TED2013
Skylar Tibbits: The emergence of "4D printing"
Skylar Tibbits: "4 Boyutlu" basımın ortaya çıkışı
Filmed:
Readability: 5.3
2,855,362 views
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.
Skylar Tibbits - Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves. Full bio
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.
00:12
This is me building a prototype
0
346
2770
Bu benim, altı saattir
00:15
for six hours straight.
1
3116
2920
bir prototip inşa eden.
00:18
This is slave labor to my own project.
2
6036
3921
Bu kendi projesi için emek veren köle.
00:21
This is what the DIY and maker movements really look like.
3
9957
4990
Bu, "Kendin Yap" ve yapıcı hareketlerin gerçekten neye benzediği.
00:26
And this is an analogy for today's construction and manufacturing world
4
14947
4766
Ve bu kaba kuvvet montaj teknikleri ile bugünün inşaat ve imalat dünyası için
00:31
with brute-force assembly techniques.
5
19713
2788
bir analojidir.
00:34
And this is exactly why I started studying
6
22501
2834
Ve bu tam olarak fiziksel malzemelerin
00:37
how to program physical materials to build themselves.
7
25335
4269
kendilerini oluşturmak için nasıl programlanacağı hakkında çalışmaya başlamamın sebebidir.
00:41
But there is another world.
8
29604
1760
Ama bambaşka bir dünya var.
00:43
Today at the micro- and nanoscales,
9
31364
1995
Bugün mikro - ve nano ölçeklerde,
00:45
there's an unprecedented revolution happening.
10
33359
2751
benzeri görülmemiş bir devrim gerçekleşiyor.
00:48
And this is the ability to program physical and biological materials
11
36110
4132
Ve bu fiziksel ve biyolojik materyallerin
00:52
to change shape, change properties
12
40242
2724
şeklini değiştirmek, özelliğini değiştirmek ve hatta
00:54
and even compute outside of silicon-based matter.
13
42966
2986
silikon bazlı madde dışında hesaplanması için programlama yeteneğidir.
00:57
There's even a software called cadnano
14
45952
2507
Hatta nano robotlar veya ilaç dağıtım sistemlerindeki gibi
01:00
that allows us to design three-dimensional shapes
15
48459
2783
üç boyutlu şekilleri tasarlamaya izin veren
01:03
like nano robots or drug delivery systems
16
51242
3084
ve bu fonksiyonel yapıların kendi kendine birleşmesi için
01:06
and use DNA to self-assemble those functional structures.
17
54326
4303
DNA kullanan Cadnano adında bir yazılım mevcut.
01:10
But if we look at the human scale,
18
58629
2073
Ama eğer insan ölçeğinde bakacak olursak,
01:12
there's massive problems that aren't being addressed
19
60702
3056
bu nano ölçekli teknolojiler tarafından ele alınmayan
01:15
by those nanoscale technologies.
20
63758
2368
büyük problemler mevcut.
01:18
If we look at construction and manufacturing,
21
66126
2099
İnşaat ve imalata bakacak olursak,
01:20
there's major inefficiencies, energy consumption
22
68225
4193
orada büyük yetersizlikler, enerji tüketimi
01:24
and excessive labor techniques.
23
72418
2327
ve aşırı iş gücü teknikleri var.
01:26
In infrastructure, let's just take one example.
24
74745
2505
Altyapıdan hadi bir örnek ele alalım.
01:29
Take piping.
25
77250
1483
Boru döşemek.
01:30
In water pipes, we have fixed-capacity water pipes
26
78733
3725
Su tesisatı içinde, pahalı vanalar ve pompalar dışında,
01:34
that have fixed flow rates, except for expensive pumps and valves.
27
82458
4459
sabit akış hızlarına sahip, sabit kapasiteli su borularımız var.
01:38
We bury them in the ground.
28
86917
1291
Biz onları toprağa gömeriz.
01:40
If anything changes -- if the environment changes,
29
88208
2621
Herhangi bir değişiklik olduğunda -çevre değişiklikleri,
01:42
the ground moves, or demand changes --
30
90829
2637
yer hareketleri veya talebe bağlı değişiklikler olduğunda-
01:45
we have to start from scratch and take them out and replace them.
31
93466
4250
sıfırdan başlamak ve onları çıkarıp, değiştirmek zorundayız.
