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?

Скайлер Тіббітс: Чи можемо ми створювати речі, що будуватимуть самі себе?

Filmed:
1,072,366 views

Дослідник Массачусеттського Інституту Технологій, Скайлер Тіббітс працює над самовідтворенням - ідеєю, що замість створення чогось (стілеця, хмарочоса), ми можемо зконструювати матеріали, які розбудовуватимуть самі себе, дуже подібно до ланцюгів ДНК, що приєднуються одна до одної. Це велика концепція на ранніх стадіях; Тіббітс показує нам три лабораторні проекти, які натякають на те, як би могло виглядати самовідтворюване майбутнє.
- 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
TodayСьогодні I'd like to showпоказати you
0
0
2000
Сьогодні я хочу показати вам
00:17
the futureмайбутнє of the way we make things.
1
2000
2000
майбутнє способу, в який ми створюємо речі.
00:19
I believe that soonскоро our buildingsбудівлі and machinesмашини
2
4000
2000
Я вірю, що скоро наші будівлі й машини
00:21
will be self-assemblingсамосборка,
3
6000
2000
зможуть самоконструюватися,
00:23
replicatingреплікуючи and repairingремонт themselvesсамі.
4
8000
2000
відтворювати і ремонувати самі себе.
00:25
So I'm going to showпоказати you
5
10000
2000
Тож я збираюся показати вам
00:27
what I believe is the currentструм stateдержава of manufacturingвиробництво,
6
12000
2000
що на мій погляд являє собою теперішній стан виробництва,
00:29
and then compareпорівняти that to some naturalприродний systemsсистеми.
7
14000
3000
і тоді порівняю це з деякими природними системами.
00:32
So in the currentструм stateдержава of manufacturingвиробництво, we have skyscrapersхмарочоси --
8
17000
3000
Отже, у виробництві теперішнього рівня, ми маємо хмарочоси --
00:35
two and a halfполовина yearsроків [of assemblyзбірка time],
9
20000
2000
- два з половиною роки,
00:37
500,000 to a millionмільйон partsчастин,
10
22000
2000
від п'ятисот тисяч до мільйона частин,
00:39
fairlyсправедливо complexкомплекс,
11
24000
2000
дійсно складні,
00:41
newновий, excitingхвилююче technologiesтехнології in steelсталь, concreteбетон, glassскло.
12
26000
3000
нові, захоплюючі технології обробки сталі, бетону, скла.
00:44
We have excitingхвилююче machinesмашини
13
29000
2000
Ми маємо вражаючі машини,
00:46
that can take us into spaceпростір --
14
31000
2000
які можуть доправити нас у космос -
00:48
fiveп'ять yearsроків [of assemblyзбірка time], 2.5 millionмільйон partsчастин.
15
33000
3000
п'ять років, два з половиною мільйони частин.
00:51
But on the other sideсторона, if you look at the naturalприродний systemsсистеми,
16
36000
3000
Але з іншого боку, якщо ви подивитесь на природні системи,
00:54
we have proteinsбілки
17
39000
2000
ми маємо білки,
00:56
that have two millionмільйон typesтипи,
18
41000
2000
яких є два мільйони типів,
00:58
can foldскладати in 10,000 nanosecondsнаносекунд,
19
43000
2000
що можуть згорнутися за десять тисяч наносекунд,
01:00
or DNAДНК with threeтри billionмільярд baseбаза pairsпари
20
45000
2000
або ДНК з трьома мільйонами базових пар,
01:02
we can replicateповторювати in roughlyгрубо an hourгодина.
21
47000
3000
що ми можемо відтворити майже за годину.
01:05
So there's all of this complexityскладність
22
50000
2000
Хоча існує уся ця складність
01:07
in our naturalприродний systemsсистеми,
23
52000
2000
в наших природних системах,
01:09
but they're extremelyнадзвичайно efficientефективний,
24
54000
2000
вони є дуже продуктивними,
01:11
farдалеко more efficientефективний than anything we can buildбудувати,
25
56000
2000
набагато більш продуктивними, аніж будь-що, що ми можемо збудувати,
01:13
farдалеко more complexкомплекс than anything we can buildбудувати.
26
58000
2000
значно складнішими, за будь - що, що ми можемо збудувати.
01:15
They're farдалеко more efficientефективний in termsтерміни of energyенергія.
