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 Тибитс: Можем ли да правим неща, които се правят сами?

Filmed:
1,072,366 views

Изследователят от Масачузетския технологичен институт Скайлар Тибитс работи над самосглобяване -- идеята, че вместо да изградим нещо (стол, небостъргач), можем да създадем материали, които се самоизграждат, по същия начин както ДНК нишка се навива сама. Това е голяма концепция в ранен етап; Тибитс ни показва три лабораторни проекти, които намекват как може да изглежда бъдеще което се самоглобява.
- 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
TodayДнес I'd like to showшоу you
0
0
2000
Днес бих искал да ви покажа
00:17
the futureбъдеще of the way we make things.
1
2000
2000
бъдещето на начина, по който ще правим неща.
00:19
I believe that soonскоро our buildingsсгради and machinesмашини
2
4000
2000
Вярвам, че скоро нашите сгради и машини
00:21
will be self-assemblingсамоасоцииращ,
3
6000
2000
ще бъдат самосглобяващи се,
00:23
replicatingделящи се, and repairingремонт themselvesсебе си.
4
8000
2000
репликиращи и поправящи се сами.
00:25
So I'm going to showшоу you
5
10000
2000
Така че ще ви покажа
00:27
what I believe is the currentтекущ stateсъстояние of manufacturingпроизводство,
6
12000
2000
това, което смятам, е текущото състояние на производството,
00:29
and then compareсравнение that to some naturalестествен systemsсистеми.
7
14000
3000
и после ще го сравня с някои природни системи.
00:32
So in the currentтекущ stateсъстояние of manufacturingпроизводство, we have skyscrapersнебостъргачи --
8
17000
3000
И така, при сегашното състояние на производството, имаме небостъргачи --
00:35
two and a halfнаполовина yearsгодини [of assemblyмонтаж time],
9
20000
2000
две и половина години,
00:37
500,000 to a millionмилион partsчасти,
10
22000
2000
500 000 до един милион части,
00:39
fairlyсравнително complexкомплекс,
11
24000
2000
доста сложни,
00:41
newнов, excitingвълнуващ technologiesтехнологии in steelстомана, concreteбетон, glassстъклена чаша.
12
26000
3000
нови и вълнуващи технологии от стомана, бетон, стъкло.
00:44
We have excitingвълнуващ machinesмашини
13
29000
2000
Имаме вълнуващи машини,
00:46
that can take us into spaceпространство --
14
31000
2000
които могат да ни отведат в космоса --
00:48
fiveпет yearsгодини [of assemblyмонтаж time], 2.5 millionмилион partsчасти.
15
33000
3000
пет години, 2,5 милиона части.
00:51
But on the other sideстрана, if you look at the naturalестествен systemsсистеми,
16
36000
3000
Но от друга страна, ако се вгледате в природните системи,
00:54
we have proteinsпротеини
17
39000
2000
имаме протеини,
00:56
that have two millionмилион typesвидове,
18
41000
2000
които имат два милиона типа,
00:58
can foldгънка in 10,000 nanosecondsнаносекунди,
19
43000
2000
могат да се нагъват за 10 000 наносекунди,
01:00
or DNAДНК with threeтри billionмилиард baseбаза pairsдвойки
20
45000
2000
или ДНК с три милиарда базови двойки,
01:02
we can replicateрепликира in roughlyприблизително an hourчас.
21
47000
3000
които можем да репликираме приблизително за час.
01:05
So there's all of this complexityсложност
22
50000
2000
Така че съществува цялата тази сложност
01:07
in our naturalестествен systemsсистеми,
23
52000
2000
в нашите природни системи,
01:09
but they're extremelyизвънредно efficientефикасен,
24
54000
2000
но те са изключително ефективни,
01:11
farдалече more efficientефикасен than anything we can buildпострои,
25
56000
2000
далеч по-ефективни, отколкото всичко, което можем да изградим,
01:13
farдалече more complexкомплекс than anything we can buildпострои.
26
58000
2000
далеч по-сложни, отколкото всичко, което можем да изградим.
01:15
They're farдалече more efficientефикасен in termsусловия of energyенергия.
27
60000
2000
Те са далеч по-ефективни по отношение на енергията.
01:17
They hardlyедва ли ever make mistakesгрешки.
