כאן אני בונה אבטיפוס
במשך 6 שעות רצופות.
זו העבודה השחורה של המיזם האישי שלי.
כך באמת נראית תנועת העשה-זאת-בעצמך והיוצרים.
וזה מקביל לעולם הבניה והייצור של ימינו
בטכניקות הרכבה של כוח גס.
וזו בדיוק הסיבה מדוע התחלתי ללמוד
איך לתכנת חומרים פיזיים כך שיבנו את עצמם.
אבל קיים עולם נוסף.
היום, ברמות המיקרו והנאנו,
מתרחשת מהפכה חסרת-תקדים.
והיא היכולת לתכנת חומרים פיזיים וביולוגיים
לשנות צורה, לשנות תכונות,
ואפילו לבצע חישובים בחומרים שאינם מבוססי-סיליקון.
יש אפילו תוכנה בשם "קאד-נאנו"
שמאפשרת לנו לעצב צורות תלת-מימדיות
כמו רובוטי נאנו או מערכות להחדרת תרופות
ולהשתמש בדנ"א כדי להרכיב עצמאית מבנים פונקציונאליים אלה.
אבל אם אנו מסתכלים על קנה המידה האנושי,
על הבעיות העצומות האלה שלא זוכות לטיפול
מצד אותן טכנולוגיות נאנו,
אם אנו מסתכלים על בניה וייצור,
יש חוסר יעילות גדולה, צריכת אנרגיה
וטכניקות עבודה מיותרות.
בנוגע לתשתית, הבה ניקח רק דוגמה אחת.
צנרת, למשל.
בצנרת מים יש לנו צינורות מים בעלי ספיקה קבועה
וקצב זרימה קבוע, פרט למשאבות ושסתומים יקרים.
אנו קוברים אותם באדמה.
אם משהו משתנה-- אם הסביבה משתנה,
האדמה רועדת, או שנדרשים שינויים--
עלינו להתחיל מהתחלה, ולהוציא ולהחליף אותם.
ההצעה שלי היא לשלב בין שני העולומת האלה.
לשלב בין עולם חומרי הנאנו ברי התכנות והסתגלניים
לבין הסביבה הבנויה.
ואני לא מתכוון למיכון אוטומטי.
ולא רק למכונות חכמות שמחליפות בני-אדם.
אלא לחומרים ניתנים לתכנות שבונים את עצמם.
וזה קרוי "הרכבה עצמית",
תהליך שבו חלקים לא מסודרים בונים מבנה מסודר
באמצעות אינטראקציה מקומית בלבד.
אז מה נחוץ לנו אם אנו רוצים לעשות זאת בקנה-מידה אנושי?
אנו זקוקים לכמה מרכיבים פשוטים.
המרכיב הראשון הוא חומרים וגיאומטריה.
וזה צריך לבוא בצמוד למקור אנרגיה.
אפשר להשתמש באנרגיה סבילה--
חום, טלטול, לחץ אוויר, כבידה, מגנטיות.
ואז נחוצות אינטראקציות מתוכננות בחוכמה.
והאינטראקציות האלה מאפשרות תיקון שגיאות,
וכן מאפשרות לצורות לעבור ממצב למצב.
כעת אראה לכם מספר מיזמים שבנינו,
של מערכות חד-מימדיות, דו-מימדיות, תלת-מימדיות
ואפילו מערכות ארבע-מימדיות.
אז במערכות חד-מימדיות--
זהו מיזם הקרוי "חלבונים מתקפלים מעצמם".
הרעעיון הוא לקחת את המבנה התלת-מימדי של חלבון--
במקרה הזה, זהו חלבון הקרבמין--
לוקחים את השדרה-- כלומר ללא קישור צולב, ללא אינטראקציות סביבתיות--
ומפרקים אותה לסדרת רכיבים.
ומטמיעים בה אלסטיות.
אז כשאני משליך אותו באוויר ותופס,
יש לו את כל המבנה התלת-מימדי של החלבון, על כל מורכבויותיו.
וזה נותן לנו מודל מוחשי
של חלבון תלת-מימדי וכיצד הוא מתקפל
עם כל המורכבויות של הנדסת המרחב.
אז אנו יכולים לחקור זאת כמודל פיזי, אינטואיטיבי.
ואנו גם יכולים לתרגם זאת למערכות דו-מימדיות--
גליונות שטוחים שיכולים להתקפל מעצמם למבנים תלת-מימדיים.
בתחום התלת-מימד, עשינו בשנה שעברה מיזם ב-TEDGlobal
יחד עם "אוטודסק" וארתור אולסון
שבו התייחסנו לחלקים העצמאיים--
חלקים נפרדים שלא חוברו מראש שיכולים להתחבר ביניהם מעצמם.
ובנינו 500 ממבחנות הזכוכית האלה.
היו להם בפנים מבנים מולקולריים שונים
וצבעים שונים שאפשר היה לערבב ולהתאים.
ומסרנו אותם לכל חברי TED,
והם הפכו למודלים אינטואיטיביים
כדי להבין איך הרכבה עצמית מולקולרית פעולת בקנה-מידה אנושי.
זהו נגיף הפוליו.
מנערים אותו חזק והוא מתפרק.
