TED2013
Skylar Tibbits: The emergence of "4D printing"
Skylar Tibbits: El surgimiento de la "impresión 4D"
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La impresión en 3D ha aumentado su refinamiento desde su invención en los setentas; nuestro TED Fellow, Skylar Tibbits, está creando un nuevo nivel de desarrollo al cual llama impresión 4D, en el que la cuarta dimensión es el tiempo.
Esta tecnología emergente nos permitirá imprimir objetos que puedan cambiar de forma con autonomía o autoensamblarse con el paso del tiempo. Piensa: un cubo impreso que se pliega frente a tus ojos o una tubería impresa que puede acertar cuándo es necesario expandirse o contraerse.
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
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00:12
This is me building a prototype
0
346
2770
Este soy yo construyendo un prototipo
00:15
for six hours straight.
1
3116
2920
durante 6 horas de corrido.
00:18
This is slave labor to my own project.
2
6036
3921
Fui mano de obra esclava
de mi propio proyecto.
de mi propio proyecto.
00:21
This is what the DIY and maker movements really look like.
3
9957
4990
Así es como los movimientos "Hazlo Tú Mismo"
y 'maker' son en la realidad.
y 'maker' son en la realidad.
00:26
And this is an analogy for today's construction and manufacturing world
4
14947
4766
Y esto es una analogía del mundo actual
de la construcción y manufactura
de la construcción y manufactura
00:31
with brute-force assembly techniques.
5
19713
2788
qué usa técnicas de ensamblaje
a fuerza bruta.
a fuerza bruta.
00:34
And this is exactly why I started studying
6
22501
2834
Y esta es la razón por la cual
comencé a estudiar
comencé a estudiar
00:37
how to program physical materials to build themselves.
7
25335
4269
cómo programar a los materiales físicos
para que se construyeran solos.
para que se construyeran solos.
00:41
But there is another world.
8
29604
1760
Pero hay otro mundo.
00:43
Today at the micro- and nanoscales,
9
31364
1995
Hoy en día, en materia
de microescala y nanoescala,
de microescala y nanoescala,
00:45
there's an unprecedented revolution happening.
10
33359
2751
se está viviendo una
revolución sin precedentes.
revolución sin precedentes.
00:48
And this is the ability to program physical and biological materials
11
36110
4132
Y esta es la capacidad de programar
materiales físicos y biológicos
materiales físicos y biológicos
00:52
to change shape, change properties
12
40242
2724
para que cambien de forma,
de propiedades
de propiedades
00:54
and even compute outside of silicon-based matter.
13
42966
2986
e incluso para que hagan cómputos
en materia no basada en silicio.
en materia no basada en silicio.
00:57
There's even a software called cadnano
14
45952
2507
Incluso existe un software
llamado cadnano
llamado cadnano
01:00
that allows us to design three-dimensional shapes
15
48459
2783
que nos permite diseñar
formas tridimensionales,
formas tridimensionales,
01:03
like nano robots or drug delivery systems
16
51242
3084
como nanorobots o sistemas
de administración de medicamentos,
de administración de medicamentos,
01:06
and use DNA to self-assemble those functional structures.
17
54326
4303
y usar el ADN para que esas
estructuras funcionales se autoensamblen.
estructuras funcionales se autoensamblen.
01:10
But if we look at the human scale,
18
58629
2073
Pero si consideramos la escala humana,
01:12
there's massive problems that aren't being addressed
19
60702
3056
existen problemas enormes que no son abordados
01:15
by those nanoscale technologies.
20
63758
2368
por esos avances en la nanotecnología.
01:18
If we look at construction and manufacturing,
21
66126
2099
En términos de construcción y manufactura,
01:20
there's major inefficiencies, energy consumption
22
68225
4193
hay deficiencias importantes,
consumo energético
consumo energético
01:24
and excessive labor techniques.
23
72418
2327
y técnicas con demasiada mano de obra.
