ABOUT THE SPEAKER
Skylar Tibbits - Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves.

Why you should listen

Can we create objects that assemble themselves -- that zip together like a strand of DNA or that have the ability for transformation embedded into them? These are the questions that Skylar Tibbits investigates in his Self-Assembly Lab at MIT, a cross-disciplinary research space where designers, scientists and engineers come together to find ways for disordered parts to become ordered structures. 

A trained architect, designer and computer scientist, Tibbits teaches design studios at MIT’s Department of Architecture and co-teaches the seminar “How to Make (Almost) Anything” at MIT’s Media Lab. Before that, he worked at a number of design offices including Zaha Hadid Architects, Asymptote Architecture, SKIII Space Variations and Point b Design. His work has been shown at the Guggenheim Museum and the Beijing Biennale. 

Tibbits has collaborated with a number of influential people over the years, including Neil Gershenfeld and The Center for Bits and Atoms, Erik and Marty Demaine at MIT, Adam Bly at SEED Media Group and Marc Fornes of THEVERYMANY. In 2007, he and Marc Fornes co-curated Scriptedbypurpose, the first exhibition focused exclusively on scripted processes within design. Also in 2007, he founded SJET, a multifaceted practice and research platform for experimental computation and design. SJET crosses disciplines from architecture and design, fabrication, computer science and robotics.

More profile about the speaker
Skylar Tibbits | Speaker | TED.com
TED2011

Skylar Tibbits: Can we make things that make themselves?

Скайлар Тиббитс: можем ли мы делать вещи, которые создают сами себя?

