Książka "Jakoś wkrótce. Dziesięć technologii niedalekiej przyszłości, które wszystko usprawnią lub/i zepsują" jest - zgodnie z podtytułem - opowieścią o technologiach, które w najbliższym lub nieco dalszym czasie mogą zrewolucjonizować nasze życie. Które z tych dziesięciu zagadnień szczególnie Pana zainteresowały?
Oprócz tego, że jestem redaktorem książki "Jakoś wkrótce", to jestem z wykształcenia fizykiem. Dlatego oczywiście bliski jest mi temat kosmosu, lotów kosmicznych i całej fizyki, jaka za tym stoi - to jest temat, który choćby w zakresie wiedzy licealnej każdy z nas powinien choć trochę znać. Dla mnie "czarną magią" były zagadnienia związane z biotechnologią, medycyną selektywną, interfejsem mózg-komputer, a więc wszystkim, co dzieje się na styku tego, co wytworzy człowiek z tym, co wytworzyła natura. Temu poświęcona jest właściwie cała druga część książki, gdzie jest mowa o precyzyjnych lekach, o biodrukowaniu, czyli np. drukowaniu narządów w technologii 3D, syntetycznej biologii, która jest bardzo ważna właśnie teraz, kiedy wszyscy walczymy z koronawirusem. Jest tam mowa o DNA, RNA, o tym, jak wyglądają replikacje materiału genetycznego, jak człowiek może w tym namieszać, jak może nagiąć procesy na swoją korzyść. Te rozdziały były dla mnie bardzo odkrywcze. A że książka ma humorystyczny i luźny charakter, to czytałem je z tym większą przyjemnością.
A które technologie będą, Pana zdaniem, dla nas najważniejsze? Które są najbardziej potrzebne i powinniśmy trzymać za nie kciuki?
Kosmos na razie jest dla nas bardzo drogi. Oczywiście, że są propozycje pozyskiwania surowców mineralnych z asteroid i to jest bardzo obiecujące, bo są to ogromne zbiory zasobników wszelkiego rodzaju minerałów, których powoli zaczyna brakować na Ziemi. Ale wciąż są to bardzo kosztowne pomysły. Natomiast badania dotyczące syntetycznej biologii, precyzyjnych leków, biodrukowania, a także interfejsu mózg-komputer są już dziś bardzo zaawansowane. Do tego mamy sztuczną inteligencję, algorytmy samouczące się i big data - to wszystko przychodzi w sukurs biotechnologii i nowoczesnej medycynie i może zmienić nasze życie na lepsze. Jak czytałem w niektórych materiałach naukowych, szczepionka na koronawirusa jest również opracowywana w oparciu o nowoczesne technologie komputerowe, włączając w to sztuczną inteligencję. Dlatego uważam, że te badania bardziej ziemskie czy może przyziemne, dotyczące świata mikro i niesamowitej biomechaniki, którą każdy człowiek ma w sobie, przyniosą największą różnicę w zwalczaniu chorób, eliminacji niektórych patogenów, np. roznoszonych przez komary, w wydłużaniu naszego życia, w udoskonalaniu percepcji i myślenia, poprawiania naszego dobrostanu fizycznego.
A której technologii się Pan najbardziej obawia?
Autorzy w każdej z tych 10 technologii rozważają potencjalne zagrożenia, nawet lotów kosmicznych.
Tu pojawia się m.in. wątek geopolityczny.
Kosmos to dziś w dużej mierze terra incognita, która nie należy do nikogo albo należy do wszystkich. Zapewne państwa, które będą dominowały technologicznie na tym polu, przywłaszczą sobie więcej kosmicznych zasobów. Ale wszystkie biotechnologie niosą ogromne zagrożenie dla naszej prywatności.
Temat bardzo na czasie.
Jest bardzo wiele projektów, które magazynują dane dotyczące naszych genów, w których jest zapisana przecież nasza fizyczna osobowość. Gdyby to wpadło w niepowołane ręce, może powstać nie lada problem. Chyba jedyną z tych technologii, która może przynieść bardzo wiele dobrego, a przy tym nie stwarza jakichś zagrożeń, jest synteza jądrowa.
Jak ktoś nie wie, na czym polega synteza jądrowa, może być trochę zaskoczony takim wyborem.