01:26
In infrastructure, let's just take one example.
24
74745
2505
Pongamos un ejemplo de infraestructura.
01:29
Take piping.
25
77250
1483
Los sistemas de cañerías.
01:30
In water pipes, we have fixed-capacity water pipes
26
78733
3725
En las tuberías de agua,
hay tuberías de capacidad fija
hay tuberías de capacidad fija
01:34
that have fixed flow rates, except for expensive pumps and valves.
27
82458
4459
que son de caudal fijo, con excepción
de las bombas y válvulas costosas.
de las bombas y válvulas costosas.
01:38
We bury them in the ground.
28
86917
1291
Las enterramos en la tierra.
01:40
If anything changes -- if the environment changes,
29
88208
2621
Si algo cambia —si su entorno cambia,
01:42
the ground moves, or demand changes --
30
90829
2637
si la tierra se mueve,
o demanda cambios—
o demanda cambios—
01:45
we have to start from scratch and take them out and replace them.
31
93466
4250
debemos comenzar de cero,
quitarlas y reemplazarlas.
quitarlas y reemplazarlas.
01:49
So I'd like to propose that we can combine those two worlds,
32
97716
3368
Así que me gustaría proponer
combinar ambos mundos,
combinar ambos mundos,
01:53
that we can combine the world of the nanoscale programmable adaptive materials
33
101084
5171
podemos combinar el mundo de los materiales
adaptables programados con nanotecnología
adaptables programados con nanotecnología
01:58
and the built environment.
34
106255
1677
y el ambiente de construcción.
01:59
And I don't mean automated machines.
35
107932
2186
Y no me refiero a máquinas automatizadas.
02:02
I don't just mean smart machines that replace humans.
36
110118
2459
No me refiero a máquinas inteligentes
que reemplacen a los humanos.
que reemplacen a los humanos.
02:04
But I mean programmable materials that build themselves.
37
112577
3884
Me refiero a materiales programables
que se construyan solos.
que se construyan solos.
02:08
And that's called self-assembly,
38
116461
2056
Y a eso se le llama autoensamblaje,
02:10
which is a process by which disordered parts build an ordered structure
39
118517
4517
que es un proceso por el cual partes
desordenadas construyen una estructura ordenada
desordenadas construyen una estructura ordenada
02:15
through only local interaction.
40
123034
2493
solamente a través de la interacción local.
02:17
So what do we need if we want to do this at the human scale?
41
125527
3175
¿Entonces qué precisamos si lo queremos
llevar a cabo en la escala humana?
llevar a cabo en la escala humana?
02:20
We need a few simple ingredients.
42
128702
1975
Precisamos algunos ingredientes sencillos.
02:22
The first ingredient is materials and geometry,
43
130677
2839
El primer ingrediente es materiales y geometría,
02:25
and that needs to be tightly coupled with the energy source.
44
133516
3469
y estos precisan estar estrechamente
vinculados con la fuente de energía.
vinculados con la fuente de energía.
02:28
And you can use passive energy --
45
136985
1658
Y pueden usar energía pasiva
02:30
so heat, shaking, pneumatics, gravity, magnetics.
46
138643
4684
es decir térmica, cinética, neumática,
gravitatoria o magnética.
gravitatoria o magnética.
02:35
And then you need smartly designed interactions.
47
143327
3075
Y luego precisas interacciones
de diseño inteligente.
de diseño inteligente.
02:38
And those interactions allow for error correction,
48
146402
2133
Y esas interacciones permiten
la corrección de errores,
la corrección de errores,
02:40
and they allow the shapes to go from one state to another state.
49
148535
4000
y permiten que las formas
pasen de un estado a otro.
pasen de un estado a otro.
02:44
So now I'm going to show you a number of projects that we've built,
50
152535
3232
Ahora voy a mostrarles una serie
de proyectos que construimos,
de proyectos que construimos,
02:47
from one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional
51
155767
3284
desde sistemas unidimensionales,
bidimensionales, tridimensionales
bidimensionales, tridimensionales
02:51
and even four-dimensional systems.
