TED2011
Skylar Tibbits: Can we make things that make themselves?
Skylar Tibbits: Liệu ta có thể tạo ra những đồ vật tự tạo ra bản thân chúng không?
Filmed:
Readability: 4.4
1,072,366 views
Nhà nghiên cứu Skylar Tibbits của trường Đại học MIT tìm hiểu về quy trình tự lắp ráp - một ý tưởng cho rằng thay vì tạo ra một thứ gì đó (một chiếc ghế, một ngôi nhà chọc trời), chúng ta có thể tạo ra những vật chất tự tạo ra chúng, giống như cách một chuỗi ADN tự nối chúng lại. Đây là một khái niệm lớn đang ở thời kỳ phôi thai. Tibbits giới thiệu với chúng tay ba dự án trong phòng thí nghiệm nhằm gợi ý tương lai của quy trình tự lắp ráp.
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.
00:15
Today I'd like to show you
0
0
2000
Hôm nay tôi muốn giới thiệu với các bạn
00:17
the future of the way we make things.
1
2000
2000
tương lai của cách mà chúng ta tạo nên đồ vật.
00:19
I believe that soon our buildings and machines
2
4000
2000
Tôi tin rằng sớm thôi, nhà cửa và máy móc
00:21
will be self-assembling,
3
6000
2000
sẽ tự lắp ráp,
00:23
replicating and repairing themselves.
4
8000
2000
sao chép và sửa chữa bản thân chúng,
00:25
So I'm going to show you
5
10000
2000
Nên tôi sẽ giới thiệu với các bạn
00:27
what I believe is the current state of manufacturing,
6
12000
2000
điều mà tôi tin là tình trạng xây dựng hiện nay,
00:29
and then compare that to some natural systems.
7
14000
3000
và so sánh nó với một vài hệ thống tự nhiên.
00:32
So in the current state of manufacturing, we have skyscrapers --
8
17000
3000
Trong tình trạng xây dựng hiện nay, chúng ta có những tòa nhà chọc trời --
00:35
two and a half years [of assembly time],
9
20000
2000
thời gian xây lắp là hai năm rưỡi,
00:37
500,000 to a million parts,
10
22000
2000
500,000 đến một triệu linh kiện,
00:39
fairly complex,
11
24000
2000
những công nghệ khá là phức tạp,
00:41
new, exciting technologies in steel, concrete, glass.
12
26000
3000
mới mẻ, đầy hấp dẫn từ thép, bê tông, và thủy tinh.
00:44
We have exciting machines
13
29000
2000
Chúng ta có những cỗ máy thú vị
00:46
that can take us into space --
14
31000
2000
có thể đưa ta vào không gian --
00:48
five years [of assembly time], 2.5 million parts.
15
33000
3000
mất 5 năm lắp ráp, 2,5 triệu phần nhỏ.
00:51
But on the other side, if you look at the natural systems,
16
36000
3000
Nhưng mặt khác, nếu các bạn nhìn vào các hệ thống tự nhiên,
00:54
we have proteins
17
39000
2000
+
00:56
that have two million types,
18
41000
2000
bao gồm hai triệu loại,
00:58
can fold in 10,000 nanoseconds,
19
43000
2000
có thể tự xoắn lại trong 10,000 phần tỉ giây,
01:00
or DNA with three billion base pairs
20
45000
2000
hoặc ADN với ba tỉ cặp bazơ nitơ
01:02
we can replicate in roughly an hour.
21
47000
3000
mà chúng ta có thể sao chép trong vòng một giờ.
01:05
So there's all of this complexity
22
50000
2000
Đó là toàn bộ sự phức tạp
01:07
in our natural systems,
23
52000
2000
trong hệ thống tự nhiên của chúng ta,
01:09
but they're extremely efficient,
24
54000
2000
nhưng chúng cực kỳ hiệu quả,
01:11
far more efficient than anything we can build,
25
56000
2000
hiệu quả hơn rất nhiều so bất kỳ thứ gì ta có thể tạo ra,
01:13
far more complex than anything we can build.