Do tej pory bardzo rozpowszechniona jest energetyka atomowa, polegająca na rozszczepianiu jąder pierwiastków ciężkich. Czarnobyl pokazał, że jeśli w nieodpowiedni sposób do tego podejdziemy, to może to być olbrzymie zagrożenie ekologiczne.
Tymczasem synteza to łączenie pierwiastków lekkich i najbardziej powszechnych, bo chodzi o wodór.
Właśnie tak. Jej plusem jest to, że ona nie jest samo podtrzymującą się reakcją łańcuchową. By trwała, trzeba na nią chuchać i dmuchać, pozostawiona sama sobie, poza kontrolą, po prostu wygasa. A produktami ubocznymi są lekkie niepromieniotwórcze pierwiastki. Gdyby udało nam się ujarzmić syntezę jądrową, która wymaga wciąż włożenia dużej ilości energii, to byłoby to rozwiązanie definitywne problemów energetycznych na Ziemi.
Kim są autorzy książki "Jakoś wkrótce"? To naukowcy?
Książkę napisał duet Kelly i Zach Weinersmith, małżeństwo. Kelly jest naukowczynią na jednym z renomowanych amerykańskich uniwersytetów. Zach jest pasjonatem nauki i technologii, a przy tym wspaniałym rysownikiem, który w komiksowych dziełach potrafi uchwycić sedno problemu. Wyruszyli w epicką dziennikarską podróż po krainie technologii, które ich zdaniem mogą zaważyć na naszej przyszłości, i na plus, i na minus. Zrobili mnóstwo ciekawych wywiadów z naukowcami, inżynierami, badaczami i przemysłowcami, spisali to w postaci humorystycznej, lekkiej i bez problemu wchodzącej do głowy książki. Rysunki Zacha poza tym, że dobrze ilustrują istotę problemu, to pokazują takie wzajemne przekomarzanie się tego duetu, które sprawia, że książka żyje. Już sama okładka jest zabawną historyjką, szczególnie jej wnętrze, które pokazuje, czym grozi kosmitom niewłaściwe opanowanie przez ludzkość technologii windy kosmicznej.
Dla kogo jest ta książka?
Powiedziałbym, że dla czytelników 15+. I młodzież licealna, i późnopodstawówkowa może mieć z tej lektury mnóstwo frajdy, nie nudząc się i przyswajając ogromny ładunek wiedzy. Bo mamy tu i programowalną materię, i kosmos, i sztuczną inteligencję, i rzeczywistość rozszerzoną, czyli wszystkie te filtry, które w Instagramie dorabiają nam świńskie uszka i ryjki, ale też rzeczywistość rozszerzoną, która odgrywa olbrzymią rolę m.in. w ratownictwie medycznym. Jest też wiedza biologiczna, medyczna, bakteriologia, wirusologia - przy czym bez wzorów, wykresów. Wszystko wyjaśnione jest na prostych przykładach i w formie luźnej gawędy. Książka jest bardzo dobrze napisana i bardzo ścisła, ale nie jest popularnonaukowa - to jest książka rozrywkowa, która niepostrzeżenie przemyca olbrzymi ładunek wiedzy. Także dla humanistów, którzy przy okazji mają szansę zrozumieć, jak relacje międzyludzkie mogą zostać zmienione przez technologie. Nie jest dla mnie zaskakujące, że była bestsellerem "New York Times" i została wybrana popularnonaukową książką roku "Wall Street Journal" i "Popular Science".
Choć pisana przed pandemią, książka bardzo aktualna jest właśnie dziś.
Tak, bo pokazuje, że cała nadzieja w nauce. Na przykład wszystkie badania, które do tej pory zgromadziły olbrzymi ładunek wiedzy związanej z replikacją DNA, na pewno są wykorzystywane w poszukiwaniu szczepionki na koronawirusa.
Będzie ciąg dalszy?
Na razie nic o tym nie wiadomo, ale na końcu książki mamy rozdział "Podsumowanie. Cmentarzysko utraconych rozdziałów", gdzie znajdują się takie inspirujące tytuły jak: zaawansowane protezy medyczne, nadprzewodniki w temperaturze pokojowej, informatyka kwantowa. A przecież istnienie komputerów kwantowych jest filozoficznym dowodem na to, że żyjemy w jednym z równoległych wszechświatów albo w jakiejś niskowymiarowej projekcji wielowymiarowego wszechświata. Być może w kolejnej książce autorzy pokuszą się o opisanie tych technologii, które się siłą rzeczy nie zmieściły się w "Jakoś wkrótce".
