< Return to Video

סקיילר טיביטס: היוולדות הדפסה 4-מימדית

  • 0:00 - 0:03
    כאן אני בונה אבטיפוס
  • 0:03 - 0:06
    במשך 6 שעות רצופות.
  • 0:06 - 0:10
    זו העבודה השחורה
    של המיזם האישי שלי.
  • 0:10 - 0:15
    כך באמת נראית תנועת
    העשה-זאת-בעצמך והיוצרים.
  • 0:15 - 0:20
    וזה מקביל לעולם הבניה והייצור
    של ימינו
  • 0:20 - 0:23
    בטכניקות הרכבה של כוח גס.
  • 0:23 - 0:25
    וזו בדיוק הסיבה
    מדוע התחלתי ללמוד
  • 0:25 - 0:30
    איך לתכנת חומרים פיזיים
    כך שיבנו את עצמם.
  • 0:30 - 0:31
    אבל קיים עולם נוסף.
  • 0:31 - 0:33
    היום, ברמות המיקרו והנאנו,
  • 0:33 - 0:36
    מתרחשת מהפכה חסרת-תקדים.
  • 0:36 - 0:40
    והיא היכולת לתכנת חומרים
    פיזיים וביולוגיים
  • 0:40 - 0:43
    לשנות צורה, לשנות תכונות,
  • 0:43 - 0:46
    ואפילו לבצע חישובים
    בחומרים שאינם מבוססי-סיליקון.
  • 0:46 - 0:48
    יש אפילו תוכנה בשם "קאד-נאנו"
  • 0:48 - 0:51
    שמאפשרת לנו לעצב צורות
    תלת-מימדיות
  • 0:51 - 0:54
    כמו רובוטי נאנו
    או מערכות להחדרת תרופות
  • 0:54 - 0:59
    ולהשתמש בדנ"א כדי להרכיב עצמאית
    מבנים פונקציונאליים אלה.
  • 0:59 - 1:01
    אבל אם אנו מסתכלים
    על קנה המידה האנושי,
  • 1:01 - 1:04
    על הבעיות העצומות האלה
    שלא זוכות לטיפול
  • 1:04 - 1:06
    מצד אותן טכנולוגיות נאנו,
  • 1:06 - 1:08
    אם אנו מסתכלים על
    בניה וייצור,
  • 1:08 - 1:12
    יש חוסר יעילות גדולה, צריכת אנרגיה
  • 1:12 - 1:15
    וטכניקות עבודה מיותרות.
  • 1:15 - 1:17
    בנוגע לתשתית, הבה ניקח
    רק דוגמה אחת.
  • 1:17 - 1:19
    צנרת, למשל.
  • 1:19 - 1:22
    בצנרת מים יש לנו
    צינורות מים בעלי ספיקה קבועה
  • 1:22 - 1:27
    וקצב זרימה קבוע,
    פרט למשאבות ושסתומים יקרים.
  • 1:27 - 1:28
    אנו קוברים אותם באדמה.
  • 1:28 - 1:31
    אם משהו משתנה--
    אם הסביבה משתנה,
  • 1:31 - 1:33
    האדמה רועדת, או שנדרשים שינויים--
  • 1:33 - 1:38
    עלינו להתחיל מהתחלה,
    ולהוציא ולהחליף אותם.
  • 1:38 - 1:41
    ההצעה שלי היא לשלב בין שני
    העולומת האלה.
  • 1:41 - 1:46
    לשלב בין עולם חומרי הנאנו
    ברי התכנות והסתגלניים
  • 1:46 - 1:48
    לבין הסביבה הבנויה.
  • 1:48 - 1:50
    ואני לא מתכוון למיכון אוטומטי.
  • 1:50 - 1:53
    ולא רק למכונות חכמות
    שמחליפות בני-אדם.
  • 1:53 - 1:56
    אלא לחומרים ניתנים לתכנות
    שבונים את עצמם.
  • 1:56 - 1:59
    וזה קרוי "הרכבה עצמית",
  • 1:59 - 2:03
    תהליך שבו חלקים לא מסודרים
    בונים מבנה מסודר
  • 2:03 - 2:06
    באמצעות אינטראקציה מקומית בלבד.
  • 2:06 - 2:09
    אז מה נחוץ לנו אם אנו רוצים
    לעשות זאת בקנה-מידה אנושי?
