Παίζοντας με έξυπνα υλικά

Μελάνι που άγει ηλεκτρισμό. Παράθυρο που μετατρέπεται από διαφανές σε αδιαφανές πατώντας ένα διακόπτη. Ένα ζελέ που κάνει μουσική. Όλα αυτά τα πράγματα υπάρχουν, και η Καταρίνα Μότα λέει: Ήρθε η ώρα να παίξουμε με αυτά. Η Μότα μας οδηγεί σε μια περιήγηση σε εκπληκτικά και φανταστικά νέα υλικά, και υποστηρίζει ότι ο τρόπος με τον οποίο θα καταλάβουμε για τι είναι κατάλληλα, είναι να πειραματιστούμε, να μαστορέψουμε και να διασκεδάσουμε.

Έχω ένα φίλο στην Πορτογαλία

του οποίου ο παππούς έφτιαξε ένα όχημα χρησιμοποιώντας ένα ποδήλατο

και ένα πλυντήριο ρούχων, ώστε να μπορέσει να μεταφέρει την οικογένειά του.

Το έκανε επειδή δεν μπορούσε να αγοράσει αυτοκίνητο,

αλλά και επειδή ήξερε πώς να το φτιάξει.

Κάποτε καταλαβαίναμε πως λειτουργούν τα πράγματα

και πως φτιάχνονται κι έτσι μπορούσαμε να τα φτιάξουμε και να τα επισκευάσουμε μόνοι μας,

ή τουλάχιστον

να αποφασίσουμε τί θα αγοράσουμε έχοντας γνώσεις για αυτό.

Πολλές από τις πρακτικές "Φτιάξτο μόνος σου"

χάθηκαν στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα.

Αλλά τώρα, η κοινότητα του κατασκευαστή και το μοντέλο του ανοικτού κώδικα

φέρνουν αυτό το είδος της γνώσης σχετικά με το πώς λειτουργούν τα πράγματα

και από τι είναι κατασκευασμένα πίσω στη ζωή μας,

και πιστεύω πως πρέπει να τα προχωρήσουμε λίγο,

στα συστατικά από τα οποία αποτελούνται.

Γενικότερα, ακόμη γνωρίζουμε

από τι φτιάχνονται τα παραδοσιακά υλικά, όπως το χαρτί και τα υφάσματα

και πώς αυτά παράγονται.

Αλλά τώρα έχουμε αυτά τα καταπληκτικά, φουτουριστικά σύνθετα υλικά--

πλαστικά που αλλάζουν σχήμα,

χρώματα που άγουν ηλεκτρισμό,

χρωστικές ουσίες που αλλάζουν χρώμα, υφάσματα που φωτίζουν.

Ας σας δείξω ορισμένα παραδείγματα.

Έτσι το αγώγιμο μελάνι μας επιτρέπει να ζωγραφίσουμε κυκλώματα

αντί να χρησιμοποιήσουμε τις παραδοσιακές

πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ή καλώδια.

Στην περίπτωση αυτού του παράδειγματος,

το χρησιμοποιήσαμε ώστε να δημιουργήσουμε έναν αισθητήρα αφής που αντιδρά με το δέρμα μου

ανάβοντας αυτό το φωτάκι.

Το αγώγιμο μελάνι έχει χρησιμοποιηθεί από καλλιτέχνες,

αλλά πρόσφατες εξελίξεις δείχνουν ότι θα είμαστε σύντομα σε θέση

να το χρησιμοποιήσουμε σε εκτυπωτές laser και στυλό.

Και αυτό είναι ένα φύλλο από ακρυλικό που έχει εγχυθεί

με άχρωμα σωματίδια διάχυσης φωτός.

Αυτό σημαίνει ότι, ενώ το απλό ακρυλικό

διαχέει το φως μόνο γύρω από τις άκρες,

αυτό φωτίζει πέρα από την ολόκληρη επιφάνεια

όταν ανάβω φώτα γύρω από αυτό.