52
159051
3067
y hasta cuatridimensionales.
02:54
So in one-dimensional systems --
53
162118
1886
Así que, en sistemas unidimensionales
02:56
this is a project called the self-folding proteins.
54
164004
2907
—este es un proyecto llamado
las proteínas autoplegables—.
las proteínas autoplegables—.
02:58
And the idea is that you take the three-dimensional structure of a protein --
55
166911
4707
La idea es tomar la estructura
tridimensional de una proteína
tridimensional de una proteína
03:03
in this case it's the crambin protein --
56
171618
2681
—en este caso es la proteína crambina—
03:06
you take the backbone -- so no cross-linking, no environmental interactions --
57
174299
3646
tomamos el esqueleto —sin ramificaciones,
sin interacciones con el entorno—
sin interacciones con el entorno—
03:09
and you break that down into a series of components.
58
177945
3151
y lo fragmentamos en una serie de componentes.
03:13
And then we embed elastic.
59
181096
2274
Y luego le incorporamos elástico.
03:15
And when I throw this up into the air and catch it,
60
183370
2341
Y cuando lanzo esto al aire y lo atrapo,
03:17
it has the full three-dimensional structure of the protein, all of the intricacies.
61
185711
4851
tiene la estructura tridimensional completa
de la proteína, con todas sus complejidades.
de la proteína, con todas sus complejidades.
03:22
And this gives us a tangible model
62
190562
2100
Y esto nos da un modelo tangible
03:24
of the three-dimensional protein and how it folds
63
192662
3734
de la proteína tridimensional
y como esta se pliega
y como esta se pliega
03:28
and all of the intricacies of the geometry.
64
196396
2284
y todas las complejidades
de su geometría.
de su geometría.
03:30
So we can study this as a physical, intuitive model.
65
198680
3448
Entonces podemos estudiar esto
como un modelo físico, intuitivo.
como un modelo físico, intuitivo.
03:34
And we're also translating that into two-dimensional systems --
66
202128
2802
Y también estamos trasladándolo
hacia sistemas bidimensionales
hacia sistemas bidimensionales
03:36
so flat sheets that can self-fold into three-dimensional structures.
67
204930
4299
—para que hojas planas puedan plegarse sobre
sí mismas y formar estructuras tridimensionales—.
sí mismas y formar estructuras tridimensionales—.
03:41
In three dimensions, we did a project last year at TEDGlobal
68
209229
4453
En tres dimensiones, hicimos
un proyecto el año pasado en TEDGlobal
un proyecto el año pasado en TEDGlobal
03:45
with Autodesk and Arthur Olson
69
213682
1964
con Autodesk y Arthut Olson,
03:47
where we looked at autonomous parts --
70
215646
1698
en el cual consideramos las partes autónomas
03:49
so individual parts not pre-connected that can come together on their own.
71
217344
4319
—es decir, partes individuales sin conexiones
previas que pueden unirse con autonomía—.
previas que pueden unirse con autonomía—.
03:53
And we built 500 of these glass beakers.
72
221663
2766
Y armamos 500 de estos
vasos de precipitado.
vasos de precipitado.
03:56
They had different molecular structures inside
73
224429
2467
Cada uno contenía diferentes
estructuras moleculares
estructuras moleculares
03:58
and different colors that could be mixed and matched.
74
226896
2224
y diferentes colores que podían
ser mezclados y combinados.
ser mezclados y combinados.
04:01
And we gave them away to all the TEDsters.
75
229120
2249
Y se los regalamos a todos
los TEDores.
los TEDores.
04:03
And so these became intuitive models
76
231369
2501
Así que estos se convirtieron
en modelos intuitivos
en modelos intuitivos
04:05
to understand how molecular self-assembly works at the human scale.
77
233870
3492
para comprender cómo funciona el autoensamblaje
molecular en la escala humana.
molecular en la escala humana.
