Material 3.0: Zeit der Programmierung die Materie

Treffen Sie das Ende eines langen Tages in seiner Wohnung am Anfang der 2040-er Jahre. Sie haben einen guten Job und entscheiden sich auszuruhen. «Zeit Filme!», sagen Sie. Das Haus reagiert auf Ihre Wünsche. Der Tisch zerfällt in Hunderte von winzigen teilen, die заползают unter Euch und die Form der Sessel. Der Bildschirm des Computers, an dem Sie gearbeitet haben, breitet sich über die Wand und verwandelt sich in eine flache Projektion. Sie entspannen sich in den Stuhl und nach ein paar Sekunden schon einen Film im Heimkino, alle in den gleichen vier Wänden. Wer braucht mehr als ein Zimmer?

Es ist ein Traum über die «programmierbare Materie».

In seinem neuesten Buch über künstliche Intelligenz Max Тегмарк unterscheidet zwischen drei Ebenen der Komplexitätstheorie für die Organismen. Das Leben 1.0 ist eine Einzellige Organismen wie Bakterien; für Sie ist die Hardware nicht von der Software. Das Verhalten der Bakterien codiert in Ihrer DNA; Sie nichts neues lernen kann.

Das Leben 2.0 ist das Leben der Menschen im Spektrum. Wir sind teilweise in Ihrer Ausrüstung stecken, aber wir können ändern eigenes Programm zu wählen, das den Prozess des Lernens. Zum Beispiel können lernen Spanisch statt Italienisch. Wie die Verwaltung von Speicherplatz auf dem Smartphone, das Instrument des Gehirns ermöglicht das herunterladen bestimmter Satz «покетов», aber in der Theorie können Sie lernen neues Verhalten, ohne die Basis der genetische Code.

Leben 3.0 weicht von diesen Kreaturen können ändern, wie die Hardware-und Soft-Shell mit Hilfe von Feedback. Тегмарк sieht darin eine wahre künstliche Intelligenz — sobald er lernt, den zugrunde liegenden Code ändern, eine Explosion der Intelligenz. Vielleicht Dank CRISPR und andere Methoden zu Bearbeiten Genen, können wir die eigene «Software», um die eigenen «Geräte».

Programmierbare Materie überträgt diese Analogie auf die Gegenstände unserer Welt: was, wenn Ihr Sofa hätte, «lernen», wie ein Tisch? Was, wenn statt der Schweizer Armee Messer mit Dutzenden von Tools, die Sie haben würde das einzige Werkzeug, das «wusste» würde, wie man zu einem anderen Werkzeug für Ihre Bedürfnisse, für Ihr Team? In den überfüllten Städten der Zukunft auf den Wechsel von Häusern kommen könnte Suiten, in denen wäre ein Zimmer. Dies würde Platz sparen und Ressourcen.

Auf jeden Fall sind die Träume.

Da das erstellen und produzieren die einzelnen Geräte so schwer, es ist leicht anzunehmen, dass die oben beschriebenen Stücke, die sich in eine Menge verschiedener Gegenstände, äußerst kompliziert werden. Professor Skylar Тиббитс vom Massachusetts Institute of Technology nennt es 4D-Druck. Seine Forschungsgruppe identifizierte die wichtigsten Zutaten für die Selbstmontage als ein einfacher Satz von entgegenkommenden «Bausteine», Energie und Wechselwirkungen, von denen kann man neu fast jedes Material und Prozess. Selbstorganisation verspricht Durchbrüche in vielen Bereichen, von der Biologie bis zu den Materialwissenschaften, der informatik, Robotik, Produktion, Transport, Infrastruktur, Bau, Kunst und vielem mehr. Auch in der Küche und der Erforschung des Weltraums.

Alle Diese Projekte noch in den Kinderschuhen, aber das «Labor der Selbstorganisation» (Self-Assembly Lab) Тиббитса und andere bereits die Grundlagen für Ihre Entwicklung.

Zum Beispiel gibt es ein Projekt zur самосборке Handys. In den Sinn kommen gruselige Fabrik, auf denen rund um die Uhr selbst gesammelt Handys aus 3D-gedruckten teilen, ohne Eingriff von Menschen oder Robotern. Kaum solche Handys werden Fliegen aus den Regalen wie warme Semmeln, aber die Kosten der Produktion im Rahmen eines solchen Projekts wird nichtig. Es ist ein Proof of Concept.

