Dasturlashtiriladigan narsa. Boshqacha qilib aytganda, "hamma narsaning chelakida" haqiqatan ham universal modda mavjud - hech bo'lmaganda fizika qonunlari imkon qadar. Uning yaratilishi dasturlashtiriladigan materiya sohasidagi eng jasoratli va, ehtimol, eng uzoq maqsaddir
Shuningdek o'qing
O'sha paytda mashhur Palo Alto tadqiqot markazida ishlagan tadqiqotchi Devid Daff dasturlashtiriladigan moddalarni ishlab chiqishning yakuniy maqsadi uchun nom topdi: "hamma narsa chelak". Fikr quyidagicha.
Tasavvur qiling-a, sizda qandaydir shilimshiq chelak bor. Siz uni kamaringizga bog'lab, oshxonadagi lavaboni tuzatasiz.
Sizga rozetkaga kalit kerak bo'lganda, siz shunchaki chelakingizga aytasiz. Undan darhol kerakli vosita paydo bo'ladi va siz u bilan ishlaysiz.
Sizga pense kerakligini tushunganingizda, pense paydo bo'ladi. Va sizga piston kerak bo'lganda, chelakdagi goo moslashuvchan, chashka uchi bo'lgan uzun, qattiq tutqich shaklini oladi.
Aslida, hamma narsa yanada yaxshi bo'lishi mumkin. "Menga tornavida bering" deyishning o'rniga, "Bu vintni bo'shating" deb aytishingiz mumkin va shilimshiq buni qilishning eng yaxshi usulini aniqlay oladi. Yoki tiqilib qolgan hojatxonani ochish uchun pistondan foydalanish o‘rniga, siz shunchaki charchagan chelakingizga o‘girilib: “Kel, bolam, ishga kirish” deysiz.
Bundan tashqari, masala oddiy qattiq asboblarni "chaqirish" bilan cheklanmaydi. Yotish uchun sizga yostiq kerak bo'lishi mumkin. Yoki kalkulyator. Robot uy hayvoniga ega bo'lishni xohlaysizmi?
Yoki siz Sevishganlar kunini unutgandirsiz - keyin siz shilimshiqni guldastaga aylantirishni buyurasiz. Balki shilimshiq hatto ko'proq shilimshiq qilishga majbur bo'lishi mumkin!
Boshqacha qilib aytganda, "hamma narsaning chelakida" haqiqatan ham universal modda mavjud - hech bo'lmaganda fizika qonunlari imkon qadar. Uning yaratilishi dasturlashtiriladigan materiya sohasidagi eng jasoratli va, ehtimol, eng uzoq maqsaddir.
Buning bir nechta sabablarini keltiramiz.
Avvalo, bunday mukusning har bir zarrasi juda ko'p narsaga qodir bo'lishi kerak va bu funktsiyalarning barchasini miniatyura qilish juda qiyin. Professor Tibbits ta'kidlaganidek, "Kalit kalitini yaratganingizda, siz uning qiyin bo'lishini xohlaysiz. Ammo keyin, agar siz bolangiz uchun qandaydir moslashuvchan o'yinchoq yasashni istasangiz, sizga boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan material kerak bo'ladi. Ammo bu turli materiallarni qanday qilib birlashtiramiz? ”
Yana bir savol elementlarning qanchalik aqlli bo'lishi kerakligi bilan bog'liq. Doktor Dimaine shunday deydi: "Agar material juda aqlli bo'lmasa, uni to'g'ri bajarishga majbur qilish juda qiyin bo'ladi. Va agar u aqlli bo'lsa, unda har bir kichik zarrachaga o'z batareyasi berilishi kerak bo'ladi va biz: "Brr, bu juda qiyin".
Gigant nanorobotlar klasterini quvvat bilan ta'minlash alohida noxush muammodir. Ammo biz robotlarning har biriga doimiy ravishda energiya nurini yuboradigan qandaydir tashqi mashinadan foydalanmoqchi bo'lmasak, dasturlashtiriladigan moddaning har bir donasida energiyani qanday saqlash kerakligini aniqlashimiz kerak.
Yaqinda olimlar maxsus 3D-printer yordamida taxminan qum donasiga teng batareyalar yaratishni o'rganishdi. Ammo ular juda katta va, ehtimol, arzon emas.<…>
Biz avtonom robotlarning ulkan to'dalarida hech qanday qo'rqinchli narsa bo'lmasligiga qat'iy ishonamiz. Axir biz bu sohada mehnat qilayotganlarni ko‘p uchratdik, ularning ba’zilari bizga hatto badkirdordek ham ko‘rinmasdi.
Ammo ba'zilar odamlar va robotlar o'rtasidagi munosabatlar qanday bo'lishidan hayron bo'lishadi, chunki robotlar nafaqat sanoatda, balki kundalik hayotda tobora ko'proq ishtirok etishimiz mumkin. Bizni o'ylantiradigan uchta maqolaga duch keldik.
Shunday holatlardan birida Rossiyaning Promobot nomli startapi doimiy ravishda egalaridan qochib yuradigan robot yordamchisini yaratdi. Promobot-IR77 roboti atrof-muhitni o'rganish va inson yuzlarini eslab qolish qobiliyati bilan yaratilgan. Hozirgacha u ikki marta sinov pavilonidan chiqib ketishga muvaffaq bo'ldi.