26
58000
2000
phức tạp hơn rất nhiều so với bất kỳ thứ gì ta có thể tạo ra.
01:15
They're far more efficient in terms of energy.
27
60000
2000
Chúng hiệu quả hơn nhiều về mặt năng lượng.
01:17
They hardly ever make mistakes.
28
62000
3000
Chúng hiếm khi mắc lỗi.
01:20
And they can repair themselves for longevity.
29
65000
2000
Và chúng có thể tự sửa chữa để đảm bảo tuổi thọ.
01:22
So there's something super interesting about natural systems.
30
67000
3000
Vậy nên có điều gì đó cực kỳ thú vị về những hệ thống tự nhiên.
01:25
And if we can translate that
31
70000
2000
Và nếu ta có thể giải mã được điều đó
01:27
into our built environment,
32
72000
2000
để đưa vào môi trường xây dựng của chúng ta,
01:29
then there's some exciting potential for the way that we build things.
33
74000
2000
thì sẽ có nhiều tiềm năng hấp dẫn cho cách thức mà chúng ta xây dựng.
01:31
And I think the key to that is self-assembly.
34
76000
3000
Và tôi nghĩ chìa khóa ở đây chính là sự tự lắp ráp.
01:34
So if we want to utilize self-assembly in our physical environment,
35
79000
3000
Nếu chúng ta muốn áp dụng sự tự lắp ráp vào môi trường vật chất,
01:37
I think there's four key factors.
36
82000
2000
thì tôi nghĩ có bốn điểm quan trọng.
01:39
The first is that we need to decode
37
84000
2000
Thứ nhất là chúng ta cần giải mã
01:41
all of the complexity of what we want to build --
38
86000
2000
mọi tính phức tạp của thứ mà chúng ta muốn xây dựng --
01:43
so our buildings and machines.
39
88000
2000
bao gồm cả các tòa nhà và máy móc.
01:45
And we need to decode that into simple sequences --
40
90000
2000
Và chúng ta cần giải mã điều đó thành những chuỗi đơn giản --
01:47
basically the DNA of how our buildings work.
41
92000
2000
cơ bản đó chính là ADN về cách vận hành của những thứ mà ta tạo ra.
01:49
Then we need programmable parts
42
94000
2000
Sau đó chúng ta cần những phần có thể lập trình được
01:51
that can take that sequence
43
96000
2000
có khả năng nhận được chuỗi trình tự
01:53
and use that to fold up, or reconfigure.
44
98000
3000
và sử dụng nó để tự xếp lại, hoặc cấu hình lại.
01:56
We need some energy that's going to allow that to activate,
45
101000
3000
Chúng ta cần một chút năng lượng để kích hoạt quá trình đó,
01:59
allow our parts to be able to fold up from the program.
46
104000
3000
redundan
02:02
And we need some type of error correction redundancy
47
107000
2000
Và chúng ta cần một phương thức sửa lỗi dư thừa
02:04
to guarantee that we have successfully built what we want.
48
109000
3000
để đảm bảo rằng ta xây dựng thành công cái ta muốn.
02:07
So I'm going to show you a number of projects
49
112000
2000
Vậy nên tôi sẽ giới thiệu với các bạn một số dự án
02:09
that my colleagues and I at MIT are working on
50
114000
2000
mà tôi và các đồng nghiệp tại viện MIT đang thực hiện
02:11
to achieve this self-assembling future.
51
116000
2000
để đạt tới tương lai của sự tự lắp ráp.
02:13
The first two are the MacroBot and DeciBot.
52
118000
3000
Hai dự án đầu tiên là MacroBot và DeciBot.
02:16
So these projects are large-scale reconfigurable robots --
53
121000
4000
Hai dự án này là những con rô bốt cỡ lớn có thể cấu hình lại --
02:20
8 ft., 12 ft. long proteins.
