Du møder slutningen af en lang dag i din lejlighed i de tidlige 2040'ere. Du gjorde et godt stykke arbejde og beslutter at tage en pause.”Filmtid!” Siger du. Hjem reagerer på dine trang. Bordet opdeles i hundreder af små stykker, der kravler under dig og har formen som en stol. Computerskærmen, du arbejdede med, spreder sig over væggen og bliver til et fladt projektion. Du slapper af i en lænestol, og om få sekunder ser du allerede en film i dit hjemmebiograf, alt sammen inden for de samme fire vægge. Hvem har brug for mere end et værelse?
Dette er drømmen for dem, der arbejder på "programmerbar sag".
I sin seneste bog om kunstig intelligens skelner Max Tegmark mellem tre niveauer af beregningskompleksitet for organismer. Liv 1.0 er encellede organismer som bakterier; for hende kan hardware ikke skelnes fra software. Bakteriens adfærd er kodet i dens DNA; hun kan ikke lære noget nyt.
Life 2.0 er livet for mennesker på spektret. Vi sidder fast med vores udstyr, men vi kan ændre vores eget program og træffe valg i læringsprocessen. For eksempel kan vi lære spansk i stedet for italiensk. I lighed med rumstyringen på en smartphone giver hjernens hardware dig mulighed for at downloade et specifikt sæt "lommer", men i teorien kan du lære ny adfærd uden at ændre den underliggende genetiske kode.
Life 3.0 bevæger sig væk fra dette: væsener kan ændre både hardware og softwareskaller ved hjælp af feedback. Tegmark ser dette som en ægte kunstig intelligens - så snart han lærer at ændre sin basekode, vil der være en eksplosion af intelligens. Måske takket være CRISPR og andre genredigeringsteknikker, kan vi bruge vores egen "software" til at ændre vores egen "hardware."
Programmerbart materie bærer denne analogi til objekterne i vores verden: hvad hvis din sofa kunne "lære" hvordan man bliver et bord? Hvad hvis du i stedet for en hær af schweiziske knive med snesevis af værktøjer havde et enkelt værktøj, der "vidste", hvordan du kan blive et andet værktøj til dine behov, på din kommando? I fremtidens overfyldte byer kunne huse erstattes af lejligheder med et værelse. Dette vil spare plads og ressourcer.
Alligevel er dette drømme.
Da det er så vanskeligt at designe og fremstille individuelle enheder, er det ikke svært at forestille sig, at de ovenfor beskrevne ting, som kan blive til mange forskellige objekter, vil være ekstremt komplekse. Professor Skylar Tibbits fra MIT kalder det 4D-udskrivning. Hans forskerteam identificerede de vigtigste ingredienser til selvmontering som et simpelt sæt responsive byggesten, energier og interaktioner, hvorfra næsten ethvert materiale og proces kan genskabes. Selvmontering lover gennembrud i mange brancher, fra biologi til materialevidenskab, datalogi, robotik, fremstilling, transport, infrastruktur, konstruktion, kunst og mere. Selv i madlavning og udforskning af rummet.
Salgsfremmende video:
Disse projekter er stadig i deres spædbarn, men Tibbits 'Self-Assembly Lab og andre lægger allerede grundlaget for deres udvikling.
For eksempel er der et projekt til selvmontering af mobiltelefoner. Uhyggelige fabrikker tænker på, hvor de uafhængigt samler mobiltelefoner fra 3D-trykte dele døgnet rundt uden at kræve menneskelig eller robotisk indgriben. Disse telefoner vil sandsynligvis ikke flyve ud af hylderne som varme kager, men produktionsomkostningerne for et sådant projekt vil være ubetydelige. Dette er et bevis på koncept.
En af de største hindringer, der skal overvindes, når man opretter programmerbar sag, er at vælge de rigtige grundlæggende blokke. Balance betyder noget. For at skabe små detaljer behøver du ikke særlig store "mursten", ellers ser det endelige design ud klumpet. På grund af dette kan byggesten være ubrugelig til nogle applikationer - for eksempel når du har brug for at oprette værktøjer til subtil manipulation. Med store bidder kan det være vanskeligt at modellere et antal teksturer. På den anden side, hvis delene er for små, kan der opstå andre problemer.
Forestil dig et setup, hvor hver detalje er repræsenteret af en lille robot. Robotten skal have en strømforsyning og en hjerne, eller i det mindste en slags signalgenerator og signalprocessor, alt sammen i en kompakt enhed. Du kan forestille dig, at et antal strukturer og spændinger kan modelleres ved at ændre styrken af "bindingen" mellem de enkelte enheder - bordet skal være lidt hårdere end din seng.
De første skridt i denne retning blev taget af dem, der udvikler modulære robotter. Der er mange forskergrupper, der arbejder med dette, herunder MIT, Lausanne og University of Brussels.
I den seneste konfiguration fungerer en enkelt robot som en central beslutningstagende afdeling (du kan kalde det hjernen), og yderligere robotter kan tilslutte sig denne centrale afdeling efter behov, hvis formen og strukturen i det overordnede system skal ændres. Der er i øjeblikket kun ti separate enheder i systemet, men igen er dette et bevis på konceptet for, at et modulopbygget robotsystem kan styres; måske i fremtiden vil små versioner af det samme system danne grundlaget for komponenter til Material 3.0.
Det er let at forestille sig, hvordan disse sverme af robotter lærer at overvinde forhindringer og reagere på miljøændringer lettere og hurtigere end en enkelt robot ved hjælp af maskinlæringsalgoritmer. For eksempel kunne et robotsystem hurtigt genopbygges, så en kugle passerer uden skader og således danne et ufravigeligt system.
Når vi taler om robotik, har formen på den ideelle robot været genstand for meget debat. En af de nylige større robotik-konkurrencer, der afholdes af DARPA, Robotics Challenge, blev vundet af en robot, der kan tilpasse sig. Han besejrede den berømte humanoid Boston Dynamics ATLAS ved blot at tilføje et hjul, der gjorde det muligt for ham at køre.
I stedet for at bygge robotter i form af mennesker (selvom dette nogle gange er nyttigt), kan du lade dem udvikle sig, udvikle sig, finde den ideelle form til opgaven. Dette vil være særlig nyttigt i tilfælde af en katastrofe, når dyre robotter kan erstatte mennesker, men skal være parat til at tilpasse sig uforudsigelige omstændigheder.
Mange futurister forestiller sig muligheden for at skabe små nanobotter, der kan skabe alt fra råvarer. Men dette er valgfrit. Programmerbart stof, der kan reagere og reagere på miljøet, vil være nyttigt i enhver industriel anvendelse. Forestil dig et rør, der kan styrkes eller svækkes efter behov eller ændres strømningsretning på kommando. Eller stof, der kan blive mere eller mindre tæt afhængigt af forholdene.
Vi er stadig langt fra de dage, hvor vores senge kan omdannes til cykler. Måske vil den traditionelle ikke-teknologiske løsning, som ofte er tilfældet, være meget mere praktisk og økonomisk. Men når en person prøver at skubbe en chip ind i ethvert uspiseligt objekt, vil livløse genstande blive lidt mere livlige hvert år.
Ilya Khel