Ученый рассказывает о лабораторных проектах по созданию программируемых материалов, которые умеют строить из себя объекты, а также уточняет, чему нам стоит поучиться у природы.
1. Сегодня, чтобы построить небоскреб, нам нужно два с половиной года, от 500 000 до 1 млн деталей. Космический корабль — пять лет, 2,5 млн деталей. И это с применением новейших технологий при производстве стекла, стали, бетона. А теперь посмотрим на природные системы: 2 млн разновидностей протеинов, которые могут складываться в различные комбинации за 10 000 наносекунд. Или ДНК — 3 млрд базовых пар, которые можно реплицировать за час.
2. Природные системы гораздо сложнее, чем наши. При этом энергетически они в разы эффективней, чем любой механизм или здание, созданные человеком. Природа почти не совершает ошибок, ее системы умеют воспроизводить и чинить себя в течение довольно длинного периода. Если мы сможем применить технологии природы к нашим производственным процессам, то у нас получится создать вещи, которые буквально делают себя сами.
3. Есть четыре проблемы, которые нам предстоит решить. Нужно расшифровать сложные производственные последовательности и разложить их на простые действия — проще говоря, раскрыть ДНК зданий. Затем нам нужны программируемые детали, которые могут получить последовательность и сложиться по ней в определенную конфигурацию. Нам также нужен внутренний источник энергии для деталей. И наконец нам нужна система контроля и исправления ошибок.
4. В лаборатории MIT мы работаем над серий экспериментов. У нас есть MacroBot и DeciBot — это крупные реконфигурируемые роботы, такие гигантские протеины, 2,5 и 3,6 м в высоту. В них встроены сенсоры, механические и электрические устройства. Вы расшифровываете желаемую структуру, переводите все это в последовательность углов, каждая часть робота принимает сообщение, занимает нужную позицию и передает эстафету соседней детали.
5. Думаю, мы стоим на пороге новых технологических открытий: самопроизводства и самопочинки любых физических структур, будь то здание или машина. Если мы научимся программировать отдельные детали, нас ждет эра пространственного вычисления. Представьте, если бы наши кирпичи сами могли высчитывать нагрузку и менять свою структуру! Думаю, это прекрасная альтернатива распределенным вычислениям, которыми мы пользуемся сейчас.
Скайлар Тиббитс, архитектор, дизайнер, ученый, занимается исследованием технологии самопроизводства в крупных структурах. Преподает в архитектурном департаменте MIT. Работал с ведущими архитектурными бюро по всему миру.