Filmed:
1,072,366 views

Исследователь Массачусетского технологического института Тиббитс работает над самосборкой - над гипотезой о том, что вместо того, чтобы что-то строить (стул, небоскреб), мы можем создать материалы, которые сами будут строиться, подобно тому, как цепочка ДНК сама себя собирает. Это серьезная концепция на ранней стадии изучения. Тиббитс показывает нам три лабораторных проекта, которые дают представление о том, на что самособирающееся будущее может быть похоже.
- Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
TodayCегодня I'd like to showпоказать you
0
0
2000
Сегодня я хотел бы вам показать
00:17
the futureбудущее of the way we make things.
1
2000
2000
как в будущем мы будем делать разные вещи.
00:19
I believe that soonскоро our buildingsздания and machinesмашины
2
4000
2000
Я верю, что скоро наши здания и машины
00:21
will be self-assemblingсамосборки,
3
6000
2000
будут самособирающимися,
00:23
replicatingвоспроизводящий and repairingремонт themselvesсамих себя.
4
8000
2000
будут воспроизводить и чинить сами себя.
00:25
So I'm going to showпоказать you
5
10000
2000
Итак, я собираюсь вам показать
00:27
what I believe is the currentтекущий stateгосударство of manufacturingпроизводство,
6
12000
2000
что я считаю текущей стадией промышленного развития,
00:29
and then compareсравнить that to some naturalнатуральный systemsсистемы.
7
14000
3000
а затем сравнить это с некоторыми природными системами.
00:32
So in the currentтекущий stateгосударство of manufacturingпроизводство, we have skyscrapersнебоскребы --
8
17000
3000
Итак, на текущей стадии промышленного развития у нас есть небоскребы -
00:35
two and a halfполовина yearsлет [of assemblyсборка time],
9
20000
2000
2,5 года,
00:37
500,000 to a millionмиллиона partsчасти,
10
22000
2000
от 500 000 до миллиона частей,
00:39
fairlyдовольно complexсложный,
11
24000
2000
достаточно сложные,
00:41
newновый, excitingзахватывающе technologiesтехнологии in steelстали, concreteбетон, glassстакан.
12
26000
3000
новые потрясающие технологии в стали, бетоне и стекле.
00:44
We have excitingзахватывающе machinesмашины
13
29000
2000
У нас есть восхитительные машины
00:46
that can take us into spaceпространство --
14
31000
2000
которые могут доставить нас в космос -
00:48
five5 yearsлет [of assemblyсборка time], 2.5 millionмиллиона partsчасти.
15
33000
3000
5 лет, 2,5 миллиона частей.
00:51
But on the other sideбоковая сторона, if you look at the naturalнатуральный systemsсистемы,
16
36000
3000
Но с другой стороны, если посмотреть на природные системы,
00:54
we have proteinsбелки
17
39000
2000
мы видим белки
00:56
that have two millionмиллиона typesтипы,
18
41000
2000
двух миллионов видов,
00:58
can foldскладка in 10,000 nanosecondsнаносекунд,
19
43000
2000
которые могут собираться за 10 000 наносекунд,
01:00
or DNAДНК with threeтри billionмиллиард baseбаза pairsпары
20
45000
2000
или цепочку ДНК с тремя миллиардами основных пар,
01:02
we can replicateкопировать in roughlyгрубо an hourчас.
21
47000
3000
которую мы можем скопировать где-то за час.
01:05
So there's all of this complexityсложность
22
50000
2000
Итак, природные системы
01:07
in our naturalнатуральный systemsсистемы,
23
52000
2000
при всей их сложности
01:09
but they're extremelyочень efficientэффективное,
24
54000
2000
чрезвычайно эффективны,
01:11
farдалеко more efficientэффективное than anything we can buildстроить,
25
56000
2000
куда более эффективны, чем все, что мы можем построить,
01:13
farдалеко more complexсложный than anything we can buildстроить.
26
58000
2000
куда более сложные, чем все, что мы можем построить.
01:15
They're farдалеко more efficientэффективное in termsсроки of energyэнергия.
27
60000
2000
Они гораздо более эффективны с точки зрения энергии.
01:17
They hardlyедва ever make mistakesошибки.
28
62000
3000
Они почти никогда не ошибаются.
01:20
And they can repairремонт themselvesсамих себя for longevityдолговечность.
29
65000
2000
И они могут восстанавливать себя в течение долгой жизни.
01:22
So there's something superсупер interestingинтересно about naturalнатуральный systemsсистемы.
30
67000
3000
Итак, в природных системах есть кое-что очень интересное.
01:25
And if we can translateпереведите that
31
70000
2000
И если мы сможем перенести это
01:27
into our builtпостроен environmentОкружающая среда,
32
72000
2000
в нашу рукотворную среду,
01:29
then there's some excitingзахватывающе potentialпотенциал for the way that we buildстроить things.
33
74000
2000
у нашего способа создавать вещи появится потрясающий потенциал.
01:31
And I think the keyключ to that is self-assemblyсамосборка.
34
76000
3000
И я думаю, что ключ - это самосборка.
01:34
So if we want to utilizeиспользовать self-assemblyсамосборка in our physicalфизическое environmentОкружающая среда,
35
79000
3000
Итак, если мы хотим использовать самосборку в нашей физической среде,
01:37
I think there's four4 keyключ factorsфакторы.
