NASA подтвердило осуществимость самовоспроизводящихся наномашин... в 2004 году: "Проще чем чип Pentium IV"!
Исследование, проведенное компанией General Dynamics Advanced Information Systems для Института передовых концепций NASA (NIAC), приходит к выводу, что полезная самовоспроизводящаяся машина может быть менее сложной, чем чип Pentium IV, и не обнаружило никаких препятствий для расширения макросистем до микро- и затем наноразмерных самовоспроизводящихся систем. В исследовании также оценивалось соблюдение Руководящих принципов Foresight по молекулярной нанотехнологии. Окончательный отчет об исследовании можно скачать с сайта NASA в формате PDF. Аннотация исследования:
Компания General Dynamics Advanced Information Systems завершила предварительное проектирование и моделирование для разработки полезной самовоспроизводящейся системы (SRS - Self-Replicating System). Как показало летнее исследование NASA «Передовая автоматизация для космических миссий» и другие менее масштабные исследования, разработка SRS, составляющей универсальный конструктор (UC), может революционизировать будущие космические миссии. Используя солнечную энергию и местные ресурсы, самовоспроизводящаяся лунная фабрика могла бы строить солнечные батареи и другие производственные инструменты для исследования и освоения Луны и других внеземных сред с ограниченным экспоненциальным ростом. Но, несмотря на то, что эти исследования показали огромную мощь самовоспроизведения машин, не было предпринято никаких масштабных попыток продвинуть эту технологию даже до стадии демонстрации. До этого (2003-2004) цикла финансирования NIAC только две небольшие работы привели к хоть сколько-нибудь существенному успеху в физическом мире. Обе конструкции не обладали значительной функциональностью по сравнению с автономной лунной фабрикой, но они доказали, что самовоспроизведение машин возможно. Следующий шаг - сделать самовоспроизводящиеся машины полезными.
В данном отчете описывается прогресс, достигнутый в этом направлении, в частности, проектирование системы ячеек кинематических клеточных автоматов (KCA - Kinematic Cellular Automata), которые сконфигурированы как ограниченная реализация универсального конструктора.
Тривиальное самовоспроизведение несложно, но конечная цель автономного и автотрофного самовоспроизведения, безусловно, чрезвычайно сложна (и, возможно, нежелательна). Между этими двумя крайностями существует большая неисследованная область, которую еще можно охарактеризовать, но данный проект продвинул наши знания настолько, что позволил завершить предварительное проектирование физической KCA SRS.
С появлением нанотехнологий «самовоспроизведение широко рассматривается как ключ к совершенно новой индустриальной эре, которая когда-нибудь может заменить современные микроэлектронные системы». Кроме того, самовоспроизводящаяся нанотехнология снизит цену сложных промышленных товаров до уровня сельскохозяйственной продукции.
Учитывая такой потенциал, невероятно, что спустя полвека после основополагающей работы Джона фон Неймана и 23 года после летнего исследования NASA у нас нет ни одной полезной SRS. Хуже того, мы плохо представляли себе, как количественно оценить сложность полезного самовоспроизведения машин - до тех пор, пока этот проект не попытался ответить на этот вопрос.
Ответ оказался неожиданным: сложность полезной KCA SRS меньше, чем у Pentium IV.
В начале этого проекта ожидалось, что возникнут трудности при проектировании KCA SRS … но важным и удивительным результатом стало то, что небольшой проект такого масштаба смог найти довольно четкий и успешный проект без каких-либо препятствий! …
Следующим логическим шагом будет создание микромасштабных KCA систем, изготовленных с помощью стандартных методов MEMS…
После этого заключительным этапом исследования KCA SRS станет доработка концепции с учетом преимуществ наноразмерных компонентов, доступных на тот момент.
В статье Smalltimes особо подчеркивается внимание, уделенное безопасности в ходе проектного исследования.
В исследовании также рассматривались конструкции машин, которые соответствовали бы руководящим принципам, установленным калифорнийским аналитическим центром по нанотехнологиям Foresight Institute, для обеспечения безопасности методов самовоспроизведения. Предварительное исследование считается одним из первых исследований, спонсируемых США, по самовоспроизведению за два десятилетия.
«Хотя самовоспроизведение не является необходимым для достижения цели молекулярного производства, приятно видеть, что эти финансируемые NASA проекты систем соответствуют рекомендациям Foresight по безопасности», - сказала Кристин Петерсон, президент Foresight Institute.
Опубликовано 3 июня 2004 г. редактором Foresight
Категория: Статьи, Космос