Клейтроніка - Trend Club технології ASUS
Прогностика - наука для передбачення майбутнього. Філософія ставить дві проблеми прогнозування (футурології): перша — майбутнє немає як об'єкт, друга — прогнозування як дослідження тенденцій розвитку буття — немає наука. У той самий час будь-яка теорія, будь-яка форма суспільної свідомості передбачає міркування майбутньому, без надії у майбутнє немає сенсу реального.
Клейтроніка – нова область у науці та технології, що дозволяє збирати різні предмети з окремих універсальних нанороботів мікроскопічних розмірів (clay – глина, claytronics – «розумна глина»). Завдяки розвитку нанотехнологій (розмір ядра цих роботів буде близько 10 мікрон, для порівняння: діаметр еритроциту - червоної кров'яної клітини - становить 8 мікрон), а також досліджень у галузі штучного інтелекту та нейромереж, перші зразки цієї розумної та високотехнологічної глини планується отримати в найближчі 20 років.
Інженер-клейтронік чи програміст матерії буде «гончарем» нового тисячоліття. У його завдання входитиме створення програм, що дозволяють перетворюватися цій хмарі нанороботів на потрібні предмети або електронні пристрої.
Клейтроніка, як наука, народилася завдяки дослідженням професорів університету Карнегі Меллон (Пістбург, штат Пенсільванія) Сета Голдстейна (Seth Goldstein) та Тодда К. Морі (Todd C. Mowry).
У цьому ролику показано, як вчені бачать процес «будівництва» конструкцій з «катомів».
Паралельні проекти ведуться і під егідою DAPRA (програма Chemical Robots, скорочено ChemBots) – агенства, що працює на Пентагон, з-під даху якого, як відомо, вийшло багато винаходів, у тому числі й Інтернет.
Контракт на розробку такого робота отримала компанія iRobot, яка вже розпочала розробкуаморфних роботів. Проект ChemBot – багаторічна та багатомільйонна робота, в результаті якої світло побачать роботи з м'яких матеріалів, здатні проникати крізь отвори, що поступаються за розмірами «скелету» машини. Зрозуміло, роботи мають бути розумними – здатними ідентифікувати перешкоди та повідомляти про отримані дані. У співпраці з компанією iRobot працюватимуть вчені з Гарварду та Массачусетського технологічного інституту; майбутня, очевидно, робота стосується не лише створення електронних вузлів нового покоління, а й нових технологій у галузі хімії.
Безперечно, ChemBot – проект більш вузький і цільовий, проте очевидно, що дослідження, виконані в його рамках, зроблять свій внесок у розвиток клейтроніки.
Хорошим фундаментом для створення програм, що відповідають за морфінг катомів, стануть так само і розробки японських учених.
Проект M-Tran, ініційований 10 років тому Національним інститутом передової індустріальної науки і техніки Японії (AIST) і Токійським технологічним інститутом вже досяг великих успіхів і може похвалитися системою, здатною залежно від кількості доступних модулів, пересуватися як змія, котитися як колесо і навіть ходити на чотирьох "ногах" як тварина.
Використовувати цього робота передбачається у рятувальних операціях (в Японії, як відомо, дуже часто бувають землетруси), інспекції інженерних споруд, до яких складно чи неможливо дістатися звичайним способом, дослідження нових планет і т.д.
Катоми будуть діяти за схожим принципом: чим більше частинок, тим складніші конструкції можуть бути зібрані.
Безсумнівно, свій внесок у розвиток клейтроніки зроблять і дослідження в галузі «Ройового інтелекту» (Swarm intelligence), який є типомштучного інтелекту, що базується на колективній поведінці децентралізованих, самоорганізованих систем. Вираз було запроваджено Херардо Бені та Джингом Уонгом у 1989, у контексті клітинних автоматизованих систем (cellular robotic systems).
Системи SI збираються з великої кількості простих організмів (boids), що взаємодіють один з одним і з навколишнім середовищем. Сам по собі boid слідує дуже простим правилам, і, незважаючи на те, що немає жодної структури централізованого управління, що диктує, як окремі організми повинні поводитися, місцеві, і до певної міри випадкові, взаємодії між ними призводять до появи «інтелектуальної» глобальної поведінки , Що характеризують дії всієї сукупності цього «рою»
Вчені підглядали ці особливості у бджіл (звідси і Swarm – рій англ.), колоній мурах та бактерій.
«Подивіться за мурахою, і ви будете вражені, наскільки вона нетямуща», — каже Дебора М. Гордон, біолог зі Стендфордського університету. Як тоді приблизно дванадцяти тисячам відомих видів мурах вдалося успішно проіснувати на Землі цілих сто сорок мільйонів років? Чи мали вони чогось навчитися за цей час?
«Муравйов не назвеш розумними, — продовжує Гордон. — Інша річ — мурашині колонії». Колонія може вирішувати завдання, немислимі для однієї мурахи: знаходити найкоротший шлях до джерела їжі, розподіляти обов'язки між робітницями, захищати свою територію від сусідів. І якщо окремо взята мурашка — досить безглузде створення, колонія здатна швидко і ефективно реагувати на проблеми, що виникають. Все це стає можливим завдяки так званому роєвому інтелекту.