36
82000
2000
я думаю, нужно учесть четыре ключевых фактора.
01:39
The first is that we need to decodeраскодировать
37
84000
2000
Первый: нужно расшифровать
01:41
all of the complexityсложность of what we want to buildстроить --
38
86000
2000
всю сложность того, что мы хотим построить -
01:43
so our buildingsздания and machinesмашины.
39
88000
2000
наших зданий и машин.
01:45
And we need to decodeраскодировать that into simpleпросто sequencesпоследовательности --
40
90000
2000
И нужно разложить их в простую последовательность -
01:47
basicallyв основном the DNAДНК of how our buildingsздания work.
41
92000
2000
базовую ДНК процессов строительства.
01:49
Then we need programmableпрограммируемый partsчасти
42
94000
2000
Затем нам потребуются програмируемые части,
01:51
that can take that sequenceпоследовательность
43
96000
2000
которые смогут понять эту последовательность
01:53
and use that to foldскладка up, or reconfigureперенастроить.
44
98000
3000
и использовать ее, чтобы свернуться или пересобраться.
01:56
We need some energyэнергия that's going to allowпозволять that to activateактивировать,
45
101000
3000
Нам понадобится какое-то количество энергии, которое позволит все это активировать,
01:59
allowпозволять our partsчасти to be ableв состоянии to foldскладка up from the programпрограмма.
46
104000
3000
сделает части способными собираться по программе.
02:02
And we need some typeтип of errorошибка correctionкоррекция redundancyизбыточность
47
107000
2000
И нам нужна какая-то резервная система исправления ошибок,
02:04
to guaranteeгарантия that we have successfullyуспешно builtпостроен what we want.
48
109000
3000
чтобы гарантировать успешную постройку того, что мы хотим.
02:07
So I'm going to showпоказать you a numberномер of projectsпроектов
49
112000
2000
Я собираюсь показать вам несколько проектов,
02:09
that my colleaguesколлеги and I at MITMIT are workingза работой on
50
114000
2000
над которыми мы с коллегами из ЭмАйТи работаем,
02:11
to achieveдостигать this self-assemblingсамосборки futureбудущее.
51
116000
2000
чтобы достичь этого самособирающегося будущего.
02:13
The first two are the MacroBotMacroBot and DeciBotDeciBot.
52
118000
3000
Первые два - МакроБот и ДециБот.
02:16
So these projectsпроектов are large-scaleкрупномасштабный reconfigurableреконфигурируемая robotsроботы --
53
121000
4000
Это проекты - крупномасштабные реконфигурируемые роботы -
02:20
8 ftфут., 12 ftфут. long proteinsбелки.
54
125000
3000
2,5 и 3,5 метровые белки.
02:23
They're embeddedвстроенный with mechanicalмеханический electricalэлектрический devicesприборы, sensorsдатчиков.
55
128000
3000
В них встроены механические электрические устройства, сенсоры.
02:26
You decodeраскодировать what you want to foldскладка up into,
56
131000
2000
Ты расписываешь то, во что нужно свернуться,
02:28
into a sequenceпоследовательность of anglesуглы --
57
133000
2000
в последовательность углов -
02:30
so negativeотрицательный 120, negativeотрицательный 120, 0, 0,
58
135000
2000
минус 120, минус 120, 0, 0,
02:32
120, negativeотрицательный 120 -- something like that;
59
137000
3000
120, минус 120 - что-то вроде этого;
02:35
so a sequenceпоследовательность of anglesуглы, or turnsвитки,
60
140000
2000
последовательность углов или поворотов,
02:37
and you sendОтправить that sequenceпоследовательность throughчерез the stringстрока.
61
142000
3000
и ты посылаешь эту последовательность по шнуру.
02:40
Eachкаждый unitЕд. изм takes its messageсообщение -- so negativeотрицательный 120 --
62
145000
3000
Каждый блок получает свое сообщение - минус 120.
02:43
it rotatesвращает to that, checksпроверки if it got there
63
148000
2000
Он поворачивается на этот угол, проверяет, все ли правильно
02:45
and then passesпроходит it to its neighborсосед.
64
150000
3000
и передает информацию соседу.
02:48
So these are the brilliantблестящий scientistsученые,
65
153000
2000
А это блестящие ученые,
02:50
engineersинженеры, designersдизайнеры that workedработал on this projectпроект.
66
155000
2000
инженеры, дизайнеры, которые работали над этим проектом.
02:52
And I think it really bringsприносит to lightлегкий:
67
157000
2000
И я думаю, это на самом деле выявляет вопрос:
02:54
Is this really scalableмасштабируемый?
68
159000
2000
возможны ли здесь другие масштабы?
02:56
I mean, thousandsтысячи of dollarsдолларов, lots of man hoursчасов
69
161000
2000
Я имею ввиду, тысячи долларов, множество человеко-часов
02:58
madeсделал to make this eight-footвосемь футов robotробот.
70
163000
3000
для того, чтобы сделать этого 2,5 метрового робота.
03:01
Can we really scaleмасштаб this up? Can we really embedвстраивать roboticsробототехника into everyкаждый partчасть?
71
166000
3000
Сможем ли мы на самом деле увеличить масштаб? Сможем ли в действительности встроить робототехнику в каждую часть?
03:04
The nextследующий one questionsвопросов that
72
169000
2000