01:49
So I'd like to propose that we can combine those two worlds,
32
97716
3368
Bu yüzden ben bu iki dünyayı birleştirmeyi önermek istiyorum,
01:53
that we can combine the world of the nanoscale programmable adaptive materials
33
101084
5171
biz nano ölçekte programlanabilir uyarlamalı malzemelerin ve yerleşik çevrenin
01:58
and the built environment.
34
106255
1677
dünyasını birleştirebiliriz.
01:59
And I don't mean automated machines.
35
107932
2186
Ve otomatik makineleri kastetmiyorum.
02:02
I don't just mean smart machines that replace humans.
36
110118
2459
Ben insanların yerini alan akıllı makineleri de kastetmiyorum.
02:04
But I mean programmable materials that build themselves.
37
112577
3884
Yani kendi kendilerini inşa eden programlanabilir malzemeleri kastediyorum.
02:08
And that's called self-assembly,
38
116461
2056
Ve bu kendi kendine montaj adı verilen,
02:10
which is a process by which disordered parts build an ordered structure
39
118517
4517
düzensiz parçaların sadece yerel etkileşim yoluyla sıralı bir yapı
02:15
through only local interaction.
40
123034
2493
inşa etmesi işlemidir.
02:17
So what do we need if we want to do this at the human scale?
41
125527
3175
Eğer bunu insan ölçeğinde yapmak istiyorsak neye ihtiyacımız var?
02:20
We need a few simple ingredients.
42
128702
1975
Bize bir kaç basit bileşen gerekiyor.
02:22
The first ingredient is materials and geometry,
43
130677
2839
İlk bileşen malzeme ve geometri,
02:25
and that needs to be tightly coupled with the energy source.
44
133516
3469
bunların sıkı bir şekilde bir enerji kaynağı ile birleştirilmesi gerekmektedir.
02:28
And you can use passive energy --
45
136985
1658
Ve pasif enerji kullanabilirsiniz -
02:30
so heat, shaking, pneumatics, gravity, magnetics.
46
138643
4684
yani ısı, sallama, pnömatik, yerçekimi, manyetik.
02:35
And then you need smartly designed interactions.
47
143327
3075
Ve sonra akıllıca tasarlanmış etkileşime ihtiyacın var.
02:38
And those interactions allow for error correction,
48
146402
2133
Ve bu etkileşimler hata düzeltmesine olanak sağlar
02:40
and they allow the shapes to go from one state to another state.
49
148535
4000
ve şekillerin bir halden başka bir hale geçmesine olanak sağlar.
02:44
So now I'm going to show you a number of projects that we've built,
50
152535
3232
Şimdi inşa ettiğimiz bir dizi projeyi size göstereceğim;
02:47
from one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional
51
155767
3284
tek boyutlu, iki boyutlu, üç boyutlu
02:51
and even four-dimensional systems.
52
159051
3067
ve hatta dört boyutlu sistemler.
02:54
So in one-dimensional systems --
53
162118
1886
Tek boyutlu sistemlerde -
02:56
this is a project called the self-folding proteins.
54
164004
2907
bu, kendi kendini katlayan proteinler adı verilen bir proje.
02:58
And the idea is that you take the three-dimensional structure of a protein --
55
166911
4707
Ve amaç bir proteinin üç boyutlu yapısını almak -
03:03
in this case it's the crambin protein --
56
171618
2681
bu durumda crambin proteinini -
03:06
you take the backbone -- so no cross-linking, no environmental interactions --
57
174299
3646
omurgayı alırsınız - yani hiçbir çapraz bağlama, çevresel etkileşim yok -
03:09
and you break that down into a series of components.
58
177945
3151
ve bunu bir dizi bileşene ayırırsınız.
03:13
And then we embed elastic.
59
181096
2274
Ve sonra içine elastik yerleştiririz.
03:15
And when I throw this up into the air and catch it,
60
183370
2341
Ve ben bunu havaya atıp, yakaladığım zaman,
03:17
it has the full three-dimensional structure of the protein, all of the intricacies.
61
185711
4851
proteinin üç boyutlu yapısının tamamına, tüm inceliklerine sahip olur,
03:22
And this gives us a tangible model
62
190562
2100
Ve bu bize üç boyutlu proteinin
03:24
of the three-dimensional protein and how it folds
63
192662
3734
somut bir modelini ve nasıl kıvrıldığını,
03:28
and all of the intricacies of the geometry.