Publikujemy fragment książki "Jakoś wkrótce. Dziesięć technologii niedalekiej przyszłości, które wszystko usprawnią lub/i zepsują" Kelly i Zacha Weinersmithów w przekładzie Jakuba Radzimińskiego, wydanej przez wydawnictwo Insignis Media.
Programowalna materia
A gdyby tak wszystkie nasze rzeczy mogły być dowolną inną rzeczą?
Pytanie: dlaczego używasz swojego komputera dużo częściej niż roweru? Odpowiedź: ponieważ jesteś zamkniętym w sobie dziwakiem.
No dobrze, ale też dlatego, że rower generalnie robi tylko jedno: jedzie do przodu, kiedy kręcisz pedałami. Za to komputer robi wiele różnych rzeczy, a do tego (co istotniejsze) teoretycznie może robić nieskończenie wiele innych. To dlatego, że jest już "programowalną materią". Możesz na nim uruchomić dowolny program, wyświetlić dowolny obraz, stworzyć dowolny dźwięk, podłączyć do niego dowolne urządzenie (no dobra, pod warunkiem że znajdziesz odpowiedni kabel i że Windows tego nie schrzani). Wszystkie te programy, dźwięki, obrazy i tak dalej nie są nieodwracalnie wyryte w komputerze, jak to jest w wypadku zdjęcia, płyty czy fizycznego mechanizmu silnika parowego.
Dlatego właśnie większość posiadanych przez ciebie rzeczy wydałaby się znajoma dla kogoś z roku 1900. Twoja szczotka jest plastikowa, ale zachowuje się tak samo jak drewniana. Pralka - bardzo zmyślne ustrojstwo - też nie jest czymś nie do ogarnięcia umysłem. Ale komputer? No tak… tu właśnie gość z początku XX wieku posądziłby cię o czary.
A gdybyśmy sprawili, że wszystko przypominałoby komputer? A właściwie dlaczego w epoce potężnej mocy obliczeniowej i zaawansowanych tworzyw syntetycznych nie moglibyśmy sprawić, żeby wiele z twoich rzeczy dostosowywało się do twoich upodobań? Dlaczego materiały, z których zbudowany jest twój dom, nie mogłyby automatycznie reagować na zmiany pogody? Dlaczego nie możesz nakazać czterem krzesłom przekształcenia się w stół? I - na litość boską - dlaczego musimy samodzielnie składać origami, zamiast tylko krzyczeć na papier tak długo, aż się sam pozagina w żurawia? Wszystko to może nie być tak odległe, jak się wydaje.
Pracujący w MIT doktor Erik Demaine wyjaśnia swój entuzjazm w stosunku do programowalnej materii w następujący sposób: "Dla mnie najciekawszą możliwością programowania materii jest pomysł wielofunkcyjnych gadżetów. Potrafię sobie wyobrazić, jak mój rower zmienia się w krzesło, kiedy chcę sobie usiąść, a nie jeździć po okolicy. A potem przekształca się w laptopa. Albo mój telefon rozwija się w laptopa. (…) Żyjemy w świecie komputerów, w którym oprogramowanie można dowolnie zmieniać. (…) Programowalna materia jest tym samym dla przedmiotów. (…) Jeśli chcesz mieć najnowszy model telefonu, musisz pójść do sklepu i kupić fizyczne urządzenie. Można sobie wyobrazić, że w przyszłości nasz telefon sam będzie potrafił zmienić się w nowy model. Takie mam marzenie".
Naukowcy, inżynierowie i artyści z całego świata starają się je urzeczywistnić choćby w niewielkim stopniu. Niektórzy chcą programować materię w rozumieniu projektowania jej tak, żeby reagowała na otoczenie. Inni chcą wbudować we wszystko, co produkujemy, małe roboty. Najbardziej ambitni twórcy marzą o uniwersalnych materiałach, które potrafiłyby przyjąć dowolny kształt. W miarę jak komputery i urządzenia elektromechaniczne stają się coraz mniejsze i wydajniejsze, może nadejść dzień, w którym człowiek zwyczajnie będzie sięgać do zbiornika migotliwego płynu i wyciągać z niego dowolne urządzenie: od klucza francuskiego przez telefon po robotycznego pupila.
