"4 Boyutlu" basımın ortaya çıkışı

1970'lerin sonlarından bu yana 3 boyutlu basım oldukça gelişti; TED Fellow Skylar Tibbits ise yeni gelişimi şekillendiriyor, kendisi buna 4 boyutlu basım diyor, dördüncü boyut ise zaman. Bu yeni gelişen teknoloji, bize kendi kendilerine şekil değiştirebilen veya zamanla kendini monte edebilen objeler hazırlama imkanı veriyor. Düşünün: Gözünüzün önünde kendi kendine katlanan bir küp ya da genişleme veya daralma gerekliliğini fark eden bir boru.

Bu benim, altı saattir

bir prototip inşa eden.

Bu kendi projesi için emek veren köle.

Bu, "Kendin Yap" ve yapıcı hareketlerin gerçekten neye benzediği.

Ve bu kaba kuvvet montaj teknikleri ile bugünün inşaat ve imalat dünyası için

bir analojidir.

Ve bu tam olarak fiziksel malzemelerin

kendilerini oluşturmak için nasıl programlanacağı hakkında çalışmaya başlamamın sebebidir.

Ama bambaşka bir dünya var.

Bugün mikro - ve nano ölçeklerde,

benzeri görülmemiş bir devrim gerçekleşiyor.

Ve bu fiziksel ve biyolojik materyallerin

şeklini değiştirmek, özelliğini değiştirmek ve hatta

silikon bazlı madde dışında hesaplanması için programlama yeteneğidir.

Hatta nano robotlar veya ilaç dağıtım sistemlerindeki gibi

üç boyutlu şekilleri tasarlamaya izin veren

ve bu fonksiyonel yapıların kendi kendine birleşmesi için

DNA kullanan Cadnano adında bir yazılım mevcut.

Ama eğer insan ölçeğinde bakacak olursak,

bu nano ölçekli teknolojiler tarafından ele alınmayan

büyük problemler mevcut.

İnşaat ve imalata bakacak olursak,

orada büyük yetersizlikler, enerji tüketimi

ve aşırı iş gücü teknikleri var.

Altyapıdan hadi bir örnek ele alalım.

Boru döşemek.

Su tesisatı içinde, pahalı vanalar ve pompalar dışında,

sabit akış hızlarına sahip, sabit kapasiteli su borularımız var.

Biz onları toprağa gömeriz.

Herhangi bir değişiklik olduğunda -çevre değişiklikleri,

yer hareketleri veya talebe bağlı değişiklikler olduğunda-

sıfırdan başlamak ve onları çıkarıp, değiştirmek zorundayız.

Bu yüzden ben bu iki dünyayı birleştirmeyi önermek istiyorum,

biz nano ölçekte programlanabilir uyarlamalı malzemelerin ve yerleşik çevrenin

dünyasını birleştirebiliriz.

Ve otomatik makineleri kastetmiyorum.

Ben insanların yerini alan akıllı makineleri de kastetmiyorum.

Yani kendi kendilerini inşa eden programlanabilir malzemeleri kastediyorum.

Ve bu kendi kendine montaj adı verilen,

düzensiz parçaların sadece yerel etkileşim yoluyla sıralı bir yapı

inşa etmesi işlemidir.

Eğer bunu insan ölçeğinde yapmak istiyorsak neye ihtiyacımız var?

Bize bir kaç basit bileşen gerekiyor.

İlk bileşen malzeme ve geometri,

bunların sıkı bir şekilde bir enerji kaynağı ile birleştirilmesi gerekmektedir.

Ve pasif enerji kullanabilirsiniz -

yani ısı, sallama, pnömatik, yerçekimi, manyetik.

Ve sonra akıllıca tasarlanmış etkileşime ihtiyacın var.

Ve bu etkileşimler hata düzeltmesine olanak sağlar

ve şekillerin bir halden başka bir hale geçmesine olanak sağlar.

Şimdi inşa ettiğimiz bir dizi projeyi size göstereceğim;

tek boyutlu, iki boyutlu, üç boyutlu

ve hatta dört boyutlu sistemler.

Tek boyutlu sistemlerde -

bu, kendi kendini katlayan proteinler adı verilen bir proje.

Ve amaç bir proteinin üç boyutlu yapısını almak -

bu durumda crambin proteinini -

omurgayı alırsınız - yani hiçbir çapraz bağlama, çevresel etkileşim yok -

ve bunu bir dizi bileşene ayırırsınız.

Ve sonra içine elastik yerleştiririz.

Ve ben bunu havaya atıp, yakaladığım zaman,

proteinin üç boyutlu yapısının tamamına, tüm inceliklerine sahip olur,

Ve bu bize üç boyutlu proteinin

somut bir modelini ve nasıl kıvrıldığını,

tüm geometrik inceliklerini verir.

Yani biz bunu fiziksel, sezgisel bir modelmiş gibi çalışabiliriz.

Ve bunu aynı zamanda iki boyutlu sistemlere çeviriyoruz -

yani kendini üç boyutlu yapılar haline katlayabilen düz levhalar.

Üç boyutlu olarak, Autodesk ve Arthur Olson ile geçen yıl

TEDGlobal'de bir proje yaptık,

Otonom parçalara baktık -

Yani önceden bağlanmış olmayan, kendi kendilerine bir araya gelebilen bireysel parçalar.

Ve biz bu cam şişelerden 500 tanesini inşa ettik.

İçlerinde farklı molekül yapılar vardı

ve de karıştırılıp eşleştirilebilen farklı renkler.