28
62000
3000
Те почти никога не правят грешки.
01:20
And they can repairремонт themselvesсебе си for longevityдълголетие.
29
65000
2000
А могат да се самопоправят дълго време.
01:22
So there's something superсупер interestingинтересен about naturalестествен systemsсистеми.
30
67000
3000
Така че има нещо супер интересно в природните системи.
01:25
And if we can translateпревеждам that
31
70000
2000
И ако можем да преведем това
01:27
into our builtпостроен environmentзаобикаляща среда,
32
72000
2000
в средите, които изграждаме,
01:29
then there's some excitingвълнуващ potentialпотенциал for the way that we buildпострои things.
33
74000
2000
тогава ще има вълнуващ потенциал за начина, по който изграждаме нещата.
01:31
And I think the keyключ to that is self-assemblyсамосглобяване.
34
76000
3000
И мисля, че ключът за това е самосглобяването.
01:34
So if we want to utilizeизползват self-assemblyсамосглобяване in our physicalфизически environmentзаобикаляща среда,
35
79000
3000
Така че, ако искаме да използваме самосглобяването в нашата физическа среда,
01:37
I think there's fourчетирима keyключ factorsфактори.
36
82000
2000
мисля, че има четири ключови фактора.
01:39
The first is that we need to decodeдекодиране
37
84000
2000
Първият е, че трябва да декодираме
01:41
all of the complexityсложност of what we want to buildпострои --
38
86000
2000
цялата сложност на това, което искаме да изградим --
01:43
so our buildingsсгради and machinesмашини.
39
88000
2000
така че нашите сгради и машини.
01:45
And we need to decodeдекодиране that into simpleпрост sequencesпоследователности --
40
90000
2000
И трябва да декодираме това в прости последователности --
01:47
basicallyв основата си the DNAДНК of how our buildingsсгради work.
41
92000
2000
в основни линии ДНК-то на това как работят нашите сгради.
01:49
Then we need programmableпрограмируем partsчасти
42
94000
2000
После ни трябват програмируеми части,
01:51
that can take that sequenceпоследователност
43
96000
2000
които могат да вземат тази последователност
01:53
and use that to foldгънка up, or reconfigureпреконфигуриране на.
44
98000
3000
и да я използват за огъване, или преконфигуриране.
01:56
We need some energyенергия that's going to allowпозволява that to activateактивиране,
45
101000
3000
Имаме нужда от енергия, която ще позволи това да се активира,
01:59
allowпозволява our partsчасти to be ableспособен to foldгънка up from the programпрограма.
46
104000
3000
ще позволи на нашите части да могат да се огъват от програмата.
02:02
And we need some typeТип of errorгрешка correctionкорекция redundancyсъкращения
47
107000
2000
И имаме нужда от някакъв вид на коригиране на грешки,
02:04
to guaranteeгаранция that we have successfullyуспешно builtпостроен what we want.
48
109000
3000
което да ни гарантира, че сме изградили успешно това, което искаме.
02:07
So I'm going to showшоу you a numberномер of projectsпроекти
49
112000
2000
Така че ще ви покажа редица проекти,
02:09
that my colleaguesколеги and I at MITMIT are workingработа on
50
114000
2000
над които работим заедно с моите колеги от Масачузетския технологичен институт,
02:11
to achieveпостигане this self-assemblingсамоасоцииращ futureбъдеще.
51
116000
2000
за да постигнем това самосглобяващо се бъдеще.
02:13
The first two are the MacroBotMacroBot and DeciBotDeciBot.
52
118000
3000
Първите два са MacroBot и DeciBot.
02:16
So these projectsпроекти are large-scaleв голям мащаб reconfigurablereconfigurable robotsроботи --
53
121000
4000
Тези проекти са широкомащабни преконфигуруеми роботи --
02:20
8 ftFt., 12 ftFt. long proteinsпротеини.
54
125000
3000
протеини с дължина 8 фута (2,4 метра), 12 фута (3,6 метра).
02:23
They're embeddedвградени with mechanicalмеханичен electricalелектрически devicesустройства, sensorsсензори.
55
128000
3000
Те са с вградени механични електрически устройства, сензори.