Dlaczego chcemy czegoś takiego? Cóż, są powody praktyczne (do których jeszcze dojdziemy), ale poniekąd podejrzewamy, że ludzie zwyczajnie kochają rzeczy zmieniające się w inne. Pomyśl choćby o serii filmów Transformers. Fabuła opowiada o zupełnie odmiennych od nas biologicznie formach życia z odległych planet dysponujących nadludzkimi umysłami i toczących wojnę w pobliżu Ziemi. A dlaczego nas ciekawią? Ponieważ dodatkowo potrafią się zmieniać w naprawdę odjazdowe samochody.
Jak sprawy mają się teraz?
W programowalnej materii chodzi o wzbogacenie przedmiotów informacją. Mogą nią być dosłownie bity i bajty zapisane we wbudowanym komputerze lub może być nią "wiedza" umieszczona w samej konstrukcji przedmiotu pod postacią jego kształtu lub składu materiałowego. Z tego powodu dziedzina ta jest niezmiernie zróżnicowana.
Zaczniemy od omówienia materiałów "zaprogramowanych" w takim znaczeniu, że przejawiają szereg złożonych zachowań wynikających z samej ich konstrukcji. Przykładowo w zetknięciu z wodą taki materiał może się wyginać w konkretny sposób, chociaż nie ma żadnych wbudowanych czujników ani procesora sterującego. Następnie przejdziemy do omówienia robotów origami i rekonfigurowalnych domów. Na koniec zostawiliśmy sobie najbardziej dziwaczne próby stworzenia robotów uniwersalnych - podobnych do T-1000 z filmu Terminator, tylko najlepiej takich, które nie będą próbowały nas wszystkich zabić.
(…)
Glinotronika, katomy i molekostki
Pracując w słynnym ośrodku badawczym w Palo Alto, doktor David Duff ukuł określenie "wiadro czegoś" (Bucket of Stuff), którym określił ostateczny cel rozwoju programowalnej materii. Pomysł zasadza się na… zaraz… nazywa się David Duff; czy ma już to "wiadro czegoś"?
Przepraszamy, chwilunia, zmieniamy tytuł podrozdziału.
Doktor Duff i jego wiadro czegoś
Wyobraź sobie, że masz wiadro bliżej nieokreślonej mazi. Przypinasz je sobie do paska i przystępujesz do naprawy cieknącego zlewu. Kiedy okazuje się, że potrzebujesz klucza imbusowego 7/32 cala, zwyczajnie przekazujesz polecenie jego uformowania wiadru czegoś. Z mazi wyłania się potrzebne narzędzie i dociągasz nim poluzowaną śrubę. Kiedy się orientujesz, że potrzebujesz kombinerek - pojawiają się kombinerki. Kiedy zachodzi potrzeba użycia przepychaczki, maź z wiadra przyjmuje kształt długiej twardej rurki z elastycznym kopulastym zakończeniem.
Może być jeszcze lepiej! Zamiast mówić: "Podaj mi śrubokręt", możesz powiedzieć: "Poluzuj tę śrubę", a maź sama ustali, jak to zrobić najlepiej. Albo zamiast samodzielnie przepychać zatkany sedes, zwracasz się do swojego zmęczonego wiadra czegoś tymi słowami: "Rób, co trzeba, kolego".
Oczywiście działanie wiadra czegoś nie ograniczałoby się do formowania prostych twardych narzędzi. Może potrzebujesz poduszki? Kalkulatora? A może robotycznego zwierzaka? Albo zapomniałeś, że dziś są walentynki, w związku z czym nakazujesz mazi przybrać postać kwiatów?
Może nawet udałoby się tak skonfigurować maź, żeby wytwarzała więcej mazi!
Innymi słowy wiadro czegoś zawiera materię prawdziwie uniwersalną - przynajmniej w granicach wyznaczonych prawami fizyki. To jest najbardziej ambitny cel stojący przed badaczami rozwijającymi programowalną materię i jednocześnie zapewne najbardziej odległy. Jest tak z kilku powodów.