54
125000
3000
hững protein dài 2,4 mét, 3,7 mét.
02:23
They're embedded with mechanical electrical devices, sensors.
55
128000
3000
Chúng được gắn bằng những thiết bị cơ điện những bộ cảm biến.
02:26
You decode what you want to fold up into,
56
131000
2000
Bạn giải mã thứ bạn mà muốn chúng xếp nên,
02:28
into a sequence of angles --
57
133000
2000
thành một chuỗi các góc --
02:30
so negative 120, negative 120, 0, 0,
58
135000
2000
ở đây là âm 120, âm 120, 0, 0,
02:32
120, negative 120 -- something like that;
59
137000
3000
120, âm 120 -- đại loại như vậy,
02:35
so a sequence of angles, or turns,
60
140000
2000
một chuỗi các góc, hoặc các chiều,
02:37
and you send that sequence through the string.
61
142000
3000
và bạn gửi chuỗi đó qua đường dây.
02:40
Each unit takes its message -- so negative 120 --
62
145000
3000
Mỗi đơn vị nhận thông tin của nó -- âm 120.
02:43
it rotates to that, checks if it got there
63
148000
2000
Nó sẽ quay tới góc đó, kiểm tra xem đã đúng chưa
02:45
and then passes it to its neighbor.
64
150000
3000
và rồi chuyển tiếp đến phần tiếp theo.
02:48
So these are the brilliant scientists,
65
153000
2000
Đây là những nhà khoa học ,
02:50
engineers, designers that worked on this project.
66
155000
2000
các kĩ sư, nhà thiết kế xuất chúng đã thực hiện dự án này.
02:52
And I think it really brings to light:
67
157000
2000
Và tôi nghĩ rằng chúng ta cần làm sáng tỏ:
02:54
Is this really scalable?
68
159000
2000
Điều này thật sự có thể nhân rộng không?
02:56
I mean, thousands of dollars, lots of man hours
69
161000
2000
Ý tôi là, hàng ngàn đô la, rất nhiều giờ làm việc
02:58
made to make this eight-foot robot.
70
163000
3000
để làm nên con rô bốt dài 2,5 mét.
03:01
Can we really scale this up? Can we really embed robotics into every part?
71
166000
3000
Liệu chúng ta có thể thực sự nhân rộng nó lên? Liệu chúng ta có thể gắn robot vào từng phần hay không?
03:04
The next one questions that
72
169000
2000
Bước tiếp theo đưa ra câu hỏi
03:06
and looks at passive nature,
73
171000
2000
và nhìn vào bản chất bị động,
03:08
or passively trying to have reconfiguration programmability.
74
173000
3000
hoặc đang cố gắng cấu hình lại khả năng lập trình một cách bị động.
03:11
But it goes a step further,
75
176000
2000
Nhưng điều này đi đến một tầm cao hơn,
03:13
and it tries to have actual computation.
76
178000
2000
và cố gắng để có sự ước tính thực sự.
03:15
It basically embeds the most fundamental building block of computing,
77
180000
2000
Về cơ bản ta sẽ gắn những khối xây dựng nền tảng có thể tính toán,
03:17
the digital logic gate,
78
182000
2000
được gọi là những cổng logic kĩ thuật số,
03:19
directly into your parts.
79
184000
2000
trực tiếp vào từng mảnh nhỏ.
03:21
So this is a NAND gate.
80
186000
2000
Đây là cổng NAND.
03:23
You have one tetrahedron which is the gate
81
188000
2000
Bạn có một khối tứ diện, đó chính là cái cổng
03:25
that's going to do your computing,
82
190000
2000
sẽ thực hiện phần tính toán cho bạn,
03:27
and you have two input tetrahedrons.
83
192000
2000
và bạn có hai khối tứ diện đầu vào.
03:29
One of them is the input from the user, as you're building your bricks.
84
194000
3000
Một trong số đầu vào đó là từ người dùng,giống như bạn đang xây những viên gạch.
