Час програмувати матерію

Час програмувати матерію
Програмована матерія

Уявіть, що ви зустрічаєте кінець довгого дня в своїй квартирі на початку 2040-х років. Ви добре попрацювали і вирішуєте перепочити. «Час фільмів», – говорите ви. Будинок відповідає на ваші позиви. Стіл розпадається на тисячі крихітних частин, які заповзають під вас і приймають форму крісла. Екран комп’ютера, за яким ви працювали, розтікається по стіні і перетворюється в плоску проекцію. Ви розслабляєтеся в кріслі і через кілька секунд вже дивитеся фільм в домашньому кінотеатрі, все в тих же чотирьох стінах.

Кому потрібно більше однієї кімнати? Це мрія тих, хто працює над «програмованою матерією».

У своїй останній книзі про штучний інтелект Макс Тегмарк проводить відмінність між трьома рівнями обчислювальної складності для організмів:

– Життя 1.0 – це одноклітинні організми на зразок бактерій, апаратне забезпечення яких не відрізняється від програмного. Поведінку такої бактерій закодовано в її ДНК; нічому новому вона навчитися не може.

– Життя 2.0 – це життя людей в спектрі. Ми частково застрягли в своєму обладнанні, але можемо змінювати власну програму, роблячи вибір на процесі навчання. Наприклад, можемо вивчити іспанську замість італійської. Подібно управлінню простором на смартфоні, апаратура мозку дозволяє завантажувати певний набір інформації, але в теорії ви можете вивчати нове, не змінюючи базовий генетичний код.

– Життя 3.0 – істоти можуть змінювати як апаратну, так і програмну оболонку за допомогою зворотного зв’язку. Тегмарк бачить в цьому істинний штучний інтелект. Можливо, завдяки CRISPR і іншим методам редагування генів, ми зможемо використовувати власне «програмне забезпечення» для зміни власного «пристрою».

Програмована матерія переносить цю аналогію на предмети нашого світу: що, якщо ваш диван зміг би «навчитися», як стати столом? Що, якщо замість армії швейцарських ножів з десятками інструментів, ви розжилися б єдиним інструментом, який «знав» би, як стати будь-яким іншим предметом для ваших потреб, по вашій команді? У переповнених містах майбутнього на зміну будинкам могли б прийти апартаменти, в яких була б одна кімната. Це дозволило б заощадити простір і ресурси. У всякому разі є такі мрії.

Оскільки створювати і виробляти окремі пристрої досить таки складно, неважко припустити, що описані вище штуки, які можуть перетворюватися в багато різних предметів, будуть надзвичайно складними. Професор Скайлар Тіббітс з Массачусетського технологічного інституту називає це 4D-печаткою. Його дослідницька група визначила ключові інгредієнти для самостійної збірки як простий набір чуйних «цеглинок», енергії і взаємодій, з яких можна відтворити практично будь-який матеріал і процес. Самозбірка обіцяє прориви в багатьох галузях, від біології до матеріалознавства, інформатики, робототехніки, виробництва, транспортування, інфраструктури, будівництва, мистецтва і багато чого іншого. Навіть в кулінарії і освоєнні космосу.

Ці проекти все ще в зародковому стані, але «лабораторія самостійної збірки» (Self-Assembly Lab) Тіббітса і інші вже закладають основи для їх розвитку.

Наприклад, є проект по самозбірці стільникових телефонів. На думку спадають моторошні фабрики, на яких цілодобово самостійно збираються мобільні телефони з 3D-друкованих частин, не вимагаючи втручання людей або роботів. Навряд чи такі телефони будуть відлітати з полиць як гарячі пиріжки, але вартість виробництва в рамках такого проекту буде незначною. Це доказ концепції.

Одною з основних перешкод, які необхідно подолати при створенні програмованої матерії, є підбір правильних фундаментальних блоків. Важливим є баланс. Щоб створити дрібні деталі, потрібні не дуже великі «цеглинки», інакше кінцева конструкція буде виглядати зіжмаканою. Через що будівельні блоки можуть бути некорисними для деяких застосувань, якщо, наприклад, потрібно створити інструменти для тонких маніпуляцій. З великих шматків складно змоделювати ряд текстур, з іншого боку, якщо частини занадто малі, можуть виникнути інші проблеми.

Уявіть собі установку, в якій кожна деталь представлена ​​невеликим роботом. У робота має бути джерело живлення і мозок або принаймні якийсь генератор сигналів і процесор сигналів, все в одному компактному блоці. Можна уявити, що ряд текстур і натягнень можна моделювати, змінюючи силу «зв’язку» між окремими одиницями – стіл повинен бути трохи твердіше, ніж ваше ліжко.

Перші кроки в цьому напрямку були зроблені тими ж, хто розробляє модульних роботів. Дуже багато груп вчених працюють над цим, включаючи MIT, Лозанну і Університет Брюсселя.

У новітній конфігурації окремий робот виступає в якості центрального відділу, який приймає рішення (можете називати його мозком), а додаткові роботи, якщо потрібно змінити форму і структуру загальної системи, можуть приєднуватися за потребою до цього центрального відділу. Зараз в системі всього десять окремих одиниць, але, знову ж таки, це доказ концепції того, що модульною системою роботів можна управляти; можливо, в майбутньому невеликі версії цієї ж системи ляжуть в основу компонентів для Матеріалу 3.0.

Легко уявити, як за допомогою алгоритмів машинного навчання ці рої роботів вчаться долати перешкоди і реагувати на зміну навколишнього середовища легше і швидше окремого робота. Наприклад, система роботів , щоб куля проходила без пошкоджень, могла б швидко перебудовуватися, формуючи таким чином невразливу систему.

Говорячи про робототехніку, форма ідеального робота була предметом багатьох дискусій. Одне з недавніх великих змагань з робототехніки, проведеному DARPA, Robotics Challenge виграв робот, який може адаптуватися. Він переміг відомого гуманоїда Boston Dynamics ATLAS простим додаванням колеса, яке дозволило йому кататися.

Замість того щоб будувати роботів в формі людей (хоча іноді це корисно), можна дозволити їм еволюціонувати, розвиватися, шукати ідеальну форму для виконання поставленого завдання. Це буде особливо корисно, коли роботи в разі лиха зможуть замінити людей і будуть готові адаптуватися до непередбачуваних обставин.

Деякі футурологи представляють можливість створення крихітних наноботів, здатних виготовляти що завгодно з сировини. Але це не обов’язково. Програмована матерія, яка може відповідати і реагувати на навколишнє середовище, буде корисна в будь-яких промислових застосуваннях. Уявіть собі трубу, яка по команді зможе в разі потреби змінювати напрямок течії. Або тканину, яка вміє ставати більш або менш щільною в залежності від умов.

Ми все ще далекі від часів, коли наші ліжка зможуть трансформуватися в велосипеди. Звичайне ж традиційне нетехнологічне рішення, як це часто буває, є набагато більш практичним і економічним, але оскільки людина вже зараз намагається засунути чип в кожен неїстівний об’єкт, неживі об’єкти з часом будуть ставати трохи більше живими.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*