27
60000
2000
Вони набагато економніші в плані енерговитрат.
01:17
They hardlyнавряд чи ever make mistakesпомилки.
28
62000
3000
Вони майже ніколи не припускаються помилок.
01:20
And they can repairремонт themselvesсамі for longevityдовговічність.
29
65000
2000
І вони можуть самовідновлюватись протягом життя.
01:22
So there's something superсупер interestingцікаво about naturalприродний systemsсистеми.
30
67000
3000
Отож, в природних системах є щось супер цікаве.
01:25
And if we can translateперекласти that
31
70000
2000
І якщо ми перенесемо це
01:27
into our builtпобудований environmentнавколишнє середовище,
32
72000
2000
на наше будівельне середовище,
01:29
then there's some excitingхвилююче potentialпотенціал for the way that we buildбудувати things.
33
74000
2000
тоді є певний захоплюючий потенціал для того, в який спосіб ми створюємо речі.
01:31
And I think the keyключ to that is self-assemblyсамозбірка.
34
76000
3000
І я гадаю ключ до нього - самоконструювання.
01:34
So if we want to utilizeвикористовувати self-assemblyсамозбірка in our physicalфізичний environmentнавколишнє середовище,
35
79000
3000
Якщо ми хочемо використовувати самоконструювання в нашому фізичному оточенні,
01:37
I think there's fourчотири keyключ factorsфактори.
36
82000
2000
я думаю, що є чотири ключових фактори.
01:39
The first is that we need to decodeдекодування
37
84000
2000
Перший полягає в тому, що нам необхідно розшифрувати
01:41
all of the complexityскладність of what we want to buildбудувати --
38
86000
2000
усю складність того, що ми хочемо побудувати --
01:43
so our buildingsбудівлі and machinesмашини.
39
88000
2000
- наші будівлі та машини.
01:45
And we need to decodeдекодування that into simpleпростий sequencesпослідовності --
40
90000
2000
І ми маємо розшифрувати все до простих послідовностей.
01:47
basicallyв основному the DNAДНК of how our buildingsбудівлі work.
41
92000
2000
фактично - ДНК наших технологій.
01:49
Then we need programmableпрограмований partsчастин
42
94000
2000
Потім нам потрібні частини, які можна запрограмувати,
01:51
that can take that sequenceпослідовність
43
96000
2000
що можуть взяти послідовність
01:53
and use that to foldскладати up, or reconfigureперенастроїти.
44
98000
3000
і використати її, щоб скластися, або реконструюватися.
01:56
We need some energyенергія that's going to allowдозволити that to activateактивувати,
45
101000
3000
Нам потрібна енергія, яка дозволить цьому всьому активуватися,
01:59
allowдозволити our partsчастин to be ableздатний to foldскладати up from the programпрограма.
46
104000
3000
дозволить нашим частинам скластися за програмою.
02:02
And we need some typeтип of errorпомилка correctionкорекція redundancyнадмірність
47
107000
2000
І також нам потрібен компонент корекції помилок,
02:04
to guaranteeгарантія that we have successfullyуспішно builtпобудований what we want.
48
109000
3000
щоб забезпечити успішну побудову того, що ми хотіли.
02:07
So I'm going to showпоказати you a numberномер of projectsпроекти
49
112000
2000
Я покажу вам декілька проектів
02:09
that my colleaguesколеги and I at MITMIT are workingпрацює on
50
114000
2000
над яким працюю я та мої колеги з МТІ (Масачусетський Технологічний Інститут),
02:11
to achieveдомогтися this self-assemblingсамосборка futureмайбутнє.
51
116000
2000
щоб досягти цього самоскладаного майбутнього.
02:13
The first two are the MacroBotMacroBot and DeciBotDeciBot.
52
118000
3000
Перші два - це МакроБот і ДециБот.
02:16
So these projectsпроекти are large-scaleвеликомасштабний reconfigurableреконфігуруватися robotsроботів --
53
121000
4000
Ці проекти - величезні роботи, здатні до реконфігурації --
02:20
8 ftметрів., 12 ftметрів. long proteinsбілки.
54
125000
3000
протеїни довжиною вісім та дванадцять футів.
02:23
They're embeddedвбудований with mechanicalмеханічний electricalелектричний devicesпристрої, sensorsдатчики.
55
128000
3000
В них вбудовані механічні електронні прилади, сенсори.