  • 2:09 - 2:11
    אנו זקוקים לכמה מרכיבים פשוטים.
  • 2:11 - 2:14
    המרכיב הראשון הוא חומרים וגיאומטריה.
  • 2:14 - 2:17
    וזה צריך לבוא בצמוד למקור אנרגיה.
  • 2:17 - 2:19
    אפשר להשתמש באנרגיה סבילה--
  • 2:19 - 2:23
    חום, טלטול, לחץ אוויר,
    כבידה, מגנטיות.
  • 2:23 - 2:26
    ואז נחוצות אינטראקציות
    מתוכננות בחוכמה.
  • 2:26 - 2:29
    והאינטראקציות האלה מאפשרות
    תיקון שגיאות,
  • 2:29 - 2:33
    וכן מאפשרות לצורות לעבור ממצב למצב.
  • 2:33 - 2:36
    כעת אראה לכם מספר מיזמים שבנינו,
  • 2:36 - 2:39
    של מערכות חד-מימדיות,
    דו-מימדיות, תלת-מימדיות
  • 2:39 - 2:42
    ואפילו מערכות ארבע-מימדיות.
  • 2:42 - 2:44
    אז במערכות חד-מימדיות--
  • 2:44 - 2:47
    זהו מיזם הקרוי "חלבונים מתקפלים מעצמם".
  • 2:47 - 2:52
    הרעעיון הוא לקחת את המבנה
    התלת-מימדי של חלבון--
  • 2:52 - 2:54
    במקרה הזה, זהו חלבון הקרבמין--
  • 2:54 - 2:58
    לוקחים את השדרה-- כלומר ללא
    קישור צולב, ללא אינטראקציות סביבתיות--
  • 2:58 - 3:01
    ומפרקים אותה לסדרת רכיבים.
  • 3:01 - 3:03
    ומטמיעים בה אלסטיות.
  • 3:03 - 3:06
    אז כשאני משליך אותו באוויר ותופס,
  • 3:06 - 3:11
    יש לו את כל המבנה התלת-מימדי
    של החלבון, על כל מורכבויותיו.
  • 3:11 - 3:13
    וזה נותן לנו מודל מוחשי
  • 3:13 - 3:16
    של חלבון תלת-מימדי
    וכיצד הוא מתקפל
  • 3:16 - 3:19
    עם כל המורכבויות
    של הנדסת המרחב.
  • 3:19 - 3:22
    אז אנו יכולים לחקור זאת
    כמודל פיזי, אינטואיטיבי.
  • 3:22 - 3:25
    ואנו גם יכולים לתרגם זאת
    למערכות דו-מימדיות--
  • 3:25 - 3:29
    גליונות שטוחים שיכולים להתקפל מעצמם
    למבנים תלת-מימדיים.
  • 3:29 - 3:34
    בתחום התלת-מימד, עשינו בשנה שעברה
    מיזם ב-TEDGlobal
  • 3:34 - 3:36
    יחד עם "אוטודסק" וארתור אולסון
  • 3:36 - 3:37
    שבו התייחסנו לחלקים העצמאיים--
  • 3:37 - 3:42
    חלקים נפרדים שלא חוברו מראש
    שיכולים להתחבר ביניהם מעצמם.
  • 3:42 - 3:44
    ובנינו 500 ממבחנות הזכוכית האלה.
  • 3:44 - 3:47
    היו להם בפנים
    מבנים מולקולריים שונים
  • 3:47 - 3:49
    וצבעים שונים שאפשר היה
    לערבב ולהתאים.
  • 3:49 - 3:51
    ומסרנו אותם לכל חברי TED,
  • 3:51 - 3:54
    והם הפכו למודלים אינטואיטיביים
  • 3:54 - 3:57
    כדי להבין איך הרכבה עצמית מולקולרית
    פעולת בקנה-מידה אנושי.
  • 3:57 - 3:59
    זהו נגיף הפוליו.
  • 3:59 - 4:01
    מנערים אותו חזק והוא מתפרק.
  • 4:01 - 4:03
    ואז מנערים אותו באופן אקראי
  • 4:03 - 4:06
    והוא מתחיל לבצע תיקון שגיאות
    ולבנות בעצמו את המבנה.
  • 4:06 - 4:09
    וזה מוכיח שבאמצעות אנרגיה אקראית,
  • 4:09 - 4:14
    ניתן לבנות צורות לא-אקראיות.