ואז מנערים אותו באופן אקראי
והוא מתחיל לבצע תיקון שגיאות ולבנות בעצמו את המבנה.
וזה מוכיח שבאמצעות אנרגיה אקראית,
ניתן לבנות צורות לא-אקראיות.
הראינו גם שאנו יכולים לעשות זאת בקנה-מידה גדול בהרבה.
בשנה שעברה, בכנס TED בלונג ביץ',
בנינו מתקן שבונה מתקנים.
הרעיון היה, האם נוכל לגרום לעצמים בגודל רהיטים להתרכב מעצמם?
אז בנינו תא מסתובב גדול,
ואנשים ניגשו וסובבו את התא מהר או לאט יותר,
בעודם מוסיפים אנרגיה למערכת
ומבינים אינטואיטיבית איך הרכבה עצמית עובדת
ואיך אנחנו יכולים להשתמש בזה
ברמת המאקרו לייצור ובניית מוצרים
זוכרים?, אמרתי 4-מימדים
אז היום בפעם הראשונה אנחנו חושפים פרויקט חדש
שהוא שיתוף פעולה עם סטראטסיס
והוא נקרא הדפסה 4-מימדית.
הרעיון מאחורי הדפסה 4-מימדית
הוא שאתה לוקח הדפסה תלת מימדית עם כמה חומרים
כלומר אתם יכולים להשתמש במגוון חומרים
ואתם מוסיפים תכונה נוספת
שהיא שינוי-צורה,
כלומר ישר מההתחלה,
החלקים יכולים לשנות מצורה אחת לשניה בעצמם.
וזה כמו רובוטיקה בלי חוטים ומנועים.
אז אתם יכולים להדפיס את החלק,
והוא יכול להפוך למשהו אחר.
אנחנו גם עובדים עם אוטו-דסק על תוכנה שהם מפתחים שנקראת "פרויקט סייבורג"
וזה מאפשר לנו לדמות התנהגות הרכבה עצמית
ולנסות לייעל אילו חלקים מתקפלים מתי.
יותר חשוב מכך, אנחנו יכולים להשתמש באותה תוכנה
על מנת לתכנן מערכות הרכבה-עצמית ברמת הנאנו
ומערכות הרכבה-עצמית בסדר גודל אנושי.
אלה חלקים שמודפסים עם תכונות חומרים רבות.
הנה ההדגמה הראשונה.
חוט בודד נטבל במים
מתקפל לגמרי לבדו
לאותיות M I T
אני משוחד.
זהו חלק נוסף, חוט בודד, נטבל במיכל גדול יותר
שמתקפל בעצמו לקוביה, מבנה תלת מימדי, לבדו.
בלי התערבות אדם.
ואנחנו חושבים שזוהי הפעם הראשונה
שתוכנה ושינוי צורה
הוטמעו ישירות לתוך החומרים עצמם.
וזה יכול להיות בדיוק שיטת הייצור
שתאפשר לנו לייצר תשתית מסתגלת יותר בעתיד
אז אני יודע שאתם בוודאי חושבים,
אוקיי, זה מגניב, אבל איך אנחנו משתמשים במשהו מזה לסביבה הבנויה?
אז הקמתי מעבדה בMIT,
והיא נקראית מעבדת להרכבה-עצמית.
ואנחנו מקדישים את עצמנו בניסיון לפתח חומרים ניתנים לתכנות
לסביבה הבנויה.
ואנחנו חושבים שיש כמה תחומי מפתח
שיש להם יישומים יחסית לטווח הקרוב.
אחד מאלה הוא בסביבות קיצוניות.
אלה תרחישים בהם קשה לבנות,
טכניקות הבנייה הנוכחיות שלנו לא עובדות,
זה גדול מדי, מסוכן מדי, יקר מדי ויותר מדי חלקים.
והחלל הוא דוגמא מצויינת לכך.
אנחנו מנסים לבנות תרחישים חדשים לחלל
שיש להם מבנים שמורכבים-עצמית ובעלי יכולת להשתנות
שיכולים לעבור בין מבנים בעלי פונקציונליות גבוהה.
בואו נחזור לתשתית.
בתשתיות, אנחנו עובדים עם חברה בבוסטון שנקראית גיאוסינטק.
ואנחנו מפתחים מודל חדש לצנרת.
דמיינו אם הצינורות היו יכולים להתרחב או להתכווץ
על מנת לשנות את הקיבול או הספיקה
או אולי אפילו לבצע תנועה גלית על מנת להזיז את המים בעצמם.
אז זה לא משאבות ושסתומים יקרים.
זה צינור מתוכנת ומסתגל לגמרי לבדו.
אז אני רוצה להזכיר לכם היום
על המציאות הקשה של הרכבה של ימינו
אלה חלקים מסובכים שנבנים ע"י חלקים מורכבים
ומתחברים בצורה מסובכת אחד לשני.
אז אני רוצה להזמין אתכם, מאיזה תעשייה שאתם באים,
להצטרף אלינו להמציא מחדש ולדמיין מחדש את העולם,
איך דברים מתחברים מרמת הנאנו לקנה מידה אנושי
כך שנוכל להתקדם מעולם שנראה כך
לעולם שנראה יותר כך.
תודה רבה.
(מחיאות כפיים)