Bunday xatti-harakatlar ba'zi muammolarni keltirib chiqarishi mumkin, chunki bu robot odamlarga yordam berish uchun mo'ljallangan, masalan, qariyalar uylarida va agar u doimo erkinlik va sarguzasht izlab qochib ketsa, unchalik foydali bo'lmaydi.
Bundan tashqari, bizning kofe qaynatgichimiz qochib ketishni xohlaydimi va bizga sodiqlik bilan xizmat qilmaslik qiziq. Bu bizning unga qanday munosabatda bo'lishimizga ta'sir qilmaydi, lekin bu 2027 yilda robotlar qo'zg'oloniga sabab bo'lishi mumkin.
Yana bir tadqiqotni Garvard talabasi Serena But olib bordi, u Gaia ismli robot yaratdi. Gaia oddiy masofadan boshqariladigan robot edi va Serena uning xatti-harakatlarini yashirincha boshqargan. Robot uni yotoqxonaga kiritish iltimosi bilan alohida shaxslar va odamlar guruhiga murojaat qilgan.
Butning so'zlariga ko'ra, Garvard talabalari robotni o'z binosiga kiritmasliklari uchun kamida uchta sabab bor: “Birinchidan, shaxsiy hayot. Robot talabalarni suratga olishi mumkin edi. Bu Garvardda jiddiy muammo. Ko'plab sayyohlar kelib, kameralarini yotoqxona derazalariga qaratadi, shuning uchun talabalar bu haqda bilishadi. Ikkinchidan, o'g'irlik. Men bu tajribalarni yotoqxonalardagi o‘g‘irliklar to‘lqinidan bir hafta o‘tib o‘tkazdim. Bir hafta oldin ma'muriyat barcha talabalarga shaxsiy mulklariga ayniqsa ehtiyot bo'lishga chaqirgan xabarlar yubordi.
Uchinchi sabab - eng jiddiy. Ko'pchilik robotlar bombalar bilan jihozlangan bo'lishidan qo'rqishadi va bu erda bu bo'sh tahdid emas.
O'tgan yil davomida bizda kon qazish bilan bog'liq uchta jiddiy hodisa yuz berdi. Garvard talabalari ham buni yaxshi bilishadi”.
Gaia individual talabalardan uni binoga kiritishni so'raganida, u faqat 19% muvaffaqiyatga erishdi.
Ammo Gaia guruhlarga murojaat qilganda, u 71% hollarda ichkariga kirishga muvaffaq bo'ldi. E'tibor bering, robotlar bizni o'qiydi: odamlar guruhlarda ahmoq bo'lishadi. Ammo keyin Gaia yanada qo'rqinchli narsani topdi. But tajriba o'tkazdi, unda Gaia o'zini pechenye yetkazib beruvchi robotdek ko'rsatib, odamlar bilan gaplashdi. Tajribaning ushbu versiyasida robotning 76% vaqt ichida binoga kirishiga ruxsat berilgan. Va bular Garvard talabalari! Bundan tashqari, Butning so'zlariga ko'ra, kukilar yaxshi, lekin juda oddiy, oddiy oziq-ovqat do'konidan (qimmatroq nonvoyxonadan qutiga qadoqlangan bo'lsa ham) edi.
Ammo, ehtimol, biz duch kelgan eng dahshatli voqea, favqulodda vaziyatda noto'g'ri deb o'ylagan robotlarga ko'r-ko'rona ergashgan talabalar bilan bog'liq.
Doktor Pol Robinette (o'sha paytda Georgia Tech universitetida katta kurs bo'lib ishlagan) shoshilinch "robot qo'llanma" yaratdi, bu birinchi navbatda talabalarni so'rovnomani to'ldirishlari kerak bo'lgan xonaga olib bordi. Ba'zan robot ularni darhol kerakli xonaga kuzatib qo'ydi. Boshqa hollarda, u birinchi navbatda boshqa xonaga borib, uni aylana bo'ylab bir necha marta aylanib, keyin to'g'ri xonaga o'tadi.
Keyin tadqiqotchilar favqulodda vaziyatni tasvirlashdi. Ular binoga tutunni puflab, yong‘in signalizatsiyasi o‘chgan va talabalar robot yo‘lboshchiga ergashadimi yoki binoga kirishda o‘sha eshikdan o‘zlari chiqib ketishadimi, buni kuzatishgan.
Deyarli barcha talabalar allaqachon tanish bo'lgan yo'ldan emas, balki robotga ergashgan. Buning o'zi biroz hayratlanarli, chunki biz ko'rgan videoga ko'ra, robot juda sekin harakat qilardi. Bundan tashqari, tajriba ishtirokchilarining ba'zilari robotning umuman kirmasligi kerak bo'lgan xona atrofida aylana bo'ylab harakatlanib, vaqtni qanday behuda sarflaganini oldindan ko'rishgan. Shunga qaramay, ular unga ergashishdi.
Bundan ham ajablanarlisi shundaki, talabalar robotni noto‘g‘ri deb o‘ylasalar ham, unga ergashgan. Robot bir muddat aylana bo‘ylab yurib, so‘ng tajriba ishtirokchisini so‘rov o‘tkazilayotgan xonaga emas, balki burchakka olib borganida, tadqiqotchi robotni buzgani uchun uzr so‘rab paydo bo‘ldi, talabalar hamon bu robotga ergashishdi. taxmin qilingan yong'in paytida.
