkát végzek a saját projektemen. Valahogy így néznek ki a csináld magad mozgalom tagjai. Ez egy jó példa napjaink építési és gyártási folyamataira, melyeket időigényes és fáradtságos összeszerelési technológiák jellemeznek. Ezek miatt kezdtem el kutatni, hogyan lehet fizikai anyagokat saját maguk felépítésére programozni. Ám létezik egy másik világ is. Napjainkban a mikro- és nanovilágban megjósolhatatlan kimenetelű forradalom zajlik. Ennek alapja, hogy képesek vagyunk fizikai és biológiai anyagokat alakjuk és tulajdonságaik megváltoztatására programozni, vagy akár nem szilícium alapú számítástechnikát alkotni. Már szoftver is van erre a célra, a "cadnano", amivel olyan háromdimenziós formák tervezhetők, mint például nanorobotok, vagy gyógyszertovábbító rendszerek, és amelyek DNS-t használnak a funkcionális struktúrák felépítésére. Ha azonban mindezt emberi léptékben nézzük, akkor olyan súlyos problémákba ütközünk, melyekkel a nanotechnológiák nem foglalkoznak. Ha az építőipart és az ipari gyártást nézzük, akkor alacsony hatékonyságú, energiaigényes és munkaigényes megoldásokkal találkozunk. Vegyünk egy példát az infrastruktúra területéről! Nézzük a csővezetékeket. Állandó kapacitású vízvezetékeket használunk, rögzített áramlási sebességgel, drága szivattyúkkal és szelepekkel. Az egészet a földbe temetjük. Ha bármi változik -- változik a környezet, megmozdul a föld, változnak az igények, -- nulláról kezdve, mindent ki kell szednünk, és ki kell cserélnünk. Ezért az a javaslatom, hogy kombináljuk ezt a két világot, hogy kombináljuk a nanoszinten programozható, adaptív anyagok világát az épített környezetünkkel. És itt nem automata gépekre gondolok. Nem az embereket helyettesítő okos gépekre gondolok, hanem önmagukat építő, programozható anyagokra. Nevezzük önépítésnek ezt a technikát, ami nem más, mint rendezetlen részek rendezett struktúrává alakításának folyamata, kizárólag helyi kölcsönhatások révén. Nos, mire van hát szükségünk, ha ezt emberi léptékben akarjuk megvalósítani? Először is kell néhány egyszerű hozzávaló. Az első ilyen az anyag és a geometria, amit szorosan össze kell kapcsolnunk az energiaforrással. Használhatunk passzív energiát -- hő-, rázási, pneumatikus, gravitációs, mágneses energiát. Aztán szükségünk van még ügyesen megtervezett kölcsönhatásokra. Ezek a kölcsönhatások teszik majd lehetővé a hibajavítást, és ezek révén lesznek képesek a formák egyik állapotból a másikba átmenni. Most bemutatom önöknek néhány projektünket, melyekben egy-, két-, háromdimenziós, sőt négydimenziós rendszereket építettünk. Az egyik egydimenziós rendszer -- az összecsukódó fehérjék projektje. Az alapötlet az, hogy foghatunk egy háromdimenziós fehérjestruktúrát -- esetünkben ez a "crambin" nevű fehérje, -- vegyük a gerincét -- hogy ne legyenek keresztkapcsolatai és környezeti kölcsönhatásai, -- és törjük szét egy sor kisebb komponensre. Majd adjunk hozzá rugalmas anyagot. Amikor ezt feldobom a levegőbe és elkapom, előáll a fehérje teljes háromdimenziós szerkezete, annak minden bonyolultságával. Ezzel megkaptuk a háromdimenziós fehérje egy kézzelfogható modelljét, és a geometria teljes bonyolultsága láthatóvá válik. Ezt az intuitív fizikai modellt aztán tanulmányozni lehet. Ezt a technikát kétdimenziós rendszerekben is alkalmazhatjuk -- ahol sík lapok önállóan háromdimenziós struktúrákká alakulnak. A tavalyi TED Globalon volt egy háromdimenziós projektünk, melyben az Autodeskkel és Arthur Olsonnal közösen, autonóm komponenseket használtunk -- ezek a különálló részek képesek voltak önállóan összekapcsolódni másokkal. 