03:32
The other one is from the previous brick that was placed.
85
197000
3000
Đầu vào còn lại là từ viên gạch liền trước vừa xếp xong.
03:35
And then it gives you an output in 3D space.
86
200000
3000
Và rồi nó sẽ cho bạn một sản phẩm trong không gian 3D.
03:38
So what this means
87
203000
2000
Vậy nên, điều này có nghĩa là
03:40
is that the user can start plugging in what they want the bricks to do.
88
205000
3000
người dùng có thể bắt đầu khởi động bất cứ thứ gì họ muốn những viên gạch làm.
03:43
It computes on what it was doing before
89
208000
2000
Chúng sẽ ước tính trước đó chúng đã làm gì
03:45
and what you said you wanted it to do.
90
210000
2000
và những gì bạn muốn chúng làm.
03:47
And now it starts moving in three-dimensional space --
91
212000
2000
Và bây giờ chúng bắt đầu chuyển động trong không gian ba chiều --
03:49
so up or down.
92
214000
2000
lên rồi xuống.
03:51
So on the left-hand side, [1,1] input equals 0 output, which goes down.
93
216000
3000
Ở phía bên tay trái, đầu vào [1,1] tương đương kết quả đầu ra là 0, đi xuống.
03:54
On the right-hand side,
94
219000
2000
Ở phía tay phải,
03:56
[0,0] input is a 1 output, which goes up.
95
221000
3000
đầu vào [0,0] là kết quả đầu ra là 1, đi lên.
03:59
And so what that really means
96
224000
2000
Điều này thực sự có nghĩa là
04:01
is that our structures now contain the blueprints
97
226000
2000
các cấu trúc của chúng ta bây giờ đã có những bản thiết kế
04:03
of what we want to build.
98
228000
2000
của cái chúng ta định xây.
04:05
So they have all of the information embedded in them of what was constructed.
99
230000
3000
Chúng có tất cả thông tin cần thiết của việc xây dựng.
04:08
So that means that we can have some form of self-replication.
100
233000
3000
Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ có vài hình thức tự sao chép.
04:11
In this case I call it self-guided replication,
101
236000
3000
Trong trường hợp này tôi gọi nó là sao chép tự định hướng,
04:14
because your structure contains the exact blueprints.
102
239000
2000
bởi vì cấu trúc của bạn có những bản thiết kế chính xác rồi.
04:16
If you have errors, you can replace a part.
103
241000
2000
Nếu bạn gặp lỗi, bạn có thể thay thế từng phần.
04:18
All the local information is embedded to tell you how to fix it.
104
243000
3000
Tất cả thông tin cục bộ được gắn vào để cho bạn biết làm thế nào để sửa chữa.
04:21
So you could have something that climbs along and reads it
105
246000
2000
Nên bạn có thể có một thứ gì đó chạy dọc theo và đọc nó
04:23
and can output at one to one.
106
248000
2000
và có thể xuất ra từng phần một.
04:25
It's directly embedded; there's no external instructions.
107
250000
2000
Nó đã được gắn vào trực tiếp nên không cần phải có những chỉ dẫn từ bên ngoài.
04:27
So the last project I'll show is called Biased Chains,
108
252000
3000
Dự án cuối cùng mà tôi muốn giới thiệu có tên là Những Chuỗi Lệch.
04:30
and it's probably the most exciting example that we have right now
109
255000
3000
và đây có lẽ là ví dụ hấp dẫn nhất mà chúng ta có lúc này
04:33
of passive self-assembly systems.
110
258000
2000
nói về những hệ thống tự lắp ráp bị động.
04:35
So it takes the reconfigurability
111
260000
2000
Hệ thống sử dụng khả năng cấu hình
04:37
and programmability
112
262000
2000
và khả năng lập trình
04:39
and makes it a completely passive system.
113
264000
3000
để tạo nên một hệ thống bị động hoàn chỉnh.
04:43
So basically you have a chain of elements.
