Ovo sam ja kako gradim prototip
punih šest sati.
Ovo je robovski rad na mom vlastitom projektu.
Ovo je kako „uradi sam“ i stvaralački projekti stvarno izgledaju.
A to je analogija za današnji svijet izgradnje i proizvodnje
s brutalnim tehnikama montaže.
I upravo je to razlog zbog kojeg sam počeo proučavati
kako programirati fizičke materijale da grade sami sebe.
Ali postoji i drugi svijet.
Danas se na mikro i nano razinama
događa revolucija bez presedana.
A to je mogućnost programiranja fizičkih i bioloških materijala
da promijene oblik, promijene svojstva,
čak i ako razmišljamo o materiji koja nije napravljena na bazi silicija.
Postoji program zvan cadnano
koji nam omogućuje da dizajniramo trodimenzionalne oblike
kao što su nano roboti ili sustavi
za unos lijekova i koristimo DNA da samoudružimo te funkcionalne strukture.
Ali ako pogledamo makrorazinu,
postoje ogromni problemi kojima se nije posvetila
nanotehnologija.
Ako pogledamo gradnju i proizvodnju,
postoje ogromne neučinkovitosti,
potrošnja energije i pretjerane tehnike rada.
U infrastrukturi, uzmimo jedan primjer.
Uzmimo cjevovode.
U vodenim cijevima, imamo vodene cijevi
sa stalnim kapacitetom koje imaju stalne brzine protoka, osim skupih pumpi i ventila.
Zakapamo ih u zemlju.
Ako se išta promijeni – ako se okoliš promijeni,
ako se tlo pomakne, ili zahtjevi promjene –
moramo početi ispočetka, izvaditi ih i zamijeniti.
Želio bih predložiti da možemo kombinirati ta dva svijeta,
da možemo kombinirati svijet nanomaterijala
koji se mogu programirati i izgrađenog okoliša.
I ne mislim na automatizirane strojeve.
Ne mislim samo na pametne strojeve koji zamjenjuju ljude.
Mislim na materijale koje možemo programirati da se sami grade.
To se zove samoudruživanje,
što je proces u kojem razbacani dijelovi grade uređenu strukturu
samo kroz lokalne interakcije.
Dakle što trebamo ako želimo ovo napraviti na makrorazini?
Trebamo nekoliko jednostavnih sastojaka.
Prvi sastojak su materijali i geometrija,
i to treba biti usko povezano s izvorom energije.
Možete koristiti pasivnu energiju
kao što je toplina, podrhtavanje, pneumatika, gravitacija, magnetna energija.
Zatim trebate pametno dizajnirana međudjelovanja.
I ta međudjelovanja omogućuju ispravak
pogrešaka te dopuštaju oblicima da se promijene iz jednog stanja u drugo.
Sada ću vam pokazati nekoliko projekata koje smo napravili,
od jednodimenzionalnih, dvodimenzionalnih, trodimenzionalnih
pa čak i četverodimenzionalnih sustava.
Od jednodimenzionalnih sustava,
ovo je projekt nazvan samoslažući proteini.
Ideja je da uzmete trodimenzionalnu strukturu proteina –
u ovom slučaju to je crambinov protein –
uzmete okosnicu – dakle bez umrežavanja, bez prostornih interakcija –
i izlomite ju u nekoliko dijelova.
I zatim ubacimo elastičnu silu.
Kada ovo bacim u zrak i uhvatim,
ima potpunu trodimenzionalnu strukturu proteina, sve zamršenosti.
I ovo nam daje opipljivi model
trodimenzionalnog proteina i kako se slaže
i sve zamršenosti geometrije.
Možemo proučavati ovaj fizički, intuitivni model.
Također možemo to prevesti u dvodimenzionalne sustave –
dakle ravne ploče koje se mogu samoudružiti u trodimenzionalne strukture.
Za tri dimenzije napravili smo projekt prošle godine na TEDGlobal-u
uz Autodesk i Arthura Olsena
gdje smo gledali autonomne dijelove –
dakle samostalne dijelove koji nisu prethodno povezani kako se mogu sami složiti.
I napravili smo 500 takvih staklenih posudica.
Imale su različite molekularne strukture iznutra
i različite boje koje su se mogle miješati i sparivati.
Dali smo ih svim TEDovcima.
I one su postale intuitivni modeli
za razumijevanje kako molekularno samoudruživanje funkcionira na makrorazini.
Ovo je virus polio.
Jako ga protresite i raspast će se.