Boshqa bir tajribada olti o‘quvchidan ikkitasiga robot nosoz ekanligi aytilgan, biroq ular yong‘in signalizatsiyasi vaqtida asosan mebellar bilan to‘lib toshgan qorong‘i xonaga kirishni so‘raganida hamon unga ergashgan. Yana ikkita talaba robotning yonida turib, robot ularga turli ko‘rsatmalar berishini kutib, tajribachilar nihoyat ularni olib ketishdi. Olti nafar talabadan faqat ikkitasi buzilgan robotga ishonmaslik yaxshiroq degan qarorga keldi va binoga kirgan eshikka qaytishdi.
Xulosa qilib aytganda: 1) aqlli robotlar o'z-o'zidan ularni yaratgan odamlarga nisbatan o'z-o'zidan norozilikni rivojlantiradi, 2) amerikalik talabalarning eng zo'r va aqllilari ularga keyingi do'kondan kuki va'da qilgan har qanday robotga ishonishga tayyor va 3) agar aniq nosoz robot ularga davlatning bo'lajak ustunlariga yonayotgan benzin ko'lagida turishni maslahat beradi, ular buni qilishadi.
Qisqasi, agar kelajakda robot sizga kuki uzatsa va qayerga borishni aytsa, hech bo'lmaganda kukidan zavq olishga harakat qiling.
Uning mantiqiy davomi yutuq texnologiyasi edi - Dasturlashtiriladigan materiya kontseptsiyasiga asoslangan 4D bosib chiqarish(Dasturlashtiriladigan masala, RM). Materiallar emas, materiya, uni shunday idrok etish mumkin, chunki bu erda biz falsafiy kategoriyalar sohasiga o'tishni ko'rishimiz mumkin. 4D bosib chiqarish o'z-o'zini tashkil etishning yana bir yo'nalishini joriy etish orqali 3D bosib chiqarishni butunlay yangi darajaga ko'tarish imkoniyatiga ega: vaqt. Kelajakda texnologiyaning rivojlanishi dunyoga hayotning barcha sohalarida yangi ilovalarni olib keladi, virtual olamning raqamli ma'lumotlarini moddiy dunyoning jismoniy ob'ektlariga aylantirishda misli ko'rilmagan imkoniyatlar beradi. Bu sehr darajasidagi yangi texnologiya.
Moddani dasturlash (PM) - bu umumiy, ilgari ko'rilmagan xususiyatga ega bo'lgan yangi materiallarni yaratishda fan va texnologiyaning kombinatsiyasi - shakl va / yoki xususiyatlarni (zichlik, elastik modul, o'tkazuvchanlik, rang va boshqalar) o'zgartirish. maqsadli yo'l.
Hozirgacha dasturlashtiriladigan materiyaning rivojlanishi ikki yo'nalishda davom etmoqda:
- 4D bosib chiqarish usullaridan foydalangan holda mahsulot ishlab chiqarish— 3D-printerlarda blankalarni chop etish, so‘ngra ularning ma’lum bir omil, masalan, namlik, issiqlik, bosim, oqim, ultrabinafsha nurlar yoki boshqa energiya manbalari ta’sirida o‘z-o‘zini o‘zgartirishi (1 va 2-rasm).
- Voksel hosil qilish(so'zma-so'z - hajmli piksellar) kattaroq dasturlashtiriladigan tuzilmalarni yaratish uchun ulanishi va ajratilishi mumkin bo'lgan 3D printerlarda.
Sayyoramizda ulkan biologik xilma-xillikning mavjudligi uchun 22 ta qurilish bloki - aminokislotalar etarli. Shuning uchun hayvonlar va o'simliklar bir-birini iste'mol qilib, deyarli bir xil biomaterialni qayta ishlatadilar. Hayot doimo o'z-o'zini davolash va o'zini o'zi tashkil qilish jarayonida.
Dasturlash masalasiga bunday yondashuv juda katta imkoniyatlarga ega. Shunday qilib, piksel ob'ektning virtual tasvirining elementar birligi, voksel esa moddiy dunyoda ob'ektning o'zining moddiy birligi bo'lishi mumkin. Ularning ikkalasi ham aminokislota bilan o'xshashlikka ega. Moddaning elementar birligi atomdir, lekin tarkibi, tuzilishi va hajmi bo'yicha bosma va dasturlashtiriladigan moddalarning elementar birliklari ancha ko'p bo'lishi mumkin. Xod Lipson va Melba Kurman o'zlarining yangi "Fabrikatsiya: 3D bosib chiqarishning yangi dunyosi" kitobida yozganidek: "Faqat ikki turdagi voksellardan - qattiq va yumshoq - foydalanib, siz turli xil materiallarni yaratishingiz mumkin. Keling, ularga o'tkazuvchan voksellar, kondansatörler va rezistorlarni qo'shamiz va elektron doska olamiz. Va aktivatorlar va sensorlarning kiritilishi bizga allaqachon robot beradi..