Δύο από τις γνωστές εφαρμογές για αυτό το υλικό

περιλαμβάνουν τον σχεδιασμό εσωτερικών χώρων και συστήματα πολυ-αφής.

Και οι θερμοχρωματικές χρωστικές ουσίες

αλλάζουν χρώμα σε δεδομένη θερμοκρασία.

Έτσι θα το βάλω πάνω σε ένα ζεστό πιάτο

που έχει ρυθμιστεί σε μια θερμοκρασία ελαφρώς υψηλότερη από αυτήν του περιβάλλοντος

και μπορείτε να δείτε τι συμβαίνει.

Έτσι μία από την βασικές εφαρμογές για αυτό το υλικό

είναι, μεταξύ άλλων, σε μπουκάλια για μωρά,

για να δείξει πότε το περιεχόμενο είναι αρκετά δροσερό για να μπορέσει το μωρό να το πιει.

Έτσι αυτά είναι μόνο μερικά από τα κοινώς γνωστά

ως έξυπνα υλικά.

Σε λίγα χρόνια, θα είναι σε πολλά από τα αντικείμενα

και τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούμε σε καθημερινή βάση.

Μπορεί να μην έχουμε ακόμα τα ιπτάμενα αυτοκίνητα που μας υποσχέθηκε η επιστημονική φαντασία

αλλά μπορούμε να έχουμε τοίχους που αλλάζουν χρώμα

ανάλογα με την θερμοκρασία,

πληκτρολόγια που τυλίγονται,

και παράθυρα που γίνονται αδιαφανή με το πάτημα ενός διακόπτη.

Είμαι λοιπόν μία εκπαιδευμένη κοινωνική επιστήμονας,

τότε γιατί είμαι εγώ εδώ σήμερα και μιλάω για έξυπνα υλικά;

Πρώτα απ ' όλα, επειδή είμαι μία κατασκευάστρια.

Είμαι περίεργη για το πώς λειτουργούν τα πράγματα

και πώς φτιάχνονται,

αλλά επίσης επειδή πιστεύω ότι πρέπει να έχουμε μια βαθύτερη κατανόηση

σχετικά με τα στοιχεία που κάνουν τον κόσμο μας,

και αυτή τη στιγμή, δεν γνωρίζουμε αρκετά για

αυτά τα υψηλής τεχνολογίας σύνθετα υλικά από τα οποία θα φτιαχτεί το μέλλον μας.

Είναι δύσκολο να προμηθευτείς έξυπνα υλικά σε μικρές ποσότητες.

Με το ζόρι υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση τους,

κι ακόμη λιγότερες για το πώς παράγονται.

Έτσι, για τώρα, υπάρχουν ως επί το πλείστον στο βασίλειο

των εμπορικών μυστικών και διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας

στα οποία έχουν πρόσβαση μόνο τα πανεπιστήμια και οι εταιρίες.

Έτσι, πριν από περίπου τρία χρόνια, η Κίρστυ Μπόυλ και εγώ

ξεκίνησαμε ένα έργο που ονομάζεται Ανοιχτά Υλικά.

Είναι μια ιστοσελίδα όπου εμείς,

και οποιοσήποτε άλλος που θέλει να συμμετέχει,

μοιραζόμαστε πειράματα, δημοσιεύουμε πληροφορίες,

ενθαρρύνουμε και άλλους να συμβάλλουν όποτε μπορούν,

και συγκεντρώνουμε πόρους όπως ερευνητικές εργασίες

και οδηγίες από άλλους κατασκευαστές όπως εμείς.

Θα θέλαμε να γίνει μία μεγάλη,

συλλογικά παραγμένη βάση δεδομένων

για πληροφορίες κάντο-μόνος-σου σχετικά με τα έξυπνα υλικα.