02:26
You decodeдекодування what you want to foldскладати up into,
56
131000
2000
Ви програмуєте за власним бажанням, на що вони мають скластися,
02:28
into a sequenceпослідовність of anglesкути --
57
133000
2000
у послідовність кутів -
02:30
so negativeнегативний 120, negativeнегативний 120, 0, 0,
58
135000
2000
мінус 120, мінус 120,0,0,
02:32
120, negativeнегативний 120 -- something like that;
59
137000
3000
120, мінус 120 -- щось подібне до того;
02:35
so a sequenceпослідовність of anglesкути, or turnsвиявляється,
60
140000
2000
отже послідовність кутів або поворотів,
02:37
and you sendвідправити that sequenceпослідовність throughчерез the stringрядок.
61
142000
3000
і ви посилаєте її через умовність.
02:40
EachКожен unitодиниця takes its messageповідомлення -- so negativeнегативний 120 --
62
145000
3000
Кожен підрозділ одержує свій сигнал - наприклад мінус 120 -
02:43
it rotatesобертається to that, checksперевіряє if it got there
63
148000
2000
він повертається, перевіряє чи він надійшов туди
02:45
and then passesпроходить it to its neighborсусід.
64
150000
3000
і тоді передає його наступному.
02:48
So these are the brilliantблискучий scientistsвчені,
65
153000
2000
Геніальні вчені,
02:50
engineersінженери, designersдизайнерів that workedпрацював on this projectпроект.
66
155000
2000
інженери, дизайнери працювали над цим проектом.
02:52
And I think it really bringsприносить to lightсвітло:
67
157000
2000
І я думаю вони дійсно пролили світло на цю проблему:
02:54
Is this really scalableмасштабований?
68
159000
2000
чи можливо це розрахувати?
02:56
I mean, thousandsтисячі of dollarsдолари, lots of man hoursгодин
69
161000
2000
Я маю на увазі ті тисячі доларів, робочі години,
02:58
madeзроблений to make this eight-footвісім футів robotробот.
70
163000
3000
витрачені, щоб зробити цього восьмифутового робота.
03:01
Can we really scaleмасштаб this up? Can we really embedВставити roboticsРобототехніка into everyкожен partчастина?
71
166000
3000
Чи можемо ми це поліпшити? Чи можемо вбудувати механізми у кожну частину?
03:04
The nextдалі one questionsпитання that
72
169000
2000
Наступний робот ставить це під сумнів
03:06
and looksвиглядає at passiveпасивний natureприрода,
73
171000
2000
і звертається до пасивної сутності,
03:08
or passivelyпасивно tryingнамагаюся to have reconfigurationреконфігурації programmabilityзасоби програмування.
74
173000
3000
або пасивно намагається мати реконфігураційну запрограмованість.
03:11
But it goesйде a stepкрок furtherдалі,
75
176000
2000
Але він іде ще далі,
03:13
and it triesнамагається to have actualфактичний computationобчислення.
76
178000
2000
і намагається отримати фактичні розрахунки.
03:15
It basicallyв основному embedsВбудовує the mostнайбільше fundamentalфундаментальний buildingбудівля blockблок of computingобчислення,
77
180000
2000
Він фактично закладає найфундаментальнішу основу розрахунків,
03:17
the digitalцифровий logicлогіка gateворота,
78
182000
2000
цифровий логічний вентиль,
03:19
directlyбезпосередньо into your partsчастин.
79
184000
2000
просто у вашу схему.
03:21
So this is a NANDNAND gateворота.
80
186000
2000
Тож це схема NAND вентиля.
03:23
You have one tetrahedronтетраедр whichкотрий is the gateворота
81
188000
2000
Ви маєте один тетраедр, як вентиль,
03:25
that's going to do your computingобчислення,
82
190000
2000
що виконуватиме всі ваші розрахунки,
03:27
and you have two inputвхід tetrahedronstetrahedrons.
83
192000
2000
і ви маєте два вхідні тетраедри.
03:29
One of them is the inputвхід from the userкористувач, as you're buildingбудівля your bricksцегли.
84
194000
3000
Один з них вхідний від користувача, коли ви будуєте ваші блоки.
03:32
The other one is from the previousПопередній brickцегла that was placedпоміщений.
85
197000
3000
Інший - від попередньо розміщеного блоку.