Поведінка зграї голубів також підпорядковуються законам, описаним у концепції SI. Птахи,давно які живуть у сусідстві з людиною, зацікавили Крейга Рейнолдса, фахівця в галузі комп'ютерної графіки. У 1986 році він створив просту на перший погляд програму, в якій брали участь схожі на птахів роботи, або птахоїди. Вони повинні були дотримуватися наступних трьох правил: по-перше, не стикатися зі своїми побратимами, по-друге, вибирати середню траєкторію польоту, орієнтуючись на сусідів, і, по-третє, триматися поблизу інших роботів. Коли модель почали тестувати, на екрані комп'ютера дуже достовірно було відтворено політ пташиної зграї і навіть її хаотичні метання (точнісінько як у реальності).
Продемонструвавши здатність моделей, що самоорганізуються, копіювати поведінку зграї, Рейнолдс вказав шлях і фахівцям з робототехніки.
Команда роботів, здатна координувати свої дії подібно до птахів, працювала б значно ефективніше. Розосередившись великою територією, ці роботи служили б пересувний сенсорної мережею: збираючи інформацію, вони б контролювати обстановку. Натрапивши на щось несподіване, гурт міг би швидко зорієнтуватися і вчасно відреагувати, навіть якщо роботи були б влаштовані досить просто. До того ж, у разі поломки одного робота його місце зайняли б інші. Але найголовнішою перевагою такої системи є децентралізоване управління: працездатність групи не залежала б від самопочуття центрального робота.
Всі ці тренди наукових досліджень описують русло, в рамках яких розвиватиметься клейтроніка.
Області застосування клейтроніки практично безмежні.
Багаті жителі нашої планети зможуть придбати достатню кількість катомів для того, щоб мати машину-трансформер, яка змінюватиме колір або формуЗалежно від настрою господаря (чому б сьогодні не поїхати на кабріолеті, день видався сонячний) або навіть літак.
Катоми зможуть збиратися і людей. Творці фільму «Термінатор-2», у якому на зміну звичайним роботам приходить робот із рідкого металу, можуть виявитися провидцями. Єдине – це не буде металом, це буде маса нанороботів, що самоорганізується у тієї людини, яку він побачив.
Сподіваюся, що цей робот не вбиватиме людей колючими предметами, що виростають з його кінцівок, а, наприклад, виступатиме як замінник людей у тих місцях, де їхня присутність пов'язана з небезпекою для життя.
Наприклад, це можуть бути операції, пов'язані з розмінування бомб. У такому разі сапер одягається в екзоскелет, який знімає всі рухи тіла і передає їхню роботу, яка може перебувати за тисячі кілометрів, в афганському селі або на каїрському стадіоні. В екзоскелет передаються візуальний та аудіо-потік з очей-камер та вух-мікрофонів робота, тактильні відчуття так само транслюються, що дозволить досягти максимального ефекту присутності. І якщо треба було різати все-таки не синій дріт, а червоний, то ніхто не постраждає – внаслідок вибуху нанороботи просто розлетяться і через деякий час ті частинки, які не постраждали, знову зберуться в єдину грудку «розумної глини».
Очевидно, що спочатку катоми збиратися в складні конструкції без допомоги спеціальних інженерів-програмістів не зможуть. Завдання наших незамінних фахівців полягатиме в написанні програм та сценаріїв, за якими повинні діяти нанороботи, збираючись у ті чи інші пристрої.
Нашому фахівцю потрібні будуть такі знання:
1. Глибоке поняття нанотехнологійта будови катомів, щоб досконально знати про технічні можливості морфінгу майбутніх моделей.
2. Теорія і практика розподілених обчислень GRID (англ. grid - грати, мережа - за визначенням, введеним Я. Фостерером і К. Кессельманом на початку 1990-х років, являє собою узгоджене, відкрите і стандартизоване комп'ютерне середовище, що забезпечує гнучке, безпечний, скоординований поділ обчислювальних ресурсів та ресурсів зберігання інформації, що є частиною цього середовища, в рамках однієї віртуальної організації або системи). Зважаючи на те, що оснащувати кожен катом надпотужним процесором буде економічно недоцільно, наш спеціаліст повинен буде вміти застосовувати технології розподілених обчислень, завдяки яким чим більше катів буде об'єднано в єдину мережу, тим потужнішим процесором буде оснащено пристрій, що збирається.
4. 3D-моделювання, опір матеріалів, бездротові технології зв'язку та інші цікаві науки.
Крім того, в залежності від спеціалізації, знадобляться вже конкретні знання в конкретних галузях. Якщо, наприклад, моделюються роботи, які будуть здатні вводитися в організм людини для лікування Рака, то, безперечно, нашому інженеру потрібні знання в медицині.
Ясно одне: ця професія буде дуже перспективною та високооплачуваною.