Αλλά γιατί θα πρέπει να με νοιάζει

πως λειτουργούν τα έξυπνα υλικά και από τι είναι φτιαγμένα;

Καταρχάς, επειδή δεν μπορούμε να διαμορφώνουμε οτι δεν καταλαβαίνουμε,

και αυτό που δεν καταλαβαίνουμε και χρησιμοποιούμε

καταλήγει να μας διαμορφώνει.

Τα αντικείμενα που χρησιμοποιούμε, τα ρούχα που φοράμε,

τα σπίτια οπου ζούμε, όλα έχουν μια βαθιά επίδραση

στην συμπεριφορά μας, την υγεία και ποιότητας ζωής.

Έτσι, αν θέλουμε να ζούμε σε έναν κόσμο φτιαγμένο από έξυπνα υλικά,

πρέπει να τα γνωρίζουμε και να τα κατανοούε.

Δεύτερον, και εξίσου σημαντικό,

η καινοτομία πάντα τροφοδοτούνταν από μαστόρους.

Τόσες φορές, ερασιτέχνες, όχι εμπειρογνώμονες,

ήταν οι εφευρέτες και βελτιωτές

από πράγματα που ποικίλλουν, από ποδήλατα βουνού

σε ημιαγωγούς, ηλεκτρονικούς υπολογιστές,

αεροπλάνα.

Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι ότι η επιστήμη των υλικών είναι πολύπλοκη

και απαιτεί ακριβό εξοπλισμό.

Αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα.

Δύο επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις το κατάλαβαν

όταν έκαναν μία δημοσίευση για μια απλούστερη μέθοδο

για την παραγωγή αγώγιμου μελανιού.

Ο Τζόρνταν Μπάνκερ, που δεν είχε

καμία εμπειρία με την χημεία μέχρι τότε,

διαβασε αυτό το έγγραφο και αναπαρήγαγε το πείραμα

στον κατασκευαστικό του χώρο χρησιμοποιώντας μόνο ουσίες

και εργαλεία που απλά αγόρασε.

Χρησιμοποίησε ένα φουρνάκι για τοστ,

και μάλιστα έκανε το δικό του στροβιλιστή,

βασισμένος σε οδηγίες από έναν άλλο επιστήμονα/κατασκευαστή.

Ο Τζόρνταν στη συνέχεια δημοσίευσε τα αποτελέσματά του στο διαδίκτυο,

συμπεριλαμβανομένων όλων των αυτών που είχε δοκιμάσει και δεν είχαν δουλέψει,

Έτσι ώστε οι άλλοι να μπορούν να τα μελετήσουν και να τα αναπαράγουν.

Έτσι η κύρια μορφή της καινοτομίας του Τζόρνταν

ήταν να πάρει ένα πείραμα που δημιουργήθηκε
σε ένα πολύ καλά εξοπλισμένο εργαστήριο

στο Πανεπιστήμιο

και να το αναδημιουργήσει σε ένα γκαράζ στο Σικάγο

χρησιμοποιώντας μόνο φθηνά υλικά
κι εργαλεία που ο ίδιος είχε φτιάξει.

Και τώρα που δημοσίευσε αυτό το έργο,

οι άλλοι μπορούν να συνεχίσουν από εκεί που σταμάτησε

και να επινοήσουν ακόμη πιο απλές
διαδικασίες και βελτιώσεις.

Ένα άλλο παράδειγμα που θα ήθελα να αναφέρω

είναι το Κιτ-χωρίς-κομμάτια της Χάνα Πέρνερ-Ουίλσον.

Στόχος του έργου της είναι η ανάδειξη

των εκφραστικών ιδιοτήτων των υλικών

εστιάζοντας στη δημιουργικότητα και τις
δεξιότητες του κατασκευαστή.

Τα ηλεκτρονικά κιτ είναι πολύ ισχυρά

στο να μας διδάξουν πώς λειτουργούν τα πράγματα,

αλλά με τους περιορισμούς που είναι εγγενείς στο σχέδιό τους

επηρεάζουν τον τρόπο που μαθαίνουμε.