04:09
This is the polio virus.
78
237362
1817
Este es el virus de la polio.
04:11
You shake it hard and it breaks apart.
79
239179
1932
Si lo sacudes con fuerza se rompe.
04:13
And then you shake it randomly
80
241111
1446
Y cuando lo sacudes aleatoriamente
04:14
and it starts to error correct and built the structure on its own.
81
242557
3504
comienza a corregir el error y a
reconstruir la estructura con autonomía.
reconstruir la estructura con autonomía.
04:18
And this is demonstrating that through random energy,
82
246061
2967
Y esto demuestra que a través
de la energía aleatoria,
de la energía aleatoria,
04:21
we can build non-random shapes.
83
249028
4628
podemos construir formas no aleatorias.
04:25
We even demonstrated that we can do this at a much larger scale.
84
253656
3524
Incluso demostramos que podemos
llevarlo a cabo a gran escala.
llevarlo a cabo a gran escala.
04:29
Last year at TED Long Beach,
85
257180
2154
El año pasado en TED Long Beach,
04:31
we built an installation that builds installations.
86
259334
3211
construimos una instalación
que construye instalaciones.
que construye instalaciones.
04:34
The idea was, could we self-assemble furniture-scale objects?
87
262545
3537
La idea era, ¿podemos autoensamblar
objetos del tamaño de un mueble?
objetos del tamaño de un mueble?
04:38
So we built a large rotating chamber,
88
266082
2501
Así que construimos una
gran cámara giratoria,
gran cámara giratoria,
04:40
and people would come up and spin the chamber faster or slower,
89
268583
3213
y la gente se acercaba y la hacía
girar rápido o lento,
girar rápido o lento,
04:43
adding energy to the system
90
271796
1585
así agregaban energía al sistema
04:45
and getting an intuitive understanding of how self-assembly works
91
273381
3446
y conseguían una comprensión intuitiva
del funcionamiento del autoensamblaje
del funcionamiento del autoensamblaje
04:48
and how we could use this
92
276827
1379
y de cómo podemos usarlo
04:50
as a macroscale construction or manufacturing technique for products.
93
278206
4746
como técnica de construcción o
manufactura de productos en gran escala.
manufactura de productos en gran escala.
04:54
So remember, I said 4D.
94
282952
1667
Pero recuerden, yo dije 4D.
04:56
So today for the first time, we're unveiling a new project,
95
284619
3695
Hoy, por primera vez, estamos
inaugurando un nuevo proyecto,
inaugurando un nuevo proyecto,
05:00
which is a collaboration with Stratasys,
96
288314
1886
que es una colaboración con Stratasys,
05:02
and it's called 4D printing.
97
290200
1835
y se llama impresión en 4D.
05:04
The idea behind 4D printing
98
292035
1960
La idea detrás de la impresión en 4D
05:05
is that you take multi-material 3D printing --
99
293995
3000
es tomar la impresión 3D multimaterial
05:08
so you can deposit multiple materials --
100
296995
2189
—en la cual se pueden depositar
varios materiales—
varios materiales—
05:11
and you add a new capability,
101
299184
1884
y se le agrega una nueva capacidad,
05:13
which is transformation,
102
301068
1866
la transformación,
05:14
that right off the bed,
103
302934
1317
que instantáneamente,
05:16
the parts can transform from one shape to another shape directly on their own.
104
304251
4327
las partes pueden transformarse
de una forma a la otra con autonomía.
de una forma a la otra con autonomía.
05:20
And this is like robotics without wires or motors.
105
308578
3500
Y esto es como la robótica
pero sin cables ni motores.
pero sin cables ni motores.
05:24
So you completely print this part,
106
312078
1651
Así que puedes imprimir
esta parte completamente,
esta parte completamente,
05:25
and it can transform into something else.
107
313729
2804
y puede transformarse
en algo totalmente distinto.
en algo totalmente distinto.