Следующий проект решает этот вопрос,
03:06
and looksвыглядит at passiveпассивный natureприрода,
73
171000
2000
рассматривает пассивный характер
03:08
or passivelyпассивно tryingпытаясь to have reconfigurationреконфигурация programmabilityпрограммируемость.
74
173000
3000
или пытается получить модификационную програмируемость пассивно.
03:11
But it goesидет a stepшаг furtherв дальнейшем,
75
176000
2000
Но он идет на шаг дальше
03:13
and it triesпытается to have actualфактический computationвычисление.
76
178000
2000
и пытается получить настоящее вычисление.
03:15
It basicallyв основном embedsвстраивает the mostбольшинство fundamentalфундаментальный buildingздание blockблок of computingвычисления,
77
180000
2000
В основе своей он имеет самый фундаментальный строительный блок вычислений,
03:17
the digitalцифровой logicлогика gateВорота,
78
182000
2000
логический элемент цифровой интегральной схемы
03:19
directlyнепосредственно into your partsчасти.
79
184000
2000
напрямую в каждой части.
03:21
So this is a NANDNAND gateВорота.
80
186000
2000
Это элемент «И-НЕ».
03:23
You have one tetrahedronтетраэдр whichкоторый is the gateВорота
81
188000
2000
У вас есть один тетраэдр - элемент,
03:25
that's going to do your computingвычисления,
82
190000
2000
который будет делать все вычисления,
03:27
and you have two inputвход tetrahedronsтетраэдры.
83
192000
2000
и два тетраэдра для ввода.
03:29
One of them is the inputвход from the userпользователь, as you're buildingздание your bricksкирпич.
84
194000
3000
Один для ввода информации пользователем, это так , как вы кладете кирпичи.
03:32
The other one is from the previousпредыдущий brickкирпич that was placedпомещенный.
85
197000
3000
Другой для информации от предыдущего уложенного кирпича.
03:35
And then it givesдает you an outputвывод in 3D spaceпространство.
86
200000
3000
И затем он выводит информацию в трёхмерном пространстве.
03:38
So what this meansозначает
87
203000
2000
Итак, это значит,
03:40
is that the userпользователь can startНачало pluggingзакупоривание in what they want the bricksкирпич to do.
88
205000
3000
что пользователь может начать запуск перемещения кирпичей в нужном направлении.
03:43
It computesвычисляет on what it was doing before
89
208000
2000
Его вычисления строятся на том, что было сделано ранее
03:45
and what you said you wanted it to do.
90
210000
2000
и на том, что вы ему сказали сделать.
03:47
And now it startsначинается movingперемещение in three-dimensionalтрехмерный spaceпространство --
91
212000
2000
А теперь он начинает двигаться в трехмерном пространстве -
03:49
so up or down.
92
214000
2000
вверх или вниз.
03:51
So on the left-handлевая рука sideбоковая сторона, [1,1] inputвход equalsравняется 0 outputвывод, whichкоторый goesидет down.
93
216000
3000
С левой стороны, [1,1] ввод равняется 0 на выходе, перемещение вниз.
03:54
On the right-handправая рука sideбоковая сторона,
94
219000
2000
С правой стороны,
03:56
[0,0] inputвход is a 1 outputвывод, whichкоторый goesидет up.
95
221000
3000
[0,0] ввод это 1 на выходе, что означает движение вверх.
03:59
And so what that really meansозначает
96
224000
2000
И что действительно важно,
04:01
is that our structuresсооружения now containсодержать the blueprintsчертежи
97
226000
2000
наши структуры теперь содержат чертежи
04:03
of what we want to buildстроить.
98
228000
2000
того, что мы хотим построить.
04:05
So they have all of the informationИнформация embeddedвстроенный in them of what was constructedпостроенный.
99
230000
3000
В них встроена вся информация о том, что было построено.
04:08
So that meansозначает that we can have some formформа of self-replicationсаморепликацию.
100
233000
3000
Итак, это означает, что у нас есть некая форма самовоспроизводства.
04:11
In this caseдело I call it self-guidedсамонаводящиеся replicationкопирование,
101
236000
3000
В данном случае я называю это самоуправляемым воспроизводством,
04:14
because your structureсостав containsсодержит the exactточный blueprintsчертежи.
102
239000
2000
потому что структуры содержат четкие чертежи.
04:16
If you have errorsошибки, you can replaceзамещать a partчасть.
103
241000
2000
Если появляются ошибки, вы можете заменить часть.
04:18
All the localместный informationИнформация is embeddedвстроенный to tell you how to fixфиксировать it.
104
243000
3000
Вся местная информация сохраняется, чтобы вы знали, как ее исправить.
04:21
So you could have something that climbsвылазит alongвдоль and readsчитает it
105
246000
2000
Таким образом, у вас может быть что-то, что перемещается и считывает информацию
04:23
and can outputвывод at one to one.
106
248000
2000
и может передавать ее от одной части к другой.
04:25
It's directlyнепосредственно embeddedвстроенный; there's no externalвнешний instructionsинструкции.
107
250000
2000
Оно встроено напрямую внутрь, без внешнего управления.
04:27
So the last projectпроект I'll showпоказать is calledназывается Biasedпристрастный ChainsЦепи,