Eines der wichtigsten Hindernisse, die überwunden werden müssen bei der Erstellung der programmierbaren Materie, ist die Auswahl der richtigen grundlegenden Einheiten. Wichtig ist die Balance. So erstellen Sie die kleinen Details, sind nicht sehr groß «Bausteine», sonst endgültige Entwurf Aussehen wird комковато. Aufgrund dieser Bausteine kann nutzlos für bestimmte Anwendungen — zum Beispiel, wenn Sie erstellen Werkzeuge für subtile Manipulation. Mit großen Stücken kann schwierig zu simulieren eine Reihe von Texturen. Andererseits, wenn die Teile zu klein sind, können andere Probleme auftreten.

Stellen Sie sich die Installation, in der jedes Detail kleiner Roboter vorgestellt. Der Roboter muss das Netzteil und das Gehirn, oder zumindest einige Signalgenerator und Signalprozessor (DSP), alle in einer kompakten Einheit. Sie können sich vorstellen, dass eine Reihe von Texturen und scherkräften können modelliert werden, indem die Kraft der «Kommunikation» zwischen den einzelnen Einheiten — Tisch muss ein wenig fester, als Ihr Bett.

Die Ersten Schritte in diese Richtung wurden die gleichen, die entwickelt modulare Roboter. Sehr viele Gruppen von Wissenschaftlern, die daran arbeiten, einschließlich MITS, Lausanne und der Universität Brüssel.

In der neuesten separate Konfiguration der Roboter dient als zentrale Abteilung, die Entscheidungen trifft (Sie können es nennen das Gehirn), und weitere Roboter können nach der Notwendigkeit der Teilnahme an dieser zentralen Abteilung, wenn Sie ändern die Form und die Struktur des gemeinsamen Systems. Jetzt im System nur zehn einzelne Einheiten, aber auch dies ist ein Proof of Concept hinaus, dass das Baukastensystem von Robotern gesteuert werden können; vielleicht in der Zukunft kleinere Versionen dieser Systeme bilden die Grundlage der Komponenten für das Material, 3.0.

Leicht vorstellen, wie mit Hilfe von algorithmen des maschinellen Lernens diese Schwärme von Robotern lernen, Hindernisse zu überwinden und zu reagierenVeränderungen in der Umwelt leichter und schneller einen einzelnen Roboter. Zum Beispiel, Roboter-System könnte schnell umzustellen, um die Kugel verlief ohne Schäden und formt so неуязвимую System.

Apropos Robotik, die Form des idealen Roboters war Gegenstand vieler Diskussionen. Eine der jüngsten großen Wettbewerbe in der Robotertechnik, durchgeführt DARPA, Robotics Challenge gewonnen hat der Roboter, der kann sich anpassen. Er besiegte bekannten humanoiden Boston Dynamics ATLAS die einfache Zugabe von einem Rad, das ihm erlaubt zu fahren.

Anstatt zu bauen Roboter in der Form eines Menschen (auch wenn es manchmal nützlich), kann es Ihnen ermöglichen, entwickeln, entwickeln, suchen die ideale Form für diese Aufgabe. Dies wird besonders nützlich im Falle eines Unfalles, wenn teure Roboter Menschen ersetzen können, aber müssen bereit sein, die Anpassung an unvorhersehbare Umstände.

Viele Zukunftsforscher sind die Möglichkeit der Bildung von winzigen Nanobots, Lage zu schaffen, was auch immer aus dem Rohstoff. Ist aber nicht unbedingt notwendig. Programmierbare Materie, die reagieren kann und reagieren auf die Umwelt, ist hilfreich in allen industriellen Anwendungen. Stellen Sie sich ein Rohr, das kann gestärkt oder geschwächt nach der Notwendigkeit oder ändern Sie die Richtung der Strömung auf Befehl. Entweder der Stoff, die mehr oder weniger dicht, je nach Bedingungen.

Wir sind noch weit von den Zeiten, wenn unsere Betten umgewandelt werden können in Fahrräder. Vielleicht traditionelle нетехнологичное Lösung, wie so oft, wird viel mehr praktisch und wirtschaftlich. Aber da der Mensch versucht, schieben Sie den Chip in jeder ungenießbar Objekt, unbelebte Objekte werden etwas mehr als beseelt jedes Jahr.