02:26
You decodeдекодиране what you want to foldгънка up into,
56
131000
2000
Можете да декодирате начина, по който искате да ги огънете,
02:28
into a sequenceпоследователност of anglesъгли --
57
133000
2000
в поредица от ъгли --
02:30
so negativeотрицателен 120, negativeотрицателен 120, 0, 0,
58
135000
2000
и така минус 120, минус 120, 0, 0,
02:32
120, negativeотрицателен 120 -- something like that;
59
137000
3000
120, минус 120 -- нещо такова;
02:35
so a sequenceпоследователност of anglesъгли, or turnsзавои,
60
140000
2000
и така поредица от ъгли, или преобръщания,
02:37
and you sendизпращам that sequenceпоследователност throughпрез the stringниз.
61
142000
3000
и изпращате тази последователност по веригата.
02:40
EachВсеки unitмерна единица takes its messageсъобщение -- so negativeотрицателен 120 --
62
145000
3000
Всяка единица получава своето съобщение -- така минус 120.
02:43
it rotatesвърти to that, checksпроверки if it got there
63
148000
2000
Завърта се на този ъгъл, проверява дали го е достигнала
02:45
and then passesпреминавания it to its neighborсъсед.
64
150000
3000
и след това предава съобщението на своя съсед.
02:48
So these are the brilliantблестящ scientistsучени,
65
153000
2000
Това се блестящите учени,
02:50
engineersинженери, designersдизайнери that workedработил on this projectпроект.
66
155000
2000
инженери, дизайнери, които работеха над този проект.
02:52
And I think it really bringsноси to lightсветлина:
67
157000
2000
И мисля, че това наистина поставя въпроса:
02:54
Is this really scalableмащабируема?
68
159000
2000
Дали това е мащабируемо?
02:56
I mean, thousandsхиляди of dollarsдолара, lots of man hoursчаса
69
161000
2000
Искам да кажа, хиляди долари, много човекочаса
02:58
madeизработен to make this eight-footосем крак robotробот.
70
163000
3000
за да се направи този осем футов робот.
03:01
Can we really scaleмащаб this up? Can we really embedзакрепвам roboticsроботика into everyвсеки partчаст?
71
166000
3000
Можем ли наистина да мащабираме това? Можем ли наистина да вградим роботиката във всяка част?
03:04
The nextследващия one questionsвъпроси that
72
169000
2000
Следващият пита това
03:06
and looksвъншност at passiveпасивен natureприрода,
73
171000
2000
и разглежда пасивния характер,
03:08
or passivelyпасивно tryingопитвайки to have reconfigurationпреконфигуриране programmabilityпрограмируемост.
74
173000
3000
или пасивно се опитва да има преконфигуриращо се програмиране.
03:11
But it goesотива a stepстъпка furtherоще,
75
176000
2000
Но отива една стъпка по-далеч
03:13
and it triesопитва to have actualдействителен computationизчисление.
76
178000
2000
и се опитва да има действително изчисляване.
03:15
It basicallyв основата си embedsвгражда the mostнай-много fundamentalосновен buildingсграда blockблок of computingизчислителен,
77
180000
2000
По същество съдържа най-основния градивен елемент на изчислителната техника,
03:17
the digitalдигитален logicлогика gateпорта,
78
182000
2000
дигиталния логически гейт,
03:19
directlyпряко into your partsчасти.
79
184000
2000
директно във вашите части.
03:21
So this is a NANDNAND gateпорта.
80
186000
2000
И така, това е NAND гейт.
03:23
You have one tetrahedronтетраедър whichкойто is the gateпорта
81
188000
2000
Има един тетраедър, който е гейта,
03:25
that's going to do your computingизчислителен,
82
190000
2000
който ще извършва изчисленията,
03:27
and you have two inputвход tetrahedronsтетрахедрон.
83
192000
2000
и има два входящи тетраедъра.
03:29
One of them is the inputвход from the userпотребител, as you're buildingсграда your bricksтухли.
84
194000
3000
Един от тях е входът от потребителя, докато изграждате вашите тухли.
03:32
The other one is from the previousпредишен brickтухла that was placedпоставя.
85
197000
3000
Другият е от предишната тухла, която е поставена.
03:35
And then it givesдава you an outputпродукция in 3D spaceпространство.