I onda ga lagano tresite
i počet će ispravljati pogreške i graditi svoju vlastitu strukturu.
I to je demonstracija kako na nasumičan način
možemo graditi organizirane oblike.
Čak smo dokazali da možemo ovo napraviti u puno većim razmjerima.
Prošle godine na TED Long Beach-u,
napravili smo instalaciju koja pravi instalacije.
Ideja je bila, možemo li samoudružiti objekte veličine namještaja?
Tako da smo sagradili veliku rotirajuću komoru,
i ljudi bi dolazili i vrtjeli komoru brže ili sporije,
dodajući energiju sustavu,
dobivajući intuitivno razumijevanje toga kako samoudruživanje radi
i kako bismo ovo mogli koristiti
kao tehniku konstrukcije ili proizvodnje proizvoda na makrorazini.
Sjećate se, rekao sam 4D.
Danas po prvi put otkrivamo novi projekt
koji je suradnja sa Stratasys
i zove se 4D ispis.
Ideja iza 4D ispisa
jest uzeti multimaterijalan 3D ispis –
tako možete koristiti mnoge materijale –
i dodati novu sposobnost,
što je transformacija,
trenutno
se dijelovi mogu promijeniti iz jednog oblika u drugi potpuno samostalno.
Ovo je kao robotika bez žica ili motora.
Možete potpuno ispisati ovaj dio,
i on se može promijeniti u nešto drugo.
Također smo radili s Autodesk-om na programu koji razvijaju koji se zove Project Cyborg.
To nam omogućuje da simuliramo samoudruživanje
i pokušamo optimizirati koji se dijelovi kada savijaju.
Ali najvažnije, možemo koristiti ovaj isti program
za dizajn samoudruživajućih nanosustava
i samoudružujućih sustava ljudske veličine.
Ovo su dijelovi ispisani s multimaterijalnim svojstvima.
Evo prve demonstracije.
Jedna nit umočena u vodu
koja se potpuno samostalno samoudružuje
u slova M I T.
Pristran sam.
Ovo je drugi dio, jedna nit umočena u veći spremnik
koja se samoudružuje u kocku, trodimenzionalnu strukturu.
Dakle bez ljudske interakcije.
I mislimo da je ovo prvi put
da su program i transformacija
ugrađeni direktno u same materijale.
Ovo bi također mogla biti proizvodna tehnika
koja omogućuje proizvodnju prilagodljivije infrastrukture u budućnosti.
Znam da vjerojatno mislite,
ok, to je impresivno, ali kako ćemo koristiti išta od ovih stvari u trenutnom okolišu?
Osnovao sam laboratorij u MIT-u
koji se zove Self-Assembly Lab.
Odlučili smo pokušati razviti materijale
koji se mogu programirati za izgrađeni okoliš.
Mislim da postoji nekoliko ključnih sektora
u kojima postoje primjene u prilično kratkoročnom razdoblju.
Jedan od njih je u ekstremnim okolišima.
To su područja u kojima je teško graditi,
gdje naše sadašnje tehnike gradnje ne rade,
preveliko je, preopasno je, preskupo je, ima previše dijelova.
Svemir je odličan primjer.
Pokušavamo dizajnirati nove ideje za svemir
koje imaju potpuno rekonfigurabilne i samoudružujuće strukture
koje se mogu mijenjati iz jednog vrlo funkcionalnog sustava u drugi.
Vratimo se infrastrukturi.
U infrastrukturi, radimo s tvrtkom iz Bostona koja se zove Geosyntec.
Razvijamo novu paradigmu za cjevovode.
Zamislite da se vodene cijevi mogu proširiti ili suziti
kako bi promijenile kapacitet ili brzinu protoka,
ili kada bi se čak gibale poput peristaltike i tako same pokretale vodu.
Dakle ovo nisu skupe pumpe ili ventili.
Ovo je potpuno programibilna i adaptivna samostalna cijev.
Ono na što vas danas želim podsjetiti
je teška realnost montaže u našem svijetu.
To su komplicirane stvari izgrađene od kompliciranih dijelova
koji se spajaju na komplicirane načine.
Volio bih vas pozvati, iz koje god da ste industrije,
da nam se pridružite u obnovi i novoj viziji svijeta,
kako se stvari mogu složiti iz nanosvijeta u makrosvijet
i kako možemo od svijeta kao što je ovaj
doći do svijeta koji je sličniji ovome.
Hvala vam.
(Pljesak)