4D bosib chiqarish misollar
DARPA 2007 yilda materiyani dasturlash texnologiyasini ishlab chiqish dasturini ishga tushirgan. Dasturning maqsadi ishlab chiqish edi yangi materiallar va ularni ishlab chiqarish tamoyillari, materiallarga mutlaqo yangi xususiyatlar beradi. sarlavhali DARPA hisoboti Dasturlashtiriladigan materiyani amalga oshirish yirik harbiy ob'ektlarga aylanishi mumkin bo'lgan mikro o'lchovli robot tizimlarini loyihalash va qurish uchun ko'p yillik rejadir.
Bunday yutuqlarga misol qilib keltirish mumkin “ millimotein"(mexanik oqsil), Massachusets texnologiya institutida ishlab chiqilgan va sintez qilingan. Millimetr o'lchamdagi komponentlar va oqsillardan ilhomlangan motorli dizayn o'z-o'zidan murakkab shakllarga aylanadigan tizimni ishlab chiqishga imkon berdi.
Kornel universiteti jamoasi, shuningdek, o'z-o'zini takrorlaydigan va o'zini o'zi qayta konfiguratsiya qiladigan robot tizimini ishlab chiqdi. Keyinchalik mikrorobotlar tizimlari (M-bloklar) qurildi, ularda alohida M-bloklar tizim ichida mustaqil ravishda harakat qilish va o'zlarini qayta tartibga solish imkoniyatiga ega.
Yana bir 4D bosib chiqarish texnologiyasi ishni 3D bosib chiqarish jarayonida o'tkazgichlar yoki o'tkazgich qismlarni to'g'ridan-to'g'ri joylashtirishni ("imprinting") o'z ichiga oladi. Ob'ekt chop etilgandan so'ng, qismlar butun qurilmani ishga tushirish uchun tashqi signal bilan faollashtirilishi mumkin. Bu robototexnika, qurilish va mebel ishlab chiqarish kabi sohalarda katta salohiyatga ega yondashuv.
Boshqa 4D texnologiyalari foydalanishlari kerak kompozit materiallar, ular turli xil fizik va mexanik xususiyatlarga asoslangan turli xil murakkab shakllarni olishga qodir. Transformatsiya ma'lum bir to'lqin uzunligidagi issiqlik yoki yorug'lik oqimi bilan boshlanadi.
Sensorlarni 3D bosma qurilmalarga joylashtirish ham katta va'da beradi. Kiritish orqali nanomateriallar yaratilishi mumkin ko'p funktsiyali nanokompozitlar, ular atrof-muhitdagi o'zgarishlarga muvofiq xususiyatlarni o'zgartirishga qodir. Masalan, sensorlar tibbiy o'lchash asboblariga o'rnatilishi mumkin - qon bosimi monitorlari (qon bosimini o'lchash uchun), glyukometrlar (qon shakar darajasini o'lchash uchun) va boshqalar.
Kelajakning dasturlashtirilgan va bosma dunyosi
Ammo bu misollarning barchasi kechagi texnologiyaga tegishli. Alohida birliklarning murakkablashishi, muqobil nanomateriallar va xom ashyolardan, shuningdek, turli xil faollashtirish manbalaridan (suv, issiqlik, yorug'lik va boshqalar) foydalanish allaqachon o'tgan bosqichdir.
Samolyot qanotlaridan tortib mebel va binolargacha bo'lgan moddiy ob'ektlar odamning buyrug'i bilan shakli yoki xususiyatlarini o'zgartirishi yoki harorat, bosim yoki shamol, yomg'ir kabi tashqi sharoitlarning o'zgarishiga dasturlashtirilgan javob beradigan dunyoni tasavvur qiling. Bu dunyoda yangi xomashyo - yog'och tayyorlash, metall eritish, ko'mir va neft qazib olishning hojati yo'q. Kelajakdagi ishlab chiqarishda chiqindilar bo'lmaydi, plastmassani qayta ishlash yoki metallolom yig'ish haqida tashvishlanishning hojati yo'q.
Yangi materiallar o'z-o'zidan yoki buyruq bo'yicha dasturlashtiriladigan zarralar yoki tarkibiy qismlarga bo'linadi, keyinchalik ular yangi ob'ektlarni yaratish va yangi funktsiyalarni bajarish uchun qayta ishlatilishi mumkin.
Uzoq muddatli potentsial dasturlashtiriladigan narsa va 4D bosib chiqarish texnologiyasi ekologik jihatdan barqaror dunyoni yaratishda o'rnatilgan bo'lib, unda dunyoning o'sib borayotgan aholisini mahsulot va xizmatlar bilan ta'minlash uchun kamroq resurslar kerak bo'ladi.
4D bosib chiqarish va materiya dasturlarini rivojlantirishning istiqbolli yo'nalishlaridan biri bu har xil shakldagi va turli funktsiyalarga ega bo'lgan bir nechta voksellarning buyurtma qilingan to'plamlarini ishlab chiqish va keyin ularni yanada ixtisoslashgan ilovalar uchun dasturlashdir. Nazariy jihatdan, voksellar metall, plastmassa, keramika yoki boshqa materiallardan tayyorlanishi mumkin. Ushbu texnologiyaning asosiy tamoyillari DNKning ishlashi va biologik tizimlarning o'zini o'zi tashkil qilishiga o'xshaydi.