  • 4:14 - 4:17
    הראינו גם שאנו יכולים לעשות זאת
    בקנה-מידה גדול בהרבה.
  • 4:17 - 4:19
    בשנה שעברה, בכנס TED
    בלונג ביץ',
  • 4:19 - 4:23
    בנינו מתקן שבונה מתקנים.
  • 4:23 - 4:26
    הרעיון היה, האם נוכל לגרום לעצמים
    בגודל רהיטים להתרכב מעצמם?
  • 4:26 - 4:29
    אז בנינו תא מסתובב גדול,
  • 4:29 - 4:32
    ואנשים ניגשו וסובבו את התא
    מהר או לאט יותר,
  • 4:32 - 4:33
    בעודם מוסיפים אנרגיה למערכת
  • 4:33 - 4:37
    ומבינים אינטואיטיבית איך הרכבה עצמית עובדת
  • 4:37 - 4:38
    ואיך אנחנו יכולים להשתמש בזה
  • 4:38 - 4:43
    ברמת המאקרו לייצור ובניית מוצרים
  • 4:43 - 4:45
    זוכרים?, אמרתי 4-מימדים
  • 4:45 - 4:48
    אז היום בפעם הראשונה אנחנו חושפים פרויקט חדש
  • 4:48 - 4:50
    שהוא שיתוף פעולה עם סטראטסיס
  • 4:50 - 4:52
    והוא נקרא הדפסה 4-מימדית.
  • 4:52 - 4:54
    הרעיון מאחורי הדפסה 4-מימדית
  • 4:54 - 4:57
    הוא שאתה לוקח הדפסה תלת מימדית עם כמה חומרים
  • 4:57 - 4:59
    כלומר אתם יכולים להשתמש במגוון חומרים
  • 4:59 - 5:01
    ואתם מוסיפים תכונה נוספת
  • 5:01 - 5:03
    שהיא שינוי-צורה,
  • 5:03 - 5:04
    כלומר ישר מההתחלה,
  • 5:04 - 5:09
    החלקים יכולים לשנות מצורה אחת לשניה בעצמם.
  • 5:09 - 5:12
    וזה כמו רובוטיקה בלי חוטים ומנועים.
  • 5:12 - 5:14
    אז אתם יכולים להדפיס את החלק,
  • 5:14 - 5:17
    והוא יכול להפוך למשהו אחר.
  • 5:17 - 5:21
    אנחנו גם עובדים עם אוטו-דסק על תוכנה שהם מפתחים שנקראת "פרויקט סייבורג"
  • 5:21 - 5:25
    וזה מאפשר לנו לדמות התנהגות הרכבה עצמית
  • 5:25 - 5:28
    ולנסות לייעל אילו חלקים מתקפלים מתי.
  • 5:28 - 5:31
    יותר חשוב מכך, אנחנו יכולים להשתמש באותה תוכנה
  • 5:31 - 5:33
    על מנת לתכנן מערכות הרכבה-עצמית ברמת הנאנו
  • 5:33 - 5:36
    ומערכות הרכבה-עצמית בסדר גודל אנושי.
  • 5:36 - 5:40
    אלה חלקים שמודפסים עם תכונות חומרים רבות.
  • 5:40 - 5:42
    הנה ההדגמה הראשונה.
  • 5:42 - 5:43
    חוט בודד נטבל במים
  • 5:43 - 5:46
    מתקפל לגמרי לבדו
  • 5:46 - 5:50
    לאותיות M I T
  • 5:50 - 5:52
    אני משוחד.
  • 5:52 - 5:55
    זהו חלק נוסף, חוט בודד, נטבל במיכל גדול יותר
  • 5:55 - 6:00
    שמתקפל בעצמו לקוביה, מבנה תלת מימדי, לבדו.
  • 6:00 - 6:01
    בלי התערבות אדם.
  • 6:01 - 6:03
    ואנחנו חושבים שזוהי הפעם הראשונה
  • 6:03 - 6:06
    שתוכנה ושינוי צורה
  • 6:06 - 6:09
    הוטמעו ישירות לתוך החומרים עצמם.