05:28
We also worked with Autodesk on a software they're developing called Project Cyborg.
108
316533
4961
También trabajamos con Autodesk en un software
que están desarrollando que se llama Project Cyborg.
que están desarrollando que se llama Project Cyborg.
05:33
And this allows us to simulate this self-assembly behavior
109
321494
3123
Y esto nos permite simular este
comportamiento de autoensamblaje
comportamiento de autoensamblaje
05:36
and try to optimize which parts are folding when.
110
324617
3202
e intentar optimizar qué partes
se pliegan en qué momento.
se pliegan en qué momento.
05:39
But most importantly, we can use this same software
111
327819
2730
Pero lo más importante es que podemos
usar este mismo software
usar este mismo software
05:42
for the design of nanoscale self-assembly systems
112
330549
2908
para el diseño de sistemas de
autoensamblaje en nanoescala
autoensamblaje en nanoescala
05:45
and human scale self-assembly systems.
113
333457
2843
y sistemas de autoensamblaje
en la escala humana.
en la escala humana.
05:48
These are parts being printed with multi-material properties.
114
336300
3513
Estas son partes impresas
con propiedades multimaterial.
con propiedades multimaterial.
05:51
Here's the first demonstration.
115
339813
1717
Esta es la primera demostración.
05:53
A single strand dipped in water
116
341530
1904
Una cadena única sumergida en agua
05:55
that completely self-folds on its own
117
343434
2349
que se pliega sobre sí misma
con total autonomía
con total autonomía
05:57
into the letters M I T.
118
345783
3918
formando las letras M I T.
06:01
I'm biased.
119
349701
1822
Estoy sesgado.
06:03
This is another part, single strand, dipped in a bigger tank
120
351523
3449
Esta es otra parte, cadena única,
sumergida en un tanque más grande
sumergida en un tanque más grande
06:06
that self-folds into a cube, a three-dimensional structure, on its own.
121
354972
4623
que por sí mismo puede plegarse para formar
un cubo, una estructura tridimensional.
un cubo, una estructura tridimensional.
06:11
So no human interaction.
122
359595
1851
Así que no hay interacción humana.
06:13
And we think this is the first time
123
361446
1889
Y creemos que esta es la primera vez
06:15
that a program and transformation
124
363335
2247
que un programa y una transformación
06:17
has been embedded directly into the materials themselves.
125
365582
3250
han sido fundidos directamente
en los materiales.
en los materiales.
06:20
And it also might just be the manufacturing technique
126
368832
2730
Y esta puede perfectamente
ser la técnica de manufactura
ser la técnica de manufactura
06:23
that allows us to produce more adaptive infrastructure in the future.
127
371562
4134
que en el futuro nos permita producir
una infraestructura más adaptable.
una infraestructura más adaptable.
06:27
So I know you're probably thinking,
128
375696
1186
Pero sé que probablemente estén pensando,
06:28
okay, that's cool, but how do we use any of this stuff for the built environment?
129
376882
4232
bueno, todo esto es genial, ¿pero cómo lo
usamos en nuestro ambiente de construcción?
usamos en nuestro ambiente de construcción?
06:33
So I've started a lab at MIT,
130
381114
2255
Así que abrí un laboratorio en MIT
06:35
and it's called the Self-Assembly Lab.
131
383369
1882
y se llama el Laboratorio Autoensamblable.
06:37
And we're dedicated to trying to develop programmable materials
132
385251
3144
Y estamos dedicados a intentar
desarrollar materiales programables
desarrollar materiales programables
06:40
for the built environment.
133
388395
1191
para el ambiente de construcción.
06:41
And we think there's a few key sectors
134
389586
1963
Y creemos que hay unos
pocos sectores clave
pocos sectores clave
06:43
that have fairly near-term applications.
135
391549
2314
en los que se podría aplicar
a relativamente corto plazo.
a relativamente corto plazo.