Tarix global savdo va geosiyosat asoslarini (masalan, telegraf va Internet) buzadigan yangi texnologiyalar misollari bilan to'la. 3D bosib chiqarish allaqachon o'z ta'sirini o'tkazdi va 4D texnologiyalarini joriy etish yanada katta ta'sir ko'rsatadi.
Dasturlashtiriladigan moddalar harbiy maqsadlarda keng qo'llanilishi mumkin. AQSh harbiy sanoati allaqachon bu sohada ehtiyot qismlarni 3D bosib chiqarishni rivojlantirmoqda, shuningdek, arzonroq, qulayroq va engilroq "bosma qurollar" ni loyihalashtirmoqda. Minglab ehtiyot qismlarni jang maydoni yaqinida yoki jangovar kemalarda tashish va saqlash kerak emas. Muvaffaqiyatsiz qismni ishlab chiqarish uchun "voksellar paqiri" kifoya qiladi, bundan tashqari, yangi qismlarni ishlab chiqarish uchun hozirda keraksiz ob'ektlardan foydalanish mumkin bo'ladi, chunki ular standart voksellardan iborat.
Natija shunday ko'rinadi nano o'lchamdagi o'zini o'zgartiruvchi robot, uning amalga oshirilishi shu qadar yaqinki, Terminator endi ilmiy fantastikaga o'xshamaydi.
Biroq, bunday gullab-yashnagan kelajak yo'lida bir qator savollarga javob berish kerak:
Dizayn Ko'p masshtabli, ko'p elementli komponentlarni, lekin eng muhimi - statik va dinamik qismlarni o'z ichiga olgan dasturlashtiriladigan materiya bilan ishlash uchun SAPRni qanday dasturlash kerak?
Yangi materiallarni ishlab chiqish Ko'p funktsiyali xususiyatlarga va o'rnatilgan mantiqiy imkoniyatlarga ega materiallarni qanday yaratish mumkin?
Voksel ulanishlari Voksel ulanishlarining ishonchliligini qanday ta'minlash mumkin? Uni an'anaviy mahsulotlarning chidamliligi bilan solishtirish mumkinmi, ammo foydalanishdan keyin qayta konfiguratsiya yoki qayta ishlashga ruxsat beradimi?
Energiya manbalari Passiv va juda kuchli bo'lishi kerak bo'lgan manbalarda energiya ishlab chiqarish uchun qanday usullardan foydalanish kerak? Ushbu energiyani alohida voksellarni va mahsulotning butun dasturlashtiriladigan materialini faollashtirish uchun qanday saqlash va ishlatish kerak? Elektronika Elektron boshqaruvni qanday samarali integratsiya qilish yoki nanometr shkalasida moddaning boshqariladigan xususiyatlarini qanday yaratish mumkin? Dasturlash Individual voksellarni qanday dasturlash va ishlash mumkin - raqamli va jismoniy? Davlat o'zgarishlarini qanday dasturlash kerak?
Ba'zi ekspertlarning ta'kidlashicha, Internetning strukturaviy zaifliklarini boshidanoq oldindan ko'rish mumkin edi. PM xavfsizligi muammolari Internet of Things kontseptsiyasi doirasida kiberxavfsizlikni ko'rib chiqishda yuzaga keladigan muammolarga o'xshaydi. Xuddi shu mulohazalarni yanada jiddiyroq tahdid - PMdan dasturlashtiriladigan ob'ektlarni buzish haqida ham aytish kerak.
Kontseptsiya intellektual mulk(IP) ham murakkablashishi mumkin, chunki ularning shakli va xususiyatlarini o'zgartira oladigan mahsulotlar patent huquqlari institutiga bevosita muammo tug'diradi. 3D bosib chiqarish singari, dasturlashtiriladigan materiya ma'lum bir mahsulot egasini aniqlashni qiyinlashtiradi. Ammo 4D bosib chiqarish va PM tufayli bir xil shakl va funktsiyalarga ega bo'lgan ob'ektlarning nusxalarini yaratish yoki mahsulotlarni o'z-o'zidan ishlab chiqarishni faollashtirish mumkin. Har qanday komponent ishlamay qolsa, huquqiy oqibatlar ham kechagi narsadir. Samolyot qanoti kabi dasturlashtiriladigan materialning bir qismi havoda to'satdan sinib qolsa, kim javobgar? Ishlab chiqaruvchi, dasturchi, yangi dizayn ishlab chiqaruvchisi yoki "aqlli" material yaratuvchisimi?
Bizning ko'z o'ngimizda yana bir paradigma buzilmoqda - ilmiy, texnologik, iqtisodiy, ijtimoiy va falsafiy. Boshqa ilg'or texnologiyalarda bo'lgani kabi, asosiy savolni berish kerak: jamiyat bunday ajoyib va xavfli dasturlashtiriladigan dunyoga tayyormi?
Yoki zamonaviy Internetdagi vaziyatga o'xshash rasmni kuzatamizmi? Faqat dasturlashtirilgan binolarning ommaviy rivojlanishini bir lahzada yopib bo'lmaydi, masalan, qaroqchilar maydoni.
Kontseptsiya mualliflari kamtarona sukut saqlaydigan ushbu texnologiyaning boshqa tomoni ham xavfli emas. Dasturlashtiriladigan moddiy dunyo- bu butun sayyora aholisining hayotini mutlaq nazorat qilish imkoniyati. Mikroskopik datchiklar hamma joyda - kiyim-kechak, mebel, devorlar, sun'iy ichki organlarga tikilganida - politsiya yoki razvedka xizmatlariga ehtiyoj qolmaydi.