Έτσι με την προσέγγισή της η Χάνα,
από την άλλη πλευρά,

θέλει να διατυπώσει μια σειρά από τεχνικές

για τη δημιουργία ασυνήθιστων αντικείμενων

που θα μας ελευθερώσει από τους προ-σχεδιασμένους περιορισμούς

διδάσκοντας μας για τα ίδια τα υλικά.

Έτσι μεταξύ των πολλών
εντυπωσιακών πειράματων της Χάνα

αυτό είναι ένα από τα αγαπημένα μου.

["Χάρτινα ηχεία"]

Αυτό που βλέπουμε εδώ είναι απλά ένα κομμάτι χαρτί

με λίγη ταινία χαλκού συνδεδεμένη με ένα mp3 player

και έναν μαγνήτη.

(Μουσική: "Happy Together")

Έτσι,βασισμένη στην έρευνα
του Μαρσέλο Κοέλο από το MIT,

η Χάνα δημιούργησε μια σειρά από χάρτινα ηχεία

από ένα ευρύ φάσμα υλικών

από απλή ταινία χαλκού έως αγώγιμο ύφασμα και μελάνι.

Ακριβώς όπως ο Τζόρνταν και τόσους πολλούς άλλους κατασκευαστές,

η Χάνα δημοσίευσε τις συνταγές της

και επιτρέπει σε οποιονδήποτε να
τις αντιγράψει και να τις αναπαραγάγει.

Αλλά τα χάρτινα ηλεκτρονικά είναι
ένας από τους πιο ελπιδοφόρους κλάδους

της επιστήμης υλικών

διότι οτι μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε φθηνότερα και πιο ευέλικτα ηλεκτρονικά.

Έτσι οι βιοτεχνικές εργασίες της Χάνα,

και το γεγονός ότι μοιράστηκε τα πορίσματα της,

ανοίγει τις πόρτες σε μια σειρά από νέες δυνατότητες

που είναι και αισθητικά ελκυστικές και καινοτόμες.

Έτσι το ενδιαφέρον με τους κατασκευαστές

είναι ότι δημιουργούμε από πάθος και περιέργεια,

και δεν φοβόμαστε να αποτύχουμε.

Αντιμετωπίζουμε συχνά προβλήματα από αντισυμβατικές γωνίες,

και παράλληλα, καταλήγουμε να ανακαλύπτουμε εναλλακτικές λύσεις

ή ακόμα και καλύτερους τρόπους
για να φτιάξουμε πράγματα.

Έτσι, όσο περισσότεροι άνθρωποι
πειραματίζονται με υλικά,

όσο πληθαίνουν οι πρόθυμοι ερευνητές να μοιραστούν την έρευνά τους,

και οι κατασκευαστές τις γνώσεις τους,

τόσο καλύτερες πιθανότητες έχουμε να δημιουργήσουμε τεχνολογίες

που πραγματικά μας εξυπηρετούν όλους μας.

Έτσι αισθάνομαι λίγο όπως πρέπαι να αισθανόταν ο Τεντ Νέλσον

όταν, στις αρχές του 1970, έγραψε,

"Πρέπει να καταλάβετε τους υπολογιστές τώρα!"

Τότε, οι υπολογιστές ήταν αυτά τα μεγάλα συστήματα υπολογιστών

για τα οποία νοιάζονταν μόνο οι επιστήμονες

και κανείς δεν ονειρευόταν καν να είχε έναν στο σπίτι.

Έτσι είναι λίγο περίεργο το γεγονός ότι στέκομαι εδώ και λέω,

"Πρέπει να καταλάβετε τα έξυπνα υλικά τώρα!"

Απλώς θυμηθείτε ότι το να αποκτάς προληπτική γνώση

σχετικά με τις νέες τεχνολογίες

είναι ο καλύτερος τρόπος για να εξασφαλίσεις ότι θα έχουμε λόγο

στη διαμόρφωση του μέλλοντός μας.

Ευχαριστώ.

(Χειροκροτήματα)