500 ilyen lombikot készítettünk elő. A bennük lévő darabok molekulaszerkezete különböző, más-más színűek, keverhetők és összeilleszthetők voltak. Minden TED-résztvevőnek adtunk belőle. Így ezek intuitív modellekké válva, segítettek megérteni, hogyan működik a molekuláris önépítés emberi méretekben. Ez itt a poliovírus modellje. Ha erősen megrázzuk, darabokra törik. Ha pedig véletlenszerűen rázogatjuk, elkezdi önmaga kijavítani a hibákat és újraépíteni a struktúráját. Itt azt láthatjuk, hogy a véletlen energia képes nem véletlen alakzatokat létrehozni. Azt is bemutattuk, hogy mindezt képesek vagyunk nagyobb méretekben is megcsinálni. Múlt évben a Long Beach-i TED-en megépítettünk egy installációt, ami installációkat épít. Az alapötlet az volt, hogy vajon tudunk-e önépítő, bútor méretű objektumokat készíteni. Ezért építettünk egy nagy, forgó kamrát, amit az emberek gyorsabban vagy lassabban forgathattak, energiát adva ezáltal a rendszernek, és így intuitív módon érthették meg az önépítés működését, és hogy hogyan tudjuk mindezt makroméretű építésre vagy termékek gyártására használni. Ne felejtsék, négy dimenziót mondtam! Ma először hozunk nyilvánosságra egy új projektet, amelyen a Stratasys-szel közösen dolgozunk, és amit négydimenziós nyomtatásnak nevezünk. A 4D nyomtatás alapötlete, a 3D nyomtatásból kiindulva -- többféle anyagot használva --, felruházzuk a terméket egy új képességgel, a transzformációval, melynek révén a termék születése pillanatától, önállóan képes egyik formából a másikba átalakulni. Ez olyasmi, mint a vezetékek vagy motorok nélküli robottechnika. Tehát amint ezt a darabot kinyomtatjuk, utána máris képes valami mássá átalakulni. Az Autodesk-kel is dolgoztunk együtt, a Cyborg Project nevű szoftverük kifejlesztésén. Ennek segítségével szimulálni tudjuk az önépítő viselkedést, és optimalizálhatjuk, hogy mely részek csukódjanak össze és mikor. De a legfontosabb, hogy ugyanezt a szoftvert egyaránt használhatjuk nanoméretű, vagy emberi léptékű önépítő rendszerek tervezésére. Ezek itt többanyagos technikával nyomtatott darabok. Íme, az első bemutató. Egy egyszerű szál, ami vízbe merítve teljesen önállóan összetekeredik, és az MIT betűket alakítja ki magából. Igen, egy kicsit elfogult vagyok… Ez egy másik darab, egy másik szál, ezt egy nagyobb tartályba helyezzük, mire kockává, egy háromdimenziós struktúrává alakul át, önállóan. Emberi beavatkozás nélkül. Azt gondoljuk, ez az első alkalom, hogy valaki egy programot és egy transzformációt épít bele magába az anyagba. És ez egyúttal egy olyan gyártási technológia alapja lehet, ami lehetővé teszi, hogy adaptív infrastruktúrát építsünk a jövőben. Önök most valószínűleg azt gondolják: "Hát ez remek, de hogyan fogjuk ezeket a dolgokat az épített környezetünkben használni?" Nos, létrehoztam a MIT-en egy laboratóriumot, Önépítő Labor néven. A célunk, hogy megpróbáljunk programozható anyagokat kifejleszteni az épített környezet számára. Véleményünk szerint van néhány kulcságazat, ahol alkalmazásuk már a közeljövőben megkezdődhet. Az egyik ilyen terület az extrém környezetek. Ezekben a forgatókönyvekben az építés nehézségekbe ütközik, a meglévő építési technológiák nem működnek, túl nagy, túl veszélyes, drága, túl sok az alkatrész stb. Az egyik legjobb példa a világűr. Olyan új forgatókönyveket alakítunk ki a világűr számára, amelyek teljesen átkonfigurálhatók, és önépítő szerkezetekre épülnek, és amelyek egy funkcionális rendszerből egy másikba képesek átalakulni. Térjünk most vissza az infrastruktúrához! Ezen a területen egy bostoni céggel, a Geosyntec-kel dolgozunk együtt. Dolgozunk egy gyökeresen új csővezeték-megoldáson is. Képzeljenek el egy vízvezetéket, ami képes összehúzódni és kitágulni, és így kapacitását vagy az áramlási sebességet változtatni, vagy akár perisztaltikus módon hullámozni, és így a vizet önállóan továbbítani. Drága szivattyúk és szelepek nélkül. Ez egy tökéletesen programozható és adaptálódó csővezeték. Végül szeretném felhívni a figyelmüket a világ építési technológiáinak nyers valóságára. Bonyolult dolgokat építünk, bonyolult alkatrészekből, bonyolult módon. Szeretném hát meginvitálni önöket -- bármely iparágból is jöjjenek --, hogy csatlakozzanak hozzánk, és gondoljuk újra a világot, hogy a nanovilág dolgai és az emberi világ dolgai találkozzanak, és hogy átléphessünk egy ilyen világból egy ilyen világba. Köszönöm. (Taps)