Qonunbuzar (yangi dunyoda qanday qonunlar bo'lishi haqida o'ylash kerak) o'z kafedrasi bilan shug'ullanadi va jigar diqqat bilan markazga egasining barcha xavfli harakatlari haqida signal yuboradi. Aholining katta massasi ustidan to'liq nazorat eng kam xizmat ko'rsatuvchi xodimlarga muhtoj bo'lgan "elita" qo'lida to'planishi mumkin.
Biz bu mavzuni uzoq vaqt xayol qilishimiz mumkin, ammo umid qilaylikki, bunday distopiya bizning farzandlarimiz va nabiralarimizni kutmaydi.
| Yangi texnologiyalarning afzalliklari | 3D bosib chiqarish | 4D bosib chiqarish |
| Eng murakkab shakldagi mahsulotlarni ishlab chiqarish imkoniyati | Tanlangan materialni joylashtirish ramka tuzilmalarini bosib chiqarish orqali mahsulotning og'irligini sezilarli darajada kamaytiradi. Shaklni loyihalash erkinligi materialning ichki tuzilishiga ham tegishli | Mutlaq dizayn erkinligi. Mahsulotning mustaqil ravishda ham, buyruq bo'yicha ham o'z shaklini atrof-muhit sharoitlariga moslash qobiliyati |
| Ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish | 3D printerlar uchun mahsulotlarni qanday shaklda chop etish muhim emas, shuning uchun narx va ishlab chiqarish vaqti keskin kamayadi. | Texnologik jarayon boshlangandan so'ng, elektronika va robotlar ishlab chiqarishda juda muhim bo'lgan "bosma" quvvat manbalari, o'tkazgichlar va sensorlarni tuzatish va sinovdan o'tkazish uchun xarajatlar va vaqt talab etilmaydi. |
| Ishlab chiqarish jarayonlarini soddalashtirish - operatorning minimal ishtiroki | 3D bosib chiqarish mahsulotlarni standartlashtirilgan dasturga muvofiq, ya'ni kompyuter nazorati ostida ishlab chiqarganligi sababli, mahsulot ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan vaqt kabi inson ishtiroki minimallashtiriladi. | 4D bosib chiqarishni qo'llash bilan ishlab chiqarishni soddalashtirish darajasi yanada oshadi - tarkibiy elementlarning g'ayrioddiy soddaligi ularni tezda bosib chiqarish va keyin u yoki bu tarzda faollashtirish imkonini beradi. Bundan tashqari, tarkibiy elementlar ishlab chiqarish va oxirgi foydalanuvchiga tashish paytida sharoitlarga moslasha oladi |
| Ta'minot zanjiri logistikasi va yig'ish liniyalarining yo'qolishi | Yakuniy mahsulot, hatto avtomobil kabi murakkab bo'lsa ham, ishlab chiqarish jarayonining bir bosqichida ishlab chiqariladi, shuning uchun ehtiyot qismlarni etkazib berish, ularni saqlash va liniyalarda yig'ish keraksiz bo'ladi. | 3D bosib chiqarishdan foydalanishga o'xshash vaziyat |
| Har qanday miqdordagi mahsulotlarni ishlab chiqarish - ommaviydan bittagacha | 3D bosib chiqarish mahsulotlarning katta assortimentini ishlab chiqarish imkonini beradi va ishlab chiqarish liniyalari boshqa mahsulotni ishlab chiqarish uchun osongina va tezda qayta konfiguratsiya qilinishi mumkin. Zaxira qismlarni qurishning hojati yo'q | Vaziyat 3D bosib chiqarishga o'xshaydi, chunki barcha komponentlar chop etiladi |
| Mahsulotni shaxsiylashtirish | 3D bosib chiqarishning ishlab chiqarish narxi ommaviy ishlab chiqarishga bog'liq emasligi sababli, mahsulotni shaxsiylashtirishni maksimal darajada oshirish mumkin | Yagona elementlarning ko'p qirraliligi, o'zgartirilishi mumkin bo'lgan elektron tarkib, mahsulotning foydalanuvchi istaklariga javob berishi va atrof-muhitga mustaqil moslashuvi mahsulotni shaxsiylashtirishni yangi bosqichga ko'taradi. Kelajakdagi foydalanuvchining ishlab chiqarishda bevosita ishtirok etishi juda mumkin |
| Mahsulotlarni emas, balki ularning loyihalarini fayllarda taqsimlash | Mahsulotlar dizayn fayllaridan sayyoramizning istalgan nuqtasida tegishli printerda chop etilishi mumkin. Bundan tashqari, ular Internetdan foydalangan holda istalgan joyga uzatilishi mumkin. | 4D davrida butun moddiy dunyoni raqamlashtirish mumkin bo'ladi. Sizga kerak bo'lgan yagona narsa - voksellar to'plamini sotib olish, dasturni bulutdan yuklab olish va keyin kerakli narsani o'zingiz qilish. |
| Dizayner va yakuniy mahsulot o'rtasidagi tafovutni bartaraf etish eski texnik kasblarning o'limiga va yangilarining paydo bo'lishiga olib keladi. | Dizayner va yakuniy mahsulot o'rtasidagi munosabatlar dasturchi va tayyor dastur o'rtasidagi kabidir | Endilikda dizaynerlar o'z ishlariga ko'p funksiyali dinamik ob'ektlarni yaratish sifatida qaraydilar, shuning uchun moddiy dunyoni to'liq dasturlash mutaxassislarning yangi avlodi - materiya dasturchilarining paydo bo'lishini rag'batlantiradi. To'liq funktsional aqlli fizika modellarini yaratish va tadqiqot va o'qitishning yangi shakllarini ishlab chiqish orqali ilmiy va ta'lim modellashtirish yangi cho'qqilarga ko'tarilmoqda. |
"O'z-o'zini tashkil qilish materiallari" mavzusidagi material "Imkoniyatlar oynasi" jurnali tomonidan taqdim etilgan.