Ve onları tüm TEDcilere verdik.

Ve böylece bunlar moleküler kendiliğinden montajın

insan ölçeğinde nasıl çalıştığını anlamak için sezgisel modeller oldular.

Bu çocuk felci virüsüdür.

Onu şiddetli sallarsan, parçalarına ayrılır.

Ve sonra onu rastgele sallarsın

ve kendi kendine hata düzeltmeye ve yapı inşa etmeye başlar.

Ve bu, rastgele enerjiyle,

rastgele olmayan şekiller oluşturabileceğimizi gösteriyor.

Hatta biz bunu çok daha büyük ölçekte yapabileceğimizi kanıtladık.

Geçen yıl TED Long Beach'te,

düzenekleri inşa eden bir kurulum yaptık.

Fikir şuydu, mobilya ölçeğinde nesnelerin kendi kendini monte etmesini sağlayabilir miydik?

Bu yüzden büyük bir dönen daire inşa ettik

ve insanlar yanına gelip daireyi hızlı veya yavaş döndürecekti,

sisteme enerji ekleyecek

ve kendi kendine montajın nasıl çalıştığının sezgisel bir anlayışını elde edecek

ve makro ölçekli inşaat veya ürünler için imalat tekniği gibi

konularda nasıl kullanılabileceğini anlayacaktı.

Bu yüzden unutmayın, 4B dedim.

Yani bugün ilk defa, Stratasys işbirliği ile

4B baskı adında yeni bir projenin

açılışını yapıyoruz.

4B baskı arkasındaki fikir şudur,

çoklu malzemeli 3B baskı alırsınız -

böylece birden çok malzeme katabilirsiniz--

ve yeni bir kabiliyet eklersiniz,

bu değişimdir,

hem de hemen,

parçalar bir şekilden başka bir şekle kendi kendilerine dönüşebilir.

Ve bu kablosuz veya motorsuz robotbilimi gibidir.

Yani bu parçayı olduğu gibi basarsınız

ve o başka bir şey haline dönüşebilir.

Ayrıca Autodesk ile onların geliştirdiği Project Cyborg (Cyborg Projesi) adı verilen bir yazılım üzerinde çalıştık.

Ve bu bizim kendi kendine montaj davranışını simule etmemize ve

hangi parçaların ne zaman katlandığını optimize etmemize izin veriyor.

Ama en önemlisi, biz bu aynı yazılımı

nano ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için

ve insan ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için kullanabiliriz.

Bunlar çoklu malzeme özellikleri ile basılan parçalardır.

İşte ilk gösteri.

Suya batırılmış tek bir iplikçik

tamamen kendi kendine kıvrılarak

M I T harflerini oluşturuyor.

Taraflıyım.

Bu başka bir parça, tek iplikçik, daha büyük bir tanka batırılmış,

kendi kendini bir küp, üç boyutlu bir yapı haline katlıyor.

Yani hiçbir insan etkileşimi yok.

Ve bunun ilk kez olduğunu düşünüyoruz,

bir program ve dönüşüm

doğrudan malzemenin kendisine gömülmüş.

Ve aynı zamanda gelecekte daha uyarlanabilir altyapı oluşturmamızı

sağlayan bir imalat tekniği olabilir.

Evet biliyorum, muhtemelen şöyle düşünüyorsunuz,

tamam, bu güzel, ama bunu inşaatlar için nasıl kullanabiliriz?

Bu yüzden MIT'de bir laboratuvar başlattım,

ve adı Self-Assembly (Kendi kendine montaj) Lab.

İnşaatlar için programlanabilir malzemeler geliştirmeyi

denemeye kendimizi adadık.

Ve birkaç önemli sektörde

nispeten yakın vadede uygulamaları olduğunu düşünüyoruz.

Bunlardan biri sıradışı ortamlar.

Bu inşa etmenin zor olduğu senaryolardır,

şu anki yapım teknikleri işe yaramaz,

çok büyük, çok tehlikeli, çok pahalı, çok fazla parçalı.

Ve uzay bunun için harika bir örnek.

Uzay için, çok fonksiyonlu sistemlerin birinden diğerine geçebilecek,

tamamiyle yeniden kurulabilir ve kendi kendini monte edebilen senaryolar,

dizayn etmeye çalışıyoruz.

Altyapıya geri dönelim.

Altyapıda, Boston'dan Geosyntec adında bir şirket ile çalışıyoruz.

Ve borulama için yeni bir paradigma geliştiriyoruz.

Su borularının genişleyip daraldığını düşünün,

suyun kapasitesini veya akış hızını değiştirmek için,

ya da hatta su taşımak için kendilerini peristaltik (bağırsak hareketleri) gibi dalgalandırdığını.

Yani bu, pahalı pompalar veya vanalar değil.

Bu, kendi başına tamamen programlanabilir ve adapte olabilen bir boru.

Size bugün kurulumun dünyamızdaki

acı gerçeklerini hatırlatmak istiyorum.

Bunlar karmaşık şekillerde buluşan

karmaşık parçalar ile inşa edilmiş karmaşık şeylerdir.

Bu yüzden sizi hangi endüstriden olursanız olun davet ediyorum,

dünyayı yeniden keşfetmek ve tasarlamak için bize katılmaya,

nano ölçeğinden insan ölçeğine nesneler nasıl biraraya geliyor,

ki böyle bir dünyadan

böyle bir dünyaya gidebilelim.

Teşekkürler.

(Alkış)