O surgimento da "impressora 4D"
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0:00 - 0:03Este sou eu montando um protótipo
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0:03 - 0:06durante seis horas sem parar.
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0:06 - 0:10Este é um trabalho escravo
para meu próprio projeto. -
0:10 - 0:15É assim que são o faça-você-mesmo e
o Maker Movements de verdade. -
0:15 - 0:20E esta é uma analogia para o mundo
de hoje da manufatura e da construção -
0:20 - 0:23com técnicas de montagem de força bruta.
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0:23 - 0:25E é por isso exatamente
que comecei a estudar -
0:25 - 0:30como programar materiais físicos
para se autoconstruírem. -
0:30 - 0:31Mas há um outro mundo.
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0:31 - 0:33Hoje, nas escalas micro e nano,
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0:33 - 0:36está acontecendo uma revolução
sem precedentes. -
0:36 - 0:40E é a capacidade de programar
materiais físicos e biológicos -
0:40 - 0:43para mudar de forma, alterar propriedades
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0:43 - 0:46e até mesmo computar
sem componentes feitos de silício. -
0:46 - 0:48Há inclusive um 'software' chamado cadnano
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0:48 - 0:51que nos permite projetar
formas tridimensionais -
0:51 - 0:54como nanorrobôs e sistemas
de aplicação de medicamentos -
0:54 - 0:59e usar o DNA para automontar
essas estruturas funcionais. -
0:59 - 1:01Mas, se olharmos na escala humana,
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1:01 - 1:04há problemas enormes
que não estão sendo tratados -
1:04 - 1:06por essas tecnologias em nanoescala.
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1:06 - 1:08Se olharmos para a construção
e a manufatura, -
1:08 - 1:12há enormes ineficiências,
consumo de energia -
1:12 - 1:15e técnicas de trabalho excessivas.
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1:15 - 1:17Na infraestrutura, vamos ver um exemplo.
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1:17 - 1:19Pegue a canalização.
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1:19 - 1:22Na canalização da água, temos
uma capacidade fixa para os encanamento -
1:22 - 1:27que têm taxas fixas de fluxo,
com exceção de bombas e válvulas caras. -
1:27 - 1:28Nós os enterramos no solo.
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1:28 - 1:31Se algo muda -- se o ambiente muda,
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1:31 - 1:33o solo se movimenta ou exige mudanças --
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1:33 - 1:38temos que começar da estaca zero,
removê-los e substituí-los. -
1:38 - 1:41Então, gostaria de propor
que combinássemos esses dois mundos -
1:41 - 1:46que combinássemos o mundo dos materiais
adaptativos programáveis da nanoescala -
1:46 - 1:48e construíssemos o ambiente.
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1:48 - 1:50E não me refiro a máquinas automáticas.
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1:50 - 1:53Não me refiro apenas a máquinas
inteligentes que substituem humanos, -
1:53 - 1:56mas a materiais programáveis
que se autoconstroem. -
1:56 - 1:59E isso é chamado automontagem,
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1:59 - 2:02que é um processo pelo qual partes
desordenadas constroem -
2:02 - 2:06uma estrutura ordenada
apenas pela interação local. -
2:06 - 2:09Então, de que precisamos se queremos
fazer isso na escala humana? -
2:09 - 2:11Precisamos de uns poucos
ingredientes simples. -
2:11 - 2:14O primeiro ingrediente
é materiais e geometria, -
2:14 - 2:17e isso precisa estar estreitamente
ligado com a fonte de energia. -
2:17 - 2:19E você pode usar energia passiva:
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2:19 - 2:23calor, tremor, pneumática,
gravidade, magnética. -
2:23 - 2:26Então você precisa de interações
projetadas inteligentemente. -
2:26 - 2:29E essas interações permitem
correção de erros, -
2:29 - 2:33e permitem que formas passem
de um estado para outro estado. -
2:33 - 2:36Agora vou mostrar uma série
de projetos que construímos, -
2:36 - 2:39de sistemas unidimensionais,
bidimensionais, tridimensionais -
2:39 - 2:42e até mesmo quadridimensionais.
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2:42 - 2:44Em projetos unidimensionais --
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2:44 - 2:47este é um projeto chamado
de proteínas autodobráveis. -
2:47 - 2:52E a ideia é que pegamos a estrutura
tridimensional de uma proteína, -
2:52 - 2:54neste caso é a proteína "crambin",
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2:54 - 2:58pegamos a espinha dorsal,
portanto sem ligações cruzadas, -
2:58 - 3:01sem interações ambientais, e quebramos
isso numa série de componentes. -
3:01 - 3:03Então acrescentamos elástico.