108
252000
3000
Последний проект, который я вам покажу называется Смещенные Цепи,
04:30
and it's probablyвероятно the mostбольшинство excitingзахватывающе exampleпример that we have right now
109
255000
3000
и это возможно самый захватывающий пример того, что у нас есть сейчас
04:33
of passiveпассивный self-assemblyсамосборка systemsсистемы.
110
258000
2000
из пассивных самособирающихся систем.
04:35
So it takes the reconfigurabilityреконфигурирования
111
260000
2000
Он сочетает в себе возможность реконфигурации
04:37
and programmabilityпрограммируемость
112
262000
2000
и програмирования
04:39
and makesмарки it a completelyполностью passiveпассивный systemсистема.
113
264000
3000
и создает полностью пассивную систему.
04:43
So basicallyв основном you have a chainцепь of elementsэлементы.
114
268000
2000
В основе мы имеем цепь элементов.
04:45
Eachкаждый elementэлемент is completelyполностью identicalидентичный,
115
270000
2000
Все элементы полностью идентичны,
04:47
and they're biasedпристрастный.
116
272000
2000
и смещены.
04:49
So eachкаждый chainцепь, or eachкаждый elementэлемент, wants to turnочередь right or left.
117
274000
3000
Таким образом, каждая цепь или каждый элемент хочет повернуться направо или налево.
04:52
So as you assembleсобирать the chainцепь, you're basicallyв основном programmingпрограммирование it.
118
277000
3000
И когда вы собираете цепь, вы по сути програмируете ее.
04:55
You're tellingговоря eachкаждый unitЕд. изм if it should turnочередь right or left.
119
280000
3000
Вы говорите каждому блоку куда он должен повернуться: направо или налево.
04:58
So when you shakeвстряхивать the chainцепь,
120
283000
3000
Поэтому когда вы трясете цепь,
05:01
it then foldsскладки up
121
286000
2000
он сворачивается
05:03
into any configurationконфигурация that you've programmedзапрограммированный in --
122
288000
3000
в ту конфигурацию, которую вы запрограммировали -
05:06
so in this caseдело, a spiralспираль,
123
291000
2000
в этом случае в спираль,
05:08
or in this caseдело,
124
293000
3000
или в этом -
05:11
two cubesкубики nextследующий to eachкаждый other.
125
296000
3000
два куба рядом друг с другом.
05:14
So you can basicallyв основном programпрограмма
126
299000
2000
Так в общем вы можете программировать
05:16
any three-dimensionalтрехмерный shapeформа --
127
301000
2000
любую трёхмерную форму -
05:18
or one-dimensionalодномерный, two-dimensionalдвумерный -- up into this chainцепь completelyполностью passivelyпассивно.
128
303000
3000
или одномерную, двухмерную - из этих абсолютно пассивных цепей.
05:21
So what does this tell us about the futureбудущее?
129
306000
2000
Итак, что это говорит нам о будущем?
05:23
I think that it's tellingговоря us
130
308000
2000
Я думаю, это говорит нам,
05:25
that there's newновый possibilitiesвозможности for self-assemblyсамосборка, replicationкопирование, repairремонт
131
310000
3000
что для самосборки, репликации, ремонта
05:28
in our physicalфизическое structuresсооружения, our buildingsздания, machinesмашины.
132
313000
3000
в наших физических структурах, зданиях, машинах, есть новые возможности.
05:31
There's newновый programmabilityпрограммируемость in these partsчасти.
133
316000
2000
В этих частях возможна новая программность.
05:33
And from that you have newновый possibilitiesвозможности for computingвычисления.
134
318000
2000
И отсюда, у вас появляются новые возможности в вычислениях.
05:35
We'llЧто ж have spatialпространственный computingвычисления.
135
320000
2000
У нас будут пространственные компьютеры.
05:37
ImagineПредставить if our buildingsздания, our bridgesмосты, machinesмашины,
136
322000
2000
Представьте, что наши здания, мосты, машины,
05:39
all of our bricksкирпич could actuallyна самом деле computeвычисление.
137
324000
2000
все наши кирпичи могли бы производить вычисления.
05:41
That's amazingудивительно parallelпараллельно and distributedраспределенный computingвычисления powerмощность,
138
326000
2000
Это удивительная параллель и распределенная сила вычиления,
05:43
newновый designдизайн possibilitiesвозможности.
139
328000
2000
новые возможности дизайна.
05:45
So it's excitingзахватывающе potentialпотенциал for this.
140
330000
2000
Это невероятный потенциал.
05:47
So I think these projectsпроектов I've showedпоказал here
141
332000
2000
Я думаю, что проекты, которые я вам показал,
05:49
are just a tinyкрошечный stepшаг towardsв направлении this futureбудущее,
142
334000
2000
лишь небольшой шаг к будущему,
05:51
if we implementвоплощать в жизнь these newновый technologiesтехнологии
143
336000
2000
если мы внедрим эти новые технологии,
05:53
for a newновый self-assemblingсамосборки worldМир.
144
338000
2000
к новому самособирающемуся будущему.
05:55
Thank you.
145
340000
2000
Спасибо.
05:57
(ApplauseАплодисменты)
146
342000
2000
(Аплодисменты)
Translated by Elena Vaneyeva
Reviewed by Mihail Stoychev