06:45
One of those is in extreme environments.
136
393863
2055
Una de ellas es en ambientes
de condiciones extremas.
de condiciones extremas.
06:47
These are scenarios where it's difficult to build,
137
395918
2546
Estos son escenarios en los cuales
resulta difícil construir,
resulta difícil construir,
06:50
our current construction techniques don't work,
138
398464
2488
nuestras técnicas de construcción
actuales no funcionan,
actuales no funcionan,
06:52
it's too large, it's too dangerous, it's expensive, too many parts.
139
400952
3560
es demasiado grande, peligroso,
caro, demasiadas partes.
caro, demasiadas partes.
06:56
And space is a great example of that.
140
404512
2367
Y el espacio es un
gran ejemplo de esto.
gran ejemplo de esto.
06:58
We're trying to design new scenarios for space
141
406879
2366
Estamos intentando diseñar
nuevos escenarios para el espacio
nuevos escenarios para el espacio
07:01
that have fully reconfigurable and self-assembly structures
142
409245
3300
que tengan estructuras totalmente
reconfigurables y autoensamblables
reconfigurables y autoensamblables
07:04
that can go from highly functional systems from one to another.
143
412545
3690
que puedan pasar por sistemas
altamente funcionales, de uno a otro.
altamente funcionales, de uno a otro.
07:08
Let's go back to infrastructure.
144
416235
2111
Volvamos a la infraestructura.
07:10
In infrastructure, we're working with a company out of Boston called Geosyntec.
145
418346
3899
En infraestructura, estamos trabajando con
una compañía de Boston llamada Geosyntec.
una compañía de Boston llamada Geosyntec.
07:14
And we're developing a new paradigm for piping.
146
422245
2800
Y estamos desarrollando un nuevo paradigma
para los sistemas de tuberías.
para los sistemas de tuberías.
07:17
Imagine if water pipes could expand or contract
147
425045
3623
Imaginen si las tuberías pudieran
expandirse o contraerse
expandirse o contraerse
07:20
to change capacity or change flow rate,
148
428668
2750
para cambiar de capacidad o caudal,
07:23
or maybe even undulate like peristaltics to move the water themselves.
149
431418
4534
o quizás incluso pudieran ondularse como peristálticas
para mover el agua ellas mismas.
para mover el agua ellas mismas.
07:27
So this isn't expensive pumps or valves.
150
435952
2610
Y esto no son bombas o válvulas caras.
07:30
This is a completely programmable and adaptive pipe on its own.
151
438562
4283
Es una tubería que puede programarse
y adaptarse con autonomía.
y adaptarse con autonomía.
07:34
So I want to remind you today
152
442845
1815
Así que hoy quisiera recordarles
07:36
of the harsh realities of assembly in our world.
153
444660
3384
de las duras realidades de
ensamblaje de nuestro mundo.
ensamblaje de nuestro mundo.
07:40
These are complex things built with complex parts
154
448044
3465
Estas son cosas complejas
construidas con partes complejas
construidas con partes complejas
07:43
that come together in complex ways.
155
451509
2785
que se unen de formas complejas.
07:46
So I would like to invite you from whatever industry you're from
156
454294
3199
Así que me gustaría invitarlos,
sin importar la industria en que trabajen,
sin importar la industria en que trabajen,
07:49
to join us in reinventing and reimagining the world,
157
457493
4053
a que se nos unan para reinventar
e imaginar el mundo,
e imaginar el mundo,
07:53
how things come together from the nanoscale to the human scale,
158
461546
3699
cómo las cosas se vinculan desde
la nanoescala hasta la escala humana,
la nanoescala hasta la escala humana,
07:57
so that we can go from a world like this
159
465245
3075
para que podamos pasar de un mundo así
08:00
to a world that's more like this.
160
468320
2950
a un mundo un poco más así.
08:12
Thank you.
161
480632
1910
Gracias.
08:14
(Applause)
162
482542
2301
(Aplausos)
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