64
196396
2284
tüm geometrik inceliklerini verir.
03:30
So we can study this as a physical, intuitive model.
65
198680
3448
Yani biz bunu fiziksel, sezgisel bir modelmiş gibi çalışabiliriz.
03:34
And we're also translating that into two-dimensional systems --
66
202128
2802
Ve bunu aynı zamanda iki boyutlu sistemlere çeviriyoruz -
03:36
so flat sheets that can self-fold into three-dimensional structures.
67
204930
4299
yani kendini üç boyutlu yapılar haline katlayabilen düz levhalar.
03:41
In three dimensions, we did a project last year at TEDGlobal
68
209229
4453
Üç boyutlu olarak, Autodesk ve Arthur Olson ile geçen yıl
03:45
with Autodesk and Arthur Olson
69
213682
1964
TEDGlobal'de bir proje yaptık,
03:47
where we looked at autonomous parts --
70
215646
1698
Otonom parçalara baktık -
03:49
so individual parts not pre-connected that can come together on their own.
71
217344
4319
Yani önceden bağlanmış olmayan, kendi kendilerine bir araya gelebilen bireysel parçalar.
03:53
And we built 500 of these glass beakers.
72
221663
2766
Ve biz bu cam şişelerden 500 tanesini inşa ettik.
03:56
They had different molecular structures inside
73
224429
2467
İçlerinde farklı molekül yapılar vardı
03:58
and different colors that could be mixed and matched.
74
226896
2224
ve de karıştırılıp eşleştirilebilen farklı renkler.
04:01
And we gave them away to all the TEDsters.
75
229120
2249
Ve onları tüm TEDcilere verdik.
04:03
And so these became intuitive models
76
231369
2501
Ve böylece bunlar moleküler kendiliğinden montajın
04:05
to understand how molecular self-assembly works at the human scale.
77
233870
3492
insan ölçeğinde nasıl çalıştığını anlamak için sezgisel modeller oldular.
04:09
This is the polio virus.
78
237362
1817
Bu çocuk felci virüsüdür.
04:11
You shake it hard and it breaks apart.
79
239179
1932
Onu şiddetli sallarsan, parçalarına ayrılır.
04:13
And then you shake it randomly
80
241111
1446
Ve sonra onu rastgele sallarsın
04:14
and it starts to error correct and built the structure on its own.
81
242557
3504
ve kendi kendine hata düzeltmeye ve yapı inşa etmeye başlar.
04:18
And this is demonstrating that through random energy,
82
246061
2967
Ve bu, rastgele enerjiyle,
04:21
we can build non-random shapes.
83
249028
4628
rastgele olmayan şekiller oluşturabileceğimizi gösteriyor.
04:25
We even demonstrated that we can do this at a much larger scale.
84
253656
3524
Hatta biz bunu çok daha büyük ölçekte yapabileceğimizi kanıtladık.
04:29
Last year at TED Long Beach,
85
257180
2154
Geçen yıl TED Long Beach'te,
04:31
we built an installation that builds installations.
86
259334
3211
düzenekleri inşa eden bir kurulum yaptık.
04:34
The idea was, could we self-assemble furniture-scale objects?
87
262545
3537
Fikir şuydu, mobilya ölçeğinde nesnelerin kendi kendini monte etmesini sağlayabilir miydik?
04:38
So we built a large rotating chamber,
88
266082
2501
Bu yüzden büyük bir dönen daire inşa ettik
04:40
and people would come up and spin the chamber faster or slower,
89
268583
3213
ve insanlar yanına gelip daireyi hızlı veya yavaş döndürecekti,
04:43
adding energy to the system
90
271796
1585
sisteme enerji ekleyecek
04:45
and getting an intuitive understanding of how self-assembly works
91
273381
3446
ve kendi kendine montajın nasıl çalıştığının sezgisel bir anlayışını elde edecek
04:48
and how we could use this
92
276827
1379
ve makro ölçekli inşaat veya ürünler için imalat tekniği gibi
04:50
as a macroscale construction or manufacturing technique for products.
93
278206
4746
konularda nasıl kullanılabileceğini anlayacaktı.
04:54
So remember, I said 4D.
94
282952
1667
Bu yüzden unutmayın, 4B dedim.