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3:03 - 3:06Quando você a joga para
o alto no ar e a pega, -
3:06 - 3:11ela tem a estrutura tridimensional
completa da proteína, toda a complexidade. -
3:11 - 3:13E isso nos dá um modelo tangível
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3:13 - 3:16da proteína tridimensional
e como ela se dobra -
3:16 - 3:19e toda a complexidade da geometria.
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3:19 - 3:22Então podemos estudar isto
como um modelo físico, intuitivo. -
3:22 - 3:25E estamos transformando
isso em sistemas bidimensionais, -
3:25 - 3:29assim, lâminas planas podem autodobrar-se
em estruturas tridimensionais. -
3:29 - 3:34Em três dimensões, fizemos um projeto,
ano passado, no TEDGlobal, -
3:34 - 3:36com Autodesk e Arthur Olson,
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3:36 - 3:38no qual observamos partes autônomas,
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3:38 - 3:40partes individuais,
não pré-conectadas -
3:40 - 3:42que podem se juntar sozinhas.
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3:42 - 3:44Montamos 500 destas provetas.
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3:44 - 3:47Elas tinham estruturas moleculares
diferentes dentro -
3:47 - 3:50e cores diferentes que podiam
ser misturadas e combinadas. -
3:50 - 3:52Nós as demos a todos os TEDsters.
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3:52 - 3:54E esses se tornaram modelos intuitivos
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3:54 - 3:57para compreender como funciona
a automontagem molecular na escala humana. -
3:57 - 3:59Este é o vírus da pólio.
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3:59 - 4:01Você o chacoalha fortemente
e ele se quebra. -
4:01 - 4:03Então você o chacoalha ao acaso
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4:03 - 4:07e ele começa a corrigir os erros
e constrói a estrutura sozinho. -
4:07 - 4:09E isto está demonstrando
que pela energia aleatória -
4:09 - 4:14podemos construir formas não aleatórias.
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4:14 - 4:17Até mesmo demonstramos que podemos
fazer isso numa escala muito maior. -
4:17 - 4:19Ano passado, em TED Long Beach,
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4:19 - 4:23construímos uma instalação
que constrói instalações. -
4:23 - 4:26A ideia era: poderíamos automontar
objetos na escala de mobília? -
4:26 - 4:29Então construímos uma grande
câmara rotatória, -
4:29 - 4:32e as pessoas apareciam e giravam
a câmara mais rápido ou mais devagar, -
4:32 - 4:34acrescentando energia ao sistema
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4:34 - 4:37e conseguindo uma compreensão intuitiva
de como funciona a automontagem -
4:37 - 4:39e de que forma poderíamos usar isso
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4:39 - 4:43como uma técnica, em macroescala,
para construção ou manufatura de produtos. -
4:43 - 4:45Lembrem-se, eu disse 4D.
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4:45 - 4:48Portanto, hoje, pela primeira vez,
estamos revelando um novo projeto, -
4:48 - 4:50que é uma colaboração com Stratasys,
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4:50 - 4:52e é chamado de impressora 4D.
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4:52 - 4:54A ideia por trás da impressora 4D
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4:54 - 4:57é que você pega uma impressora 3D
de multimateriais, -
4:57 - 4:59você pode colocar múltiplos materiais,
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4:59 - 5:01e você acrescenta uma nova capacidade,
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5:01 - 5:03que é transformação,
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5:03 - 5:04para que, exatamente na base,
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5:04 - 5:09as partes se transformem diretamente
de uma forma para outra sozinhas. -
5:09 - 5:12Isto é como robótica sem fios ou motores.
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5:12 - 5:14Assim, você imprime esta parte
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5:14 - 5:17e ela pode transformar-se em outra coisa.
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5:17 - 5:20Também trabalhamos com a Autodesk
num software que estavam desenvolvendo, -
5:20 - 5:22chamado Projeto Cyborg.
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5:22 - 5:25E isto nos permite estimular
esse comportamento de automontagem -
5:25 - 5:28e tentar otimizar quando
e quais partes estão se dobrando. -
5:28 - 5:31Mais importante, podemos
usar este mesmo software -
5:31 - 5:33para o projeto de sistemas
de automontagem em nanoescala -
5:33 - 5:36e sistemas de automontagem
na escala humana. -
5:36 - 5:40Estas são partes sendo impressas
com propriedades de multimaterial. -
5:40 - 5:42Eis a primeira demonstração.
