Материал 3.0: время программировать материю

    Вы встречаете финал длинноватого денька в собственной квартире сначала 2040-х годов. Вы ладно поработали и решаете передохнуть. «Время кинофильмов!», разговаривайте вы. Особняк отвечает на ваши позывы. Стол распадается на сотки крохотных элементов, кои заползают под вас и принимают форму кресла. Дисплей компа, за которым вы ишачили, разливается по стенке и преобразуется в плоскую проекцию. Вы расслабляетесь в кресле и сквозь несколько секунд уже следите кинофильм в домашнем кинозале, все в тамошних же четверых стенках. Кому надо все больше одной комнаты?

    Это же мечта действующих над «программируемой материей».

    В собственной крайней книжке о искусственном уме Макс Тегмарк проводит различие меж тремя уровнями вычислительной трудности для организмов. Жизнь 1.0 — это же одноклеточные организмы вроде микробов; для нее аппаратное обеспечение неразличимо от программного. Поведение микробов закодировано в ее ДНК; ничему новенькому она научиться и не может.

    Жизнь 2.0 — это жизнь граждан в диапазоне. Мы частично застряли в собственном оборудовании, однако можем поменять свою программку, делая выбор в ходе обучения. К примеру, можем выучить испанский заместо итальянского. Подобно руководству местом на телефоне, аппаратура головного мозга дозволяет загружать конкретный комплект «покетов», однако в теории вы сможете учить новое поведение, и не меняя базисный генетический код.

    Жизнь 3.0 отходит от сего: существа умеют поменять как только аппаратную, эдак и программную оболочку с помощью оборотной взаимосвязи. Тегмарк лицезреет в этом настоящий искусственный ум — как лишь он научится поменять собственный базисный код, произойдет взрыв ума. Может быть, благодаря CRISPR и иным алгоритмам редактирования генов, мы сможем применять собственное «программное обеспечение» для конфигурации своего «устройства».

    Программируемая материя переносит эту аналогию на предметы нашего мира: что, ежели ваш диванчик сумел бы «научиться», как только предстать столом? Что, ежели заместо армии швейцарских ножей с десятками инструментов, вы обзавелись бы одиним-единственным инвентарем, который «знал» бы, как только предстать хоть каким иным инвентарем для ваших нужд, по вашей команде? В переполненных городках грядущего на замену домам могли бы придти апартаменты, в каких существовала бы одна комната. Это же дозволило бы сберечь место и ресурсы.

    Во всяком случае таковы мечты.

    Так как производить и осуществлять отдельные прибора эдак мудрено, несложно представить, что описанные свыше штучки, кои умеют преобразовываться во не мало различных предметов, будут очень сложноватыми. Доктор Скайлар Тиббитс из Массачусетского технологического колледжа именует это же 4D-печатью. Его исследовательская группа сформулировала главные ингредиенты для самостоятельной компоновки как только простейший комплект отзывчивых «кирпичиков», энергии и взаимодействий, из которых можно воссоздать почти хоть какой материал и процесс. Самосборка обещает прорывы в почти всех отраслях, от биологии перед началом материаловедения, информатики, робототехники, изготовления, транспортировки, инфраструктуры, строительства, искусства и многого иного. Даже в кулинарии и освоении космоса.

    Эти проекты все гораздо в зачаточном состоянии, однако «лаборатория самостоятельной сборки» (Self-Assembly Lab) Тиббитса и альтернативные уже закладывают базы для них развития.

    К примеру, существуют проект по самосборке сотовых смартфонов. На разум приходят страшные заводы, на которых круглые сутки без помощи других собираются мобильники из 3D-печатных элементов, и не требуя вмешательства граждан либо ботов. Лишь только ли этакие смартфоны будут улетать с полок как только жаркие пирожки, однако цена изготовления в рамках этакого проекта будет жалкой. Это же подтверждение концепции.

    Одним из главных препятствий, кои нужно преодолеть при разработке программируемой материи, является подбор правильных базовых блоков. Важен баланс. Дабы сделать маленькие детали, надобны и не максимально заглавные «кирпичики», по другому конечная конструкция будет высмотреть комковато. За счет этого строй блоки умеют быть никчемными для энных применений — к примеру, ежели надо сделать инструменты для тоненьких манипуляций. С крупными кусочками возможно мудрено смоделировать ряд текстур. С альтернативный стороны, ежели части очень минимальны, умеют появиться альтернативные трудности.

    Представьте самому себе инсталляцию, в какой любая деталь представлена маленьким роботом. У бота обязан быть родник питания и головной мозг либо по последней мере некий генератор сигналов и микропроцессор сигналов, все в одном малогабаритном блоке. Можно вообразить, что ряд текстур и натяжений можно моделировать, изменяя силу «связи» меж отдельными единицами — стол обязан быть едва тверже, чем ваша кроватка.

    Первые шаги в этом направлении были изготовлены теми самыми же, кто разрабатывает модульных ботов. Сильно много групп ученых ишачят над сиим, включая MIT, Лозанну и Вуз Брюсселя.

    В новой изменения отдельный бот выступает в качестве центрального отдела, принимающего решения (сможете именовать его мозгом), а уж добавочные боты умеют присоединяться по целесообразности к этому центральному отделу, ежели надо сконфигурировать форму и структуру общей системы. Ныне в системе всего десять отдельных единиц, однако, снова же, это же подтверждение концепции тамошнего, что модульной системой ботов можно заведовать; может быть, в дальнейшем маленькие версии данной же системы лягут в базу компонент для Материала 3.0.

    Не сложно предположить, как только с помощью алгоритмов машинного обучения эти рои ботов обучаются преодолевать препятствия и реагировать на изменение среды легче и скорее отдельного бота. К примеру, система ботов могла бы резво перестраиваться, дабы пуля проходила без повреждений, формируя таким макаром неуязвимую систему.

    Говоря об робототехнике, форма безупречного бота существовала предметом почти всех разговоров. Одно из недавнешних больших соревнований по робототехнике, проведенном DARPA, Robotics Challenge выиграл бот, который может приспособиться. Он одолел выдающегося гуманоида Boston Dynamics ATLAS примитивным добавлением колеса, которое дозволило ему же кататься.

    Заместо тамошнего дабы возводить ботов в форме граждан (хотя время от времени это же будет полезно), можно дозволить им же эволюционировать, развиваться, находить безупречную форму для исполнения намеченной цели. Это же будет в особенности будет полезно в случае бедствия, когда дорогие боты сумеют поменять граждан, однако обязаны будут уже готовы приспособиться к непредсказуемым происшествиям.

    Почти все футурологи воображают вероятность сотворения крохотных наноботов, могущих производить что угодно из сырья. Однако это же и не неукоснительно. Программируемая материя, которая может отвечать и реагировать на окружающую среду, будет полезна в каких бы то ни было заводских применениях. Представьте самому себе трубу, которая может укрепляться либо ослабляться по целесообразности или поменять направление течения по команде. Или ткань, которая может становиться наиболее либо наименее плотной зависимо от критерий.

    Мы все гораздо далеки от времен, когда наши кроватки сумеют трансформироваться в велики. Может быть, обычное нетехнологичное решение, как только это же частенько бывает, будет еще наиболее удобным и экономным. Однако так как человек пробует запихнуть чип в каждый несъедобный объект, неодушевленные объекты будут становиться едва наиболее одушевленными с каждым годом.