03:35
And then it givesдає you an outputвихід in 3D spaceпростір.
86
200000
3000
І тоді він відбудовує наступний в трьох вимірах.
03:38
So what this meansзасоби
87
203000
2000
Це означае,
03:40
is that the userкористувач can startпочати pluggingпідключення in what they want the bricksцегли to do.
88
205000
3000
що користувач може почати ставити завдання того, що мають робити блоки.
03:43
It computesОбчислює on what it was doing before
89
208000
2000
Робот прораховує те, що робив раніше,
03:45
and what you said you wanted it to do.
90
210000
2000
і те, що ви наказали йому зробити.
03:47
And now it startsпочинається movingрухаючись in three-dimensionalтривимірний spaceпростір --
91
212000
2000
І тепер він починає рухатися у тривимірному просторі
03:49
so up or down.
92
214000
2000
вгору та вниз.
03:51
So on the left-handліва рука sideсторона, [1,1] inputвхід equalsдорівнює 0 outputвихід, whichкотрий goesйде down.
93
216000
3000
Тож з лівого боку, [1,1] на вході рівний [0,0] на виході, що опускається.
03:54
On the right-handправа рука sideсторона,
94
219000
2000
З правого боку,
03:56
[0,0] inputвхід is a 1 outputвихід, whichкотрий goesйде up.
95
221000
3000
[0,0] вхідний є [1,1] вихідним, який підіймається.
03:59
And so what that really meansзасоби
96
224000
2000
І він справді означає,
04:01
is that our structuresструктур now containмістити the blueprintsкреслення
97
226000
2000
що наші структури тепер містять проекти,
04:03
of what we want to buildбудувати.
98
228000
2000
того, що ми хочемо побудувати.
04:05
So they have all of the informationінформація embeddedвбудований in them of what was constructedпобудований.
99
230000
3000
Бо в них вбудовано усю інформацію про те, що було збудовано.
04:08
So that meansзасоби that we can have some formформа of self-replicationсамовідтворення.
100
233000
3000
Це означає, що ми маємо певну форму самовідтворення.
04:11
In this caseсправа I call it self-guidedсамонавідні replicationреплікація,
101
236000
3000
В цьому випадку я називаю це самокероване відтворення,
04:14
because your structureструктура containsмістить the exactточно blueprintsкреслення.
102
239000
2000
тому, що ваша структура містить чіткий проект.
04:16
If you have errorsпомилки, you can replaceзамінити a partчастина.
103
241000
2000
Якщо ви зробили помилку, ви можете замінити частину.
04:18
All the localмісцевий informationінформація is embeddedвбудований to tell you how to fixвиправити it.
104
243000
3000
Всю локальну інформацію вбудовано в такий спосіб, щоб підказувати вам, як це виправити.
04:21
So you could have something that climbsпіднімається alongразом and readsчитає it
105
246000
2000
Відтак ви матимете щось, що повзає і зчитує її,
04:23
and can outputвихід at one to one.
106
248000
2000
й може дати точний результат.
04:25
It's directlyбезпосередньо embeddedвбудований; there's no externalзовнішній instructionsвказівки.
107
250000
2000
Воно вбудоване в структуру, тому немає ніяких зовнішних скеруваннь.
04:27
So the last projectпроект I'll showпоказати is calledназивається BiasedУпередженим ChainsЛанцюжки,
108
252000
3000
Останній проект, який я хочу показати називається Зміщені Ланцюги,
04:30
and it's probablyймовірно the mostнайбільше excitingхвилююче exampleприклад that we have right now
109
255000
3000
і це, напевно, найбільш вражаючий приклад, який ми маємо на сьогодні,
04:33
of passiveпасивний self-assemblyсамозбірка systemsсистеми.
110
258000
2000
пасивних систем, які можуть самовідтворюватись.
04:35
So it takes the reconfigurabilityreconfigurability
111
260000
2000
Він бере здатність до реконфігурації,
04:37
and programmabilityзасоби програмування
112
262000
2000
та програмування
04:39
and makesробить it a completelyповністю passiveпасивний systemсистема.
113
264000
3000
і це робить його повністю пасивною системою.
04:43
So basicallyв основному you have a chainланцюг of elementsелементи.
114
268000
2000
Фактично ви маєте ланцюг елементів.
04:45
EachКожен elementелемент is completelyповністю identicalоднаковий,
115
270000
2000
Кожен елемент є ідентичним,
04:47
and they're biasedупереджений.