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5:42 - 5:43Um único cordão mergulhado em água
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5:43 - 5:46que se dobra completamente sozinho
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5:46 - 5:50nas letras M I T.
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5:50 - 5:52Estou sendo tendencioso.
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5:52 - 5:55Esta é uma outra parte, cordão único
mergulhado em um tanque maior, -
5:55 - 6:00que se dobra em um cubo,
uma estrutura tridimensional, sozinho. -
6:00 - 6:01Sem interação humana.
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6:01 - 6:03E achamos que esta é a primeira vez
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6:03 - 6:06que um programa e uma transformação
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6:06 - 6:09foram introduzidos diretamente
nos próprios materiais. -
6:09 - 6:12E isso também poderia ser
a técnica de manufatura -
6:12 - 6:14que nos permitiria
produzir infraestrutura -
6:14 - 6:16mais adaptativa no futuro.
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6:16 - 6:18Sei que provavelmente estão pensando:
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6:18 - 6:21isso é legal, mas como é usado
para o ambiente de construção? -
6:21 - 6:23Abri um laboratório no MIT,
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6:23 - 6:25chamado de Laboratório de Automontagem.
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6:25 - 6:28E estamos nos dedicando a tentar
desenvolver materiais programáveis -
6:28 - 6:30para o ambiente de construção.
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6:30 - 6:34E há alguns setores chave
que têm muitas utilizações de curto prazo. -
6:34 - 6:36Uma dessas é em ambientes extremos.
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6:36 - 6:38Estes são cenários
nos quais é difícil construir, -
6:38 - 6:41nossas técnicas de construção
atuais não funcionam, -
6:41 - 6:45é grande demais, é perigoso demais,
é caro, partes demais. -
6:45 - 6:47E o espaço é um grande exemplo para isso.
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6:47 - 6:49Estamos tentando projetar
novos cenários para o espaço -
6:49 - 6:53com estruturas completamente
reconfiguráveis e automontáveis, -
6:53 - 6:56que possam passar de uns para
outros sistemas altamente funcionais. -
6:56 - 6:58Voltemos à infraestrutura.
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6:58 - 7:01Trabalhamos com uma empresa
nos arredores de Boston, -
7:01 - 7:02chamada Geosyntec.
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7:02 - 7:05E estamos desenvolvendo
um novo paradigma para encanamentos. -
7:05 - 7:09Imagine se os encanamentos
pudessem expandir ou contrair -
7:09 - 7:11para mudar a capacidade ou o fluxo,
-
7:11 - 7:15ou talvez mover-se em ondulações,
como movimentos peristálticos, -
7:15 - 7:17para que eles mesmos conduzam a água.
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7:17 - 7:19Não são bombas e válvulas caras.
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7:19 - 7:23Este é um encanamento inteiramente
programável e adaptativo por si mesmo. -
7:23 - 7:25Quero lembrá-los, hoje,
-
7:25 - 7:28das difíceis realidades
de montagem em nosso mundo. -
7:28 - 7:32Estas são coisas complexas construídas
com partes complexas -
7:32 - 7:34que se juntam de formas complexas.
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7:34 - 7:37Gostaria de convidá-los,
seja qual for a indústria de onde vêm, -
7:37 - 7:42a juntar-se a nós para reinventar
e reimaginar o mundo, -
7:42 - 7:45como as coisas se unem
da nanoescala para a escala humana, -
7:45 - 7:48para que possamos ir de um mundo como este
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7:48 - 7:51para um mundo que é mais assim.
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8:01 - 8:03Obrigado.
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8:03 - 8:05(Aplausos)
- Title:
- O surgimento da "impressora 4D"
- Speaker:
- Skylar Tibbits
- Description:
-
A impressão 3D se sofisticou a partir do final da década de 1970; Skylar Tibbits está moldando o próximo desenvolvimento, que ele chama de impressão 4D, em que a quarta dimensão é o tempo. Essa tecnologia emergente nos permitirá imprimir objetos que se reconfiguram ou autoajustam ao longo do tempo. Pense: um cubo impresso que se dobra ante seus olhos, ou um encanamento impresso capaz de perceber a necessidade de expandir-se ou contrair-se.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 08:22
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