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Skylar Tibbits - Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves.

Why you should listen

Can we create objects that assemble themselves -- that zip together like a strand of DNA or that have the ability for transformation embedded into them? These are the questions that Skylar Tibbits investigates in his Self-Assembly Lab at MIT, a cross-disciplinary research space where designers, scientists and engineers come together to find ways for disordered parts to become ordered structures. 

A trained architect, designer and computer scientist, Tibbits teaches design studios at MIT’s Department of Architecture and co-teaches the seminar “How to Make (Almost) Anything” at MIT’s Media Lab. Before that, he worked at a number of design offices including Zaha Hadid Architects, Asymptote Architecture, SKIII Space Variations and Point b Design. His work has been shown at the Guggenheim Museum and the Beijing Biennale. 

Tibbits has collaborated with a number of influential people over the years, including Neil Gershenfeld and The Center for Bits and Atoms, Erik and Marty Demaine at MIT, Adam Bly at SEED Media Group and Marc Fornes of THEVERYMANY. In 2007, he and Marc Fornes co-curated Scriptedbypurpose, the first exhibition focused exclusively on scripted processes within design. Also in 2007, he founded SJET, a multifaceted practice and research platform for experimental computation and design. SJET crosses disciplines from architecture and design, fabrication, computer science and robotics.

More profile about the speaker
Skylar Tibbits | Speaker | TED.com