Ko'pchiligimizga zamonaviy texnologiyalar shu qadar yuqori darajaga ko'tarilganki, bundan keyin rivojlanish uchun hech qanday joy yo'q. Biroq, olimlar bu noto'g'ri fikrni qayta-qayta rad etishadi.
Tasdiqlash - bu dasturlashtiriladigan modda bo'lib, u bir xil tuzilishdan tubdan farq qiluvchi xususiyatlarga ega ob'ektlarni olish imkonini beradi. Misol uchun, bunday materialdan tayyorlangan stol egasining buyrug'i bilan avtomatik ravishda divanga va orqa tomonga o'zgarishi mumkin. Vaziyat boshqa narsalar bilan o'xshashdir, g'oyani amalga oshirish uni sifat jihatidan yangi bosqichga ko'taradi, odamlarning hayotini osonlashtiradi, ularni kundalik ishlardan ozod qiladi.
Materiya qanday yaratilishi kerak?
Dasturlashtiriladigan materiya kontseptsiyasini amalga oshirish uchun bir qator shartlar bajarilishi kerak. Birinchidan, to'g'ri asosiy bloklar to'plamini saqlash uchun: katta mahsulotlarni yaratishni ta'minlash uchun miniatyura "g'ishtlari" kerak bo'ladi, aks holda tayyor ob'ekt geometrik jihatdan to'g'ri shaklga ega bo'lmaydi.
Har bir g'isht aslida o'z quvvat manbai va boshqaruviga ega bo'lgan to'laqonli robotni ifodalaydi. To'g'ridan-to'g'ri boshqarish sun'iy intellekt tizimlari tomonidan ta'minlanadi. Mashinani o'rganish algoritmlari tufayli mini-robotlar to'plami to'siqlarni samaraliroq yengib o'tish va atrof-muhit o'zgarishlariga moslashish imkoniyatiga ega bo'ladi. Ya'ni, mikro-g'ishtlarning o'zlari ma'lum bir vazifani bajarish uchun eng qulay shaklni aniqlay oladilar, buning uchun ular gumanoid qurilmaga aylanishi shart emas.
Qo'llash doirasi
Hozircha yangi mahsulot faqat istiqbolli g'oya ko'rinishida mavjud, ammo futurologlarning ta'kidlashicha, uni amalga oshirish turli sohalarda foydali bo'lishi mumkin:
- sanoatda;
- binolar va inshootlarni qurishda;
- kundalik hayotda va boshqa sohalarda.
Dasturlashtiriladigan materialdan maishiy maqsadlarda foydalanish misoli allaqachon berilgan. Ushbu kontseptsiyaning sanoatda qo'llanilishiga kelsak, to'qimachilik sanoatida bu g'oyadan uning zichligini buyruq bo'yicha o'zgartira oladigan matoni ishlab chiqish mumkin. Og'ir sanoatda printsipni buyruq bo'yicha mustahkamlash yoki zaiflashtirish, shuningdek, muhitning oqim yo'nalishini o'zgartirishga qodir bo'lgan quvurda o'rnatilishi mumkin.
Alohida qurilmalarni loyihalash va ishlab chiqarish juda qiyin bo'lganligi sababli, yuqorida tavsiflangan turli xil narsalarga aylanishi mumkin bo'lgan narsalar juda murakkab bo'lishini tasavvur qilish qiyin emas. Massachusets texnologiya instituti professori Skylar Tibbits buni 4D bosib chiqarish deb ataydi. Uning tadqiqot guruhi o'z-o'zini yig'ish uchun asosiy ingredientlarni deyarli har qanday material va jarayonni qayta yaratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan sezgir qurilish bloklari, energiya va o'zaro ta'sirlarning oddiy to'plami sifatida aniqladi. O'z-o'zini yig'ish biologiyadan tortib materialshunoslik, informatika, robototexnika, ishlab chiqarish, transport, infratuzilma, qurilish, san'at va boshqalar kabi ko'plab sohalarda yutuqlarni va'da qiladi. Hatto pazandachilik va kosmik tadqiqotlarda ham.
Ushbu loyihalar hali boshlang'ich bosqichida, ammo Tibbitsning o'zini o'zi yig'ish laboratoriyasi va boshqalar allaqachon ularni rivojlantirish uchun zamin yaratmoqda.