86
200000
3000
И после ви дава резултата в триизмерното пространство.
03:38
So what this meansсредства
87
203000
2000
Така че това означава,
03:40
is that the userпотребител can startначало pluggingвключване in what they want the bricksтухли to do.
88
205000
3000
че потребителят може да започне да програмира това, което иска тухлите да правят.
03:43
It computesизчислява on what it was doing before
89
208000
2000
Той изчислява това, което е правил преди,
03:45
and what you said you wanted it to do.
90
210000
2000
и това, което сте го накарали да прави.
03:47
And now it startsзапочва movingдвижещ in three-dimensionalтриизмерен spaceпространство --
91
212000
2000
И сега започва да се движи в триизмерното пространство --
03:49
so up or down.
92
214000
2000
нагоре или надолу.
03:51
So on the left-handлява ръка sideстрана, [1,1] inputвход equalsравно на 0 outputпродукция, whichкойто goesотива down.
93
216000
3000
Така че от лявата страна, [1,1] вход се равнява на 0 изход, което отива надолу.
03:54
On the right-handдясна ръка sideстрана,
94
219000
2000
От дясната страна,
03:56
[0,0] inputвход is a 1 outputпродукция, whichкойто goesотива up.
95
221000
3000
[0,0] вход е 1 изход, което отива нагоре.
03:59
And so what that really meansсредства
96
224000
2000
И така, това всъщност означава,
04:01
is that our structuresструктури now containсъдържа the blueprintsскици
97
226000
2000
че нашите структури сега съдържат скиците
04:03
of what we want to buildпострои.
98
228000
2000
за това, което искаме да изградим.
04:05
So they have all of the informationинформация embeddedвградени in them of what was constructedконструиран.
99
230000
3000
Така че те имат цялата информация, вградена в тях, за това, което е построено.
04:08
So that meansсредства that we can have some formформа of self-replicationсамостоятелно репликация.
100
233000
3000
Така че това означава, че можем да имаме някаква форма на само-репликация.
04:11
In this caseслучай I call it self-guidedсамостоятелно ръководи replicationкопиране,
101
236000
3000
В този случай я наричам самонасочена репликация,
04:14
because your structureструктура containsсъдържа the exactточен blueprintsскици.
102
239000
2000
защото вашата структура съдържа точните чертежи.
04:16
If you have errorsгрешки, you can replaceзамени a partчаст.
103
241000
2000
Ако имате грешки, можете да замените дадена част.
04:18
All the localместен informationинформация is embeddedвградени to tell you how to fixфиксира it.
104
243000
3000
Цялата локална информация е вградена, за да ви каже как да го поправите.
04:21
So you could have something that climbsизкачвания alongзаедно and readsпрочитания it
105
246000
2000
Така че можете да имате нещо, което се изкачва и чете информацията
04:23
and can outputпродукция at one to one.
106
248000
2000
и може да я представя в реално време.
04:25
It's directlyпряко embeddedвградени; there's no externalвъншен instructionsинструкции.
107
250000
2000
Това е директно вградено, няма никакви външни инструкции.
04:27
So the last projectпроект I'll showшоу is calledНаречен BiasedПредубедени ChainsВериги,
108
252000
3000
Последният проект, който ще ви покажа, се нарича Biased Chains (Зависими вериги),
04:30
and it's probablyвероятно the mostнай-много excitingвълнуващ exampleпример that we have right now
109
255000
3000
и това е може би най-вълнуващия пример, който имаме в момента,
04:33
of passiveпасивен self-assemblyсамосглобяване systemsсистеми.
110
258000
2000
на пасивни системи за самосглобяване.
04:35
So it takes the reconfigurabilityreconfigurability
111
260000
2000
Тя взема преконфигурирането
04:37
and programmabilityпрограмируемост
112
262000
2000
и програмируемостта
04:39
and makesправи it a completelyнапълно passiveпасивен systemсистема.
113
264000
3000
и ги превръща в напълно пасивна система.
04:43
So basicallyв основата си you have a chainверига of elementsелементи.
114
268000
2000
В основни линии имате верига от елементи.
04:45
EachВсеки elementелемент is completelyнапълно identicalидентичен,
115
270000
2000
Всеки елемент е напълно идентичен,
04:47
and they're biasedдиагонален.