114
268000
2000
Đơn giản là bạn có một chuỗi các nguyên tố,
04:45
Each element is completely identical,
115
270000
2000
Mỗi nguyên tố hoàn toàn giống nhau,
04:47
and they're biased.
116
272000
2000
và chúng bị lệch.
04:49
So each chain, or each element, wants to turn right or left.
117
274000
3000
Mỗi chuỗi hay mỗi nguyên tố muốn quay sang phải hay trái.
04:52
So as you assemble the chain, you're basically programming it.
118
277000
3000
Nên khi bạn lắp ráp chuỗi thì bạn đang lập trình căn bản cho nó.
04:55
You're telling each unit if it should turn right or left.
119
280000
3000
Bạn đang yêu cầu mỗi đơn vị nên quay sang phải hay trái.
04:58
So when you shake the chain,
120
283000
3000
Khi bạn lắc cái chuỗi,
05:01
it then folds up
121
286000
2000
nó sẽ xoắn lại
05:03
into any configuration that you've programmed in --
122
288000
3000
thành bất kỳ hình dạng nào mà bạn đã lập trình
05:06
so in this case, a spiral,
123
291000
2000
như trong trường hợp này là hình xoắn ốc,
05:08
or in this case,
124
293000
3000
hay trong trường hợp này
05:11
two cubes next to each other.
125
296000
3000
là hai khối hộp kề nhau.
05:14
So you can basically program
126
299000
2000
Bạn có thể lập trình căn bản
05:16
any three-dimensional shape --
127
301000
2000
bất kỳ hình dạng ba chiều nào --
05:18
or one-dimensional, two-dimensional -- up into this chain completely passively.
128
303000
3000
hay 1 chiều, 2 chiều nào thành chuỗi hoàn toàn bị động này.
05:21
So what does this tell us about the future?
129
306000
2000
Vậy điều này nói gì với chúng ta về tương lai?
05:23
I think that it's telling us
130
308000
2000
Tôi nghĩ điều nó nói lên ở đây
05:25
that there's new possibilities for self-assembly, replication, repair
131
310000
3000
là có những khả năng mới cho việc tự lắp ráp, sao chép, sửa chữa
05:28
in our physical structures, our buildings, machines.
132
313000
3000
trong những cấu trúc vật lý, những tòa nhà, máy móc.
05:31
There's new programmability in these parts.
133
316000
2000
Những phần này sẽ có một khả năng lập trình mới.
05:33
And from that you have new possibilities for computing.
134
318000
2000
Và từ đó bạn sẽ có những khả năng tính toán mới.
05:35
We'll have spatial computing.
135
320000
2000
Chúng ta sẽ có sự tính toán không gian.
05:37
Imagine if our buildings, our bridges, machines,
136
322000
2000
Thử tưởng tượng nếu những tòa nhà, những cây cầu, máy móc,
05:39
all of our bricks could actually compute.
137
324000
2000
tất cả những viên gạch của chúng ta thật sự có thể tính toán.
05:41
That's amazing parallel and distributed computing power,
138
326000
2000
Đó là sự kỳ diệu của năng lực tính toán song song và phân phối,
05:43
new design possibilities.
139
328000
2000
những khả năng thiết kế mới.
05:45
So it's exciting potential for this.
140
330000
2000
Điều này thật sự rất có tiềm năng.
05:47
So I think these projects I've showed here
141
332000
2000
Tôi nghĩ những dự án tôi vừa giới thiệu với các bạn
05:49
are just a tiny step towards this future,
142
334000
2000
chỉ là một bước nhỏ để đi đến tương lai
05:51
if we implement these new technologies
143
336000
2000
của việc chúng ta sẽ sử dụng những công nghệ mới này
05:53
for a new self-assembling world.
144
338000
2000
để tạo ra một thế giới mới của sự tự lắp ráp hay không.
05:55
Thank you.
145
340000
2000
Xin cảm ơn.
05:57
(Applause)
146
342000
2000
(Vỗ tay)
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