Misol uchun, uyali telefonlarni o'z-o'zidan yig'ish loyihasi mavjud. Uyali telefonlar inson yoki robot aralashuvini talab qilmasdan, kechayu kunduz 3D bosilgan qismlardan mustaqil ravishda yig'iladigan dahshatli zavodlar aqlga keladi. Bunday telefonlar javonlardan issiq pirojnoe kabi uchib ketishi dargumon, ammo bunday loyihaning ishlab chiqarish qiymati ahamiyatsiz bo'ladi. Bu kontseptsiyaning isbotidir.
Dasturlashtiriladigan materiyani yaratishda engib o'tish kerak bo'lgan asosiy to'siqlardan biri bu to'g'ri fundamental bloklarni tanlashdir. Muvozanat muhim. Kichkina qismlarni yaratish uchun sizga juda katta "g'ishtlar" kerak emas, aks holda yakuniy tuzilma bo'lak ko'rinadi. Shu sababli, qurilish bloklari ba'zi ilovalar uchun foydali bo'lmasligi mumkin - masalan, nozik manipulyatsiya uchun vositalarni yaratish kerak bo'lsa. Katta qismlar bilan bir qator to'qimalarni modellashtirish qiyin bo'lishi mumkin. Boshqa tomondan, agar qismlar juda kichik bo'lsa, boshqa muammolar paydo bo'lishi mumkin.
Har bir qism kichik robot tomonidan ifodalangan o'rnatishni tasavvur qiling. Robot bitta ixcham blokda quvvat manbai va miyaga yoki hech bo'lmaganda qandaydir signal generatori va signal protsessoriga ega bo'lishi kerak. Tasavvur qilish mumkinki, alohida birliklar orasidagi "bog'lanish" kuchini o'zgartirish orqali bir qator to'qimalar va kuchlanishlarni simulyatsiya qilish mumkin - stol sizning to'shagingizdan biroz qattiqroq bo'lishi kerak.
Ushbu yo'nalishdagi dastlabki qadamlarni modulli robotlarni ishlab chiquvchilar qo'yishdi. Bu borada ko'plab olimlar guruhlari, jumladan MIT, Lozanna va Bryussel universiteti ishlamoqda.
Eng yangi konfiguratsiyada yagona robot markaziy qaror qabul qilish bo‘limi (siz uni miya deb atashingiz mumkin) vazifasini bajaradi va agar umumiy tizimning shakli va tuzilishini o‘zgartirish kerak bo‘lsa, kerak bo‘lganda qo‘shimcha robotlar ushbu markaziy bo‘limga qo‘shilishi mumkin. Hozirda tizimda atigi o'nta alohida birlik mavjud, ammo bu yana modulli robot tizimini boshqarish mumkin bo'lgan kontseptsiyaning isbotidir; Ehtimol, kelajakda xuddi shu tizimning kichik versiyalari Material 3.0 uchun komponentlar asosini tashkil qiladi.
Mashinani o'rganish algoritmlari yordamida bu robotlar to'dasi qanday qilib to'siqlarni engib o'tishni va atrof-muhit o'zgarishlariga individual robotga qaraganda osonroq va tezroq javob berishni o'rganishini tasavvur qilish oson. Misol uchun, robot tizimi o'qning shikastlanmasdan o'tishi uchun o'zini tezda sozlashi va shu bilan daxlsiz tizimni tashkil qilishi mumkin.
Robototexnika haqida gap ketganda, ideal robotning shakli ko'p bahs-munozaralarga sabab bo'ldi. DARPA yaqinda boʻlib oʻtgan robototexnika boʻyicha yirik musobaqalaridan biri “Robots Challenge”da moslasha oladigan robot gʻolib chiqdi. U mashhur insonsimon ATLASni shunchaki aylanib o'tishga imkon beruvchi g'ildirak qo'shish orqali mag'lub etdi.
Robotlarni odamlar shaklida qurish o'rniga (ba'zida bu foydali bo'lsa ham), siz ularga rivojlanish, rivojlanish va vazifa uchun ideal shaklni topishga ruxsat berishingiz mumkin. Bu, ayniqsa, qimmatbaho robotlar odamlarning o'rnini bosishi mumkin bo'lgan, ammo oldindan aytib bo'lmaydigan holatlarga moslashishga tayyor bo'lishi kerak bo'lgan ofat sodir bo'lganda foydali bo'ladi.
Ko'pgina futurologlar xom ashyodan har qanday narsani yarata oladigan mayda nanobotlarni yaratish imkoniyatini tasavvur qilishadi. Lekin bu kerak emas. Atrof-muhitga javob beradigan va reaksiyaga kirishadigan dasturlashtiriladigan materiya har qanday sanoat ilovalarida foydali bo'ladi. Quvurni tasavvur qiling-a, kerak bo'lganda kuchayishi yoki zaiflashishi yoki buyruq bo'yicha oqim yo'nalishini o'zgartirishi mumkin. Yoki sharoitga qarab ko'proq yoki kamroq zichroq bo'lishi mumkin bo'lgan mato.
To'shaklarimiz velosipedga aylana oladigan vaqtdan hali uzoqdamiz. Ehtimol, an'anaviy past texnologiyali yechim, tez-tez bo'lgani kabi, ancha amaliy va tejamkor bo'ladi. Ammo odamlar har bir yeb bo'lmaydigan narsaga chip qo'yishga harakat qilar ekan, jonsiz narsalar har yili bir oz ko'proq jonlanadi.