04:56
So today for the first time, we're unveiling a new project,
95
284619
3695
Yani bugün ilk defa, Stratasys işbirliği ile
05:00
which is a collaboration with Stratasys,
96
288314
1886
4B baskı adında yeni bir projenin
05:02
and it's called 4D printing.
97
290200
1835
açılışını yapıyoruz.
05:04
The idea behind 4D printing
98
292035
1960
4B baskı arkasındaki fikir şudur,
05:05
is that you take multi-material 3D printing --
99
293995
3000
çoklu malzemeli 3B baskı alırsınız -
05:08
so you can deposit multiple materials --
100
296995
2189
böylece birden çok malzeme katabilirsiniz--
05:11
and you add a new capability,
101
299184
1884
ve yeni bir kabiliyet eklersiniz,
05:13
which is transformation,
102
301068
1866
bu değişimdir,
05:14
that right off the bed,
103
302934
1317
hem de hemen,
05:16
the parts can transform from one shape to another shape directly on their own.
104
304251
4327
parçalar bir şekilden başka bir şekle kendi kendilerine dönüşebilir.
05:20
And this is like robotics without wires or motors.
105
308578
3500
Ve bu kablosuz veya motorsuz robotbilimi gibidir.
05:24
So you completely print this part,
106
312078
1651
Yani bu parçayı olduğu gibi basarsınız
05:25
and it can transform into something else.
107
313729
2804
ve o başka bir şey haline dönüşebilir.
05:28
We also worked with Autodesk on a software they're developing called Project Cyborg.
108
316533
4961
Ayrıca Autodesk ile onların geliştirdiği Project Cyborg (Cyborg Projesi) adı verilen bir yazılım üzerinde çalıştık.
05:33
And this allows us to simulate this self-assembly behavior
109
321494
3123
Ve bu bizim kendi kendine montaj davranışını simule etmemize ve
05:36
and try to optimize which parts are folding when.
110
324617
3202
hangi parçaların ne zaman katlandığını optimize etmemize izin veriyor.
05:39
But most importantly, we can use this same software
111
327819
2730
Ama en önemlisi, biz bu aynı yazılımı
05:42
for the design of nanoscale self-assembly systems
112
330549
2908
nano ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için
05:45
and human scale self-assembly systems.
113
333457
2843
ve insan ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için kullanabiliriz.
05:48
These are parts being printed with multi-material properties.
114
336300
3513
Bunlar çoklu malzeme özellikleri ile basılan parçalardır.
05:51
Here's the first demonstration.
115
339813
1717
İşte ilk gösteri.
05:53
A single strand dipped in water
116
341530
1904
Suya batırılmış tek bir iplikçik
05:55
that completely self-folds on its own
117
343434
2349
tamamen kendi kendine kıvrılarak
05:57
into the letters M I T.
118
345783
3918
M I T harflerini oluşturuyor.
06:01
I'm biased.
119
349701
1822
Taraflıyım.
06:03
This is another part, single strand, dipped in a bigger tank
120
351523
3449
Bu başka bir parça, tek iplikçik, daha büyük bir tanka batırılmış,
06:06
that self-folds into a cube, a three-dimensional structure, on its own.
121
354972
4623
kendi kendini bir küp, üç boyutlu bir yapı haline katlıyor.
06:11
So no human interaction.
122
359595
1851
Yani hiçbir insan etkileşimi yok.
06:13
And we think this is the first time
123
361446
1889
Ve bunun ilk kez olduğunu düşünüyoruz,
06:15
that a program and transformation
124
363335
2247
bir program ve dönüşüm
06:17
has been embedded directly into the materials themselves.
125
365582
3250
doğrudan malzemenin kendisine gömülmüş.
06:20
And it also might just be the manufacturing technique
126
368832
2730
Ve aynı zamanda gelecekte daha uyarlanabilir altyapı oluşturmamızı
06:23
that allows us to produce more adaptive infrastructure in the future.
127
371562
4134
sağlayan bir imalat tekniği olabilir.
06:27
So I know you're probably thinking,
128
375696
1186
Evet biliyorum, muhtemelen şöyle düşünüyorsunuz,
06:28
okay, that's cool, but how do we use any of this stuff for the built environment?
129
376882
4232
tamam, bu güzel, ama bunu inşaatlar için nasıl kullanabiliriz?