  • 6:09 - 6:12
    וזה יכול להיות בדיוק שיטת הייצור
  • 6:12 - 6:16
    שתאפשר לנו לייצר תשתית מסתגלת יותר בעתיד
  • 6:16 - 6:17
    אז אני יודע שאתם בוודאי חושבים,
  • 6:17 - 6:21
    אוקיי, זה מגניב, אבל איך אנחנו משתמשים במשהו מזה לסביבה הבנויה?
  • 6:21 - 6:23
    אז הקמתי מעבדה בMIT,
  • 6:23 - 6:25
    והיא נקראית מעבדת להרכבה-עצמית.
  • 6:25 - 6:28
    ואנחנו מקדישים את עצמנו בניסיון לפתח חומרים ניתנים לתכנות
  • 6:28 - 6:30
    לסביבה הבנויה.
  • 6:30 - 6:32
    ואנחנו חושבים שיש כמה תחומי מפתח
  • 6:32 - 6:34
    שיש להם יישומים יחסית לטווח הקרוב.
  • 6:34 - 6:36
    אחד מאלה הוא בסביבות קיצוניות.
  • 6:36 - 6:38
    אלה תרחישים בהם קשה לבנות,
  • 6:38 - 6:41
    טכניקות הבנייה הנוכחיות שלנו לא עובדות,
  • 6:41 - 6:45
    זה גדול מדי, מסוכן מדי, יקר מדי ויותר מדי חלקים.
  • 6:45 - 6:47
    והחלל הוא דוגמא מצויינת לכך.
  • 6:47 - 6:49
    אנחנו מנסים לבנות תרחישים חדשים לחלל
  • 6:49 - 6:53
    שיש להם מבנים שמורכבים-עצמית ובעלי יכולת להשתנות
  • 6:53 - 6:56
    שיכולים לעבור בין מבנים בעלי פונקציונליות גבוהה.
  • 6:56 - 6:58
    בואו נחזור לתשתית.
  • 6:58 - 7:02
    בתשתיות, אנחנו עובדים עם חברה בבוסטון שנקראית גיאוסינטק.
  • 7:02 - 7:05
    ואנחנו מפתחים מודל חדש לצנרת.
  • 7:05 - 7:09
    דמיינו אם הצינורות היו יכולים להתרחב או להתכווץ
  • 7:09 - 7:11
    על מנת לשנות את הקיבול או הספיקה
  • 7:11 - 7:16
    או אולי אפילו לבצע תנועה גלית על מנת להזיז את המים בעצמם.
  • 7:16 - 7:19
    אז זה לא משאבות ושסתומים יקרים.
  • 7:19 - 7:23
    זה צינור מתוכנת ומסתגל לגמרי לבדו.
  • 7:23 - 7:25
    אז אני רוצה להזכיר לכם היום
  • 7:25 - 7:28
    על המציאות הקשה של הרכבה של ימינו
  • 7:28 - 7:32
    אלה חלקים מסובכים שנבנים ע"י חלקים מורכבים
  • 7:32 - 7:34
    ומתחברים בצורה מסובכת אחד לשני.
  • 7:34 - 7:37
    אז אני רוצה להזמין אתכם, מאיזה תעשייה שאתם באים,
  • 7:37 - 7:42
    להצטרף אלינו להמציא מחדש ולדמיין מחדש את העולם,
  • 7:42 - 7:45
    איך דברים מתחברים מרמת הנאנו לקנה מידה אנושי
  • 7:45 - 7:48
    כך שנוכל להתקדם מעולם שנראה כך
  • 7:48 - 7:51
    לעולם שנראה יותר כך.
  • 8:01 - 8:03
    תודה רבה.
  • 8:03 - 8:05
    (מחיאות כפיים)
Title:
סקיילר טיביטס: היוולדות הדפסה 4-מימדית
Speaker:
Skylar Tibbits
Description:

הדפסה תלת מימדית גדלה בתחכומה מאז שנות ה-70 המאוחרות, חבר טד סקיילר טיביטס מעצב את הפיתוח הבא, שנקרא הדפסה 4-מימדית, שבו המימד הרביעי הוא זמן. טכנולוגיה מתפתחת זו תאפשר לנו להדפיס חפצים שיכולים לעצב את עצמם ולהרכיב את עצמם עם הזמן. חשבו על כך: קובייה מודפסת שמתקפלת מול העיינים שלכם או צינור מודפס שיכול להרגיש את הצורך להתכווץ או להתרחש.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
08:22

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.