116
272000
2000
и те са зависими.
04:49
So eachвсеки chainверига, or eachвсеки elementелемент, wants to turnзавой right or left.
117
274000
3000
Така че всяка верига, или всеки елемент, иска да се завърти надясно или наляво.
04:52
So as you assembleсглобяване the chainверига, you're basicallyв основата си programmingпрограмиране it.
118
277000
3000
Така че докато сглобявате веригата, вие я програмирате.
04:55
You're tellingказвам eachвсеки unitмерна единица if it should turnзавой right or left.
119
280000
3000
Казвате на всеки елемент дали трябва да се върти надясно или наляво.
04:58
So when you shakeклатя the chainверига,
120
283000
3000
И така когато разклатите веригата,
05:01
it then foldsгънки up
121
286000
2000
тя се огъва
05:03
into any configurationконфигурация that you've programmedпрограмиран in --
122
288000
3000
във всяка конфигурация, в която сте я програмирали --
05:06
so in this caseслучай, a spiralспирала,
123
291000
2000
така в този случай, спирала,
05:08
or in this caseслучай,
124
293000
3000
или в този случай,
05:11
two cubesкубчета nextследващия to eachвсеки other.
125
296000
3000
два куба, един до друг.
05:14
So you can basicallyв основата си programпрограма
126
299000
2000
Така може да програмирате
05:16
any three-dimensionalтриизмерен shapeформа --
127
301000
2000
всяка триизмерна форма --
05:18
or one-dimensionalедномерна, two-dimensionalдвуизмерен -- up into this chainверига completelyнапълно passivelyпасивно.
128
303000
3000
или едномерна, двуизмерна -- в тази верига напълно пасивно.
05:21
So what does this tell us about the futureбъдеще?
129
306000
2000
И така, какво ни казва това за бъдещето?
05:23
I think that it's tellingказвам us
130
308000
2000
Мисля, че това ни казва,
05:25
that there's newнов possibilitiesвъзможности for self-assemblyсамосглобяване, replicationкопиране, repairремонт
131
310000
3000
че има нови възможности за самосглобяване, репликация, поправяне
05:28
in our physicalфизически structuresструктури, our buildingsсгради, machinesмашини.
132
313000
3000
в нашите физически структури, сгради, машини.
05:31
There's newнов programmabilityпрограмируемост in these partsчасти.
133
316000
2000
Има нова програмируемост в тези части.
05:33
And from that you have newнов possibilitiesвъзможности for computingизчислителен.
134
318000
2000
И от това има нови възможности за изчисления.
05:35
We'llНие ще have spatialпространствен computingизчислителен.
135
320000
2000
Ще имаме пространствени изчисления.
05:37
ImagineПредставете си if our buildingsсгради, our bridgesмостове, machinesмашини,
136
322000
2000
Представете си, ако нашите сгради, мостове, машини,
05:39
all of our bricksтухли could actuallyвсъщност computeпресмятам.
137
324000
2000
всички наши тухли, можеха всъщност да правят изчисления.
05:41
That's amazingудивителен parallelпаралелен and distributedразпределена computingизчислителен powerмощност,
138
326000
2000
Това са невероятни паралелни и разпределени изчислителни мощности,
05:43
newнов designдизайн possibilitiesвъзможности.
139
328000
2000
нови възможности за дизайн.
05:45
So it's excitingвълнуващ potentialпотенциал for this.
140
330000
2000
Така че има вълнуващ потенциал в това.
05:47
So I think these projectsпроекти I've showedпоказан here
141
332000
2000
Затова мисля, че тези проекти, които ви показах
05:49
are just a tinyмъничък stepстъпка towardsкъм this futureбъдеще,
142
334000
2000
са само една малка стъпка към това бъдеще,
05:51
if we implementизпълнение these newнов technologiesтехнологии
143
336000
2000
ако внедрим тези нови технологии
05:53
for a newнов self-assemblingсамоасоцииращ worldсвят.
144
338000
2000
за нов самосглобяващ се свят.
05:55
Thank you.
145
340000
2000
Благодаря ви.
05:57
(ApplauseАплодисменти)
146
342000
2000
(Ръкопляскане)
Translated by Anton Hikov
Reviewed by Darina Stoyanova

▲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