06:33
So I've started a lab at MIT,
130
381114
2255
Bu yüzden MIT'de bir laboratuvar başlattım,
06:35
and it's called the Self-Assembly Lab.
131
383369
1882
ve adı Self-Assembly (Kendi kendine montaj) Lab.
06:37
And we're dedicated to trying to develop programmable materials
132
385251
3144
İnşaatlar için programlanabilir malzemeler geliştirmeyi
06:40
for the built environment.
133
388395
1191
denemeye kendimizi adadık.
06:41
And we think there's a few key sectors
134
389586
1963
Ve birkaç önemli sektörde
06:43
that have fairly near-term applications.
135
391549
2314
nispeten yakın vadede uygulamaları olduğunu düşünüyoruz.
06:45
One of those is in extreme environments.
136
393863
2055
Bunlardan biri sıradışı ortamlar.
06:47
These are scenarios where it's difficult to build,
137
395918
2546
Bu inşa etmenin zor olduğu senaryolardır,
06:50
our current construction techniques don't work,
138
398464
2488
şu anki yapım teknikleri işe yaramaz,
06:52
it's too large, it's too dangerous, it's expensive, too many parts.
139
400952
3560
çok büyük, çok tehlikeli, çok pahalı, çok fazla parçalı.
06:56
And space is a great example of that.
140
404512
2367
Ve uzay bunun için harika bir örnek.
06:58
We're trying to design new scenarios for space
141
406879
2366
Uzay için, çok fonksiyonlu sistemlerin birinden diğerine geçebilecek,
07:01
that have fully reconfigurable and self-assembly structures
142
409245
3300
tamamiyle yeniden kurulabilir ve kendi kendini monte edebilen senaryolar,
07:04
that can go from highly functional systems from one to another.
143
412545
3690
dizayn etmeye çalışıyoruz.
07:08
Let's go back to infrastructure.
144
416235
2111
Altyapıya geri dönelim.
07:10
In infrastructure, we're working with a company out of Boston called Geosyntec.
145
418346
3899
Altyapıda, Boston'dan Geosyntec adında bir şirket ile çalışıyoruz.
07:14
And we're developing a new paradigm for piping.
146
422245
2800
Ve borulama için yeni bir paradigma geliştiriyoruz.
07:17
Imagine if water pipes could expand or contract
147
425045
3623
Su borularının genişleyip daraldığını düşünün,
07:20
to change capacity or change flow rate,
148
428668
2750
suyun kapasitesini veya akış hızını değiştirmek için,
07:23
or maybe even undulate like peristaltics to move the water themselves.
149
431418
4534
ya da hatta su taşımak için kendilerini peristaltik (bağırsak hareketleri) gibi dalgalandırdığını.
07:27
So this isn't expensive pumps or valves.
150
435952
2610
Yani bu, pahalı pompalar veya vanalar değil.
07:30
This is a completely programmable and adaptive pipe on its own.
151
438562
4283
Bu, kendi başına tamamen programlanabilir ve adapte olabilen bir boru.
07:34
So I want to remind you today
152
442845
1815
Size bugün kurulumun dünyamızdaki
07:36
of the harsh realities of assembly in our world.
153
444660
3384
acı gerçeklerini hatırlatmak istiyorum.
07:40
These are complex things built with complex parts
154
448044
3465
Bunlar karmaşık şekillerde buluşan
07:43
that come together in complex ways.
155
451509
2785
karmaşık parçalar ile inşa edilmiş karmaşık şeylerdir.
07:46
So I would like to invite you from whatever industry you're from
156
454294
3199
Bu yüzden sizi hangi endüstriden olursanız olun davet ediyorum,
07:49
to join us in reinventing and reimagining the world,
157
457493
4053
dünyayı yeniden keşfetmek ve tasarlamak için bize katılmaya,
07:53
how things come together from the nanoscale to the human scale,
158
461546
3699
nano ölçeğinden insan ölçeğine nesneler nasıl biraraya geliyor,
07:57
so that we can go from a world like this
159
465245
3075
ki böyle bir dünyadan
08:00
to a world that's more like this.
160
468320
2950
böyle bir dünyaya gidebilelim.
08:12
Thank you.
161
480632
1910
Teşekkürler.
08:14
(Applause)
162
482542
2301
(Alkış)
ABOUT THE SPEAKER
Skylar Tibbits - InventorSkylar 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.
Skylar Tibbits | Speaker | TED.com