116
272000
2000
і вони зміщувані.
04:49
So eachкожен chainланцюг, or eachкожен elementелемент, wants to turnповорот right or left.
117
274000
3000
Отож, кожен елемент хоче повернутися вправо або вліво.
04:52
So as you assembleзібрати the chainланцюг, you're basicallyв основному programmingпрограмування it.
118
277000
3000
Тож коли ви складаєте ланцюг ви програмуєте його.
04:55
You're tellingкажучи eachкожен unitодиниця if it should turnповорот right or left.
119
280000
3000
Ви наказуєте кожній частині повернутися вправо, чи вліво.
04:58
So when you shakeструсити the chainланцюг,
120
283000
3000
Якщо ви потрусите ланцюг,
05:01
it then foldsскладки up
121
286000
2000
він згортається
05:03
into any configurationконфігурації that you've programmedзапрограмований in --
122
288000
3000
в будь-яку конфігурацію, що ви запрограмуєте.
05:06
so in this caseсправа, a spiralспіраль,
123
291000
2000
В цьому випадку спіраль,
05:08
or in this caseсправа,
124
293000
3000
або в цьому випадку,
05:11
two cubesкубів nextдалі to eachкожен other.
125
296000
3000
два куби один поруч з одним.
05:14
So you can basicallyв основному programпрограма
126
299000
2000
Відтак ви можете запрограмувати
05:16
any three-dimensionalтривимірний shapeформа --
127
301000
2000
будь-яку тривимірну форму --
05:18
or one-dimensionalодномірний, two-dimensionalдвовимірні -- up into this chainланцюг completelyповністю passivelyпасивно.
128
303000
3000
або одно-, двовимріну в цей ланцюг абсолютно пасивно.
05:21
So what does this tell us about the futureмайбутнє?
129
306000
2000
То що це говорить нам про майбутне?
05:23
I think that it's tellingкажучи us
130
308000
2000
Я думаю, це говорить нам
05:25
that there's newновий possibilitiesможливості for self-assemblyсамозбірка, replicationреплікація, repairремонт
131
310000
3000
що є нові можливості самоформування, відтворення та налагодження
05:28
in our physicalфізичний structuresструктур, our buildingsбудівлі, machinesмашини.
132
313000
3000
в наших фізичний структурах, будівлях, машинах.
05:31
There's newновий programmabilityзасоби програмування in these partsчастин.
133
316000
2000
Є нова здатність до програмування в цих частинах.
05:33
And from that you have newновий possibilitiesможливості for computingобчислення.
134
318000
2000
І з неї витікають нові можливості обчислення.
05:35
We'llМи будемо have spatialпросторовий computingобчислення.
135
320000
2000
Ми отримаємо просторове обчислювання.
05:37
ImagineУявіть собі if our buildingsбудівлі, our bridgesмости, machinesмашини,
136
322000
2000
Уявіть собі якщо б наші будинки, мости, машини,
05:39
all of our bricksцегли could actuallyнасправді computeобчислювати.
137
324000
2000
усі наші частини зможуть справді прораховувати.
05:41
That's amazingдивовижний parallelпаралельно and distributedпоширюється computingобчислення powerвлада,
138
326000
2000
Це захоплююча паралельна та розповсюджена обчислювальна сила,
05:43
newновий designдизайн possibilitiesможливості.
139
328000
2000
нові можливості дизайну.
05:45
So it's excitingхвилююче potentialпотенціал for this.
140
330000
2000
В цьому є вражаючий потенціал.
05:47
So I think these projectsпроекти I've showedпоказав here
141
332000
2000
Я думаю, що ці проекти які я вам показав
05:49
are just a tinyкрихітна stepкрок towardsназустріч this futureмайбутнє,
142
334000
2000
є лише малим кроком до цього майбутнього,
05:51
if we implementреалізувати these newновий technologiesтехнології
143
336000
2000
якщо ми застосовуватимемо ці технології
05:53
for a newновий self-assemblingсамосборка worldсвіт.
144
338000
2000
задля нового, самовідтворюваного світу.
05:55
Thank you.
145
340000
2000
Дякую.
05:57
(ApplauseОплески)
146
342000
2000
Оплески.
Translated by Victoria Petrovska
Reviewed by Kateryna Despati

▲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