Po pierwsze każda cząstka mazi musi robić mnóstwo rzeczy, a jej zminiaturyzowanie jest bardzo trudne. Profesor Tibbits zauważył, że "klucz zapewne chcesz mieć zrobiony z czegoś twardego, ale jeśli potem zapragniesz zabawki dla dziecka, powinna być raczej zrobiona z elastycznego materiału. Jak sprawić, by realizować tak różne cechy, wykorzystując tylko jeden materiał?".
Innym problemem jest inteligencja każdej cząstki. Doktor Demaine powiedział: "Z jednej strony jeśli nanoboty nie będą szczególnie inteligentne, naprawdę trudno będzie sprawić, żeby zrobiły coś sensownego. Jeśli zaś będą inteligentne, każdy z nich będzie potrzebował własnej baterii, a potem wiesz… no… będzie trudno".
Samo zapewnienie autonomicznego zasilania wielkiej gomóle nanobotów jest dość problematyczne. Ale jeśli chcemy uniknąć używania zewnętrznej maszyny nieustannie przekazującej energię poszczególnym robotom, potrzebujemy jakiegoś sposobu na jej zmagazynowanie w każdej drobinie programowalnej materii. Dzięki wykorzystaniu specjalnej drukarki 3D naukowcom udało się niedawno uzyskać baterie wielkości ziarna piasku. Są wciąż za duże na nasze potrzeby, a do tego zgadujemy, że nie są zbyt tanie.
Zespół złożony z doktor Danieli Rus, Johna Romanishina (kolejnego doktoranta w jej laboratorium) i doktora Kyle’a Gilpina zrobił bardzo ważny krok na drodze do uzyskania prawdziwego wiadra czegoś. M-klocki. M-klocki to kostki o około pięciocentymetrowych krawędziach z wbudowanym kołem zamachowym i zamocowanymi w ściankach magnesami. Kiedy koło się obraca, magnesy utrzymują kostki sczepione ze sobą. Ale kiedy koło nagle się zatrzymuje, klocek "ożywa", ponieważ jest mu przekazywany moment pędu. Wtedy poszczególne M-klocki mogą się łączyć z innymi niż dotychczas i w ten sposób zmienić konfigurację całego zespołu. Mamy więc dwa stany: w jednym z nich klocki mogą się swobodnie poruszać, a w drugim są mocno ze sobą sczepione. Całkiem niezły punkt wyjścia na drodze do zmieniania amorficznej bryły w coś sztywnego.
Do tego klocki potrafią się przemieszczać w trzech wymiarach. Koło zamachowe dysponuje energią wystarczającą do podrzucenia klocków w górę, co umożliwia tworzenie struktur trójwymiarowych.
Celem jest teraz stopniowe zmniejszanie rozmiarów klocków. Z pięciocentymetrowych kostek nie można uzyskać zbyt wielu obiektów - z tego samego powodu, dla którego nie stworzysz zbyt wielu różnych obrazków, jeśli będziesz dysponować tylko niewielką liczbą kwadratów dwa na dwa. Ale jest to już jakiś początek. Nie zapominajmy, że w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku jeden gigabajt pamięci ważył jakieś dwieście pięćdziesiąt ton, a teraz możemy nosić w kieszeni karty SD zdolne pomieścić setki gigabajtów danych. Gdyby programowalna materia zyskała taką samą popularność jak programowalne komputery, moglibyśmy oczekiwać podobnych technicznych cudów.
Kiedy już stworzymy odpowiednio maleńkie drobiny, trzeba będzie znaleźć jakiś sposób, by potrafiły ustalić, dokąd mają się udać i co mają zrobić. Jest to zagadnienie programistyczne, które doktor Sung wyjaśnił w następujący sposób: "Mamy wiele świetnych algorytmów, które potrafią sobie poradzić z bardzo licznymi zespołami robotów. Teraz najważniejsze pytanie brzmi: czy zdołamy zastosować te algorytmy w praktyce? Otóż w wielkich chma-rach robotów z racji samej liczby maszyn niektóre z pewnością ulegną awarii. Wiele straci łączność z pozostałymi. Wiele będzie rejestrowało bardzo zaszumione dane z czujników, w związku z czym część nanobotów nie będzie za bardzo wiedziała, gdzie znajdują się pozostałe. Musimy zadbać o to, by nasze algorytmy potrafiły sobie poradzić z takimi problemami - żeby po sięgnięciu do wiadra po klucz naprawdę wyciągać klucz, a nie coś, co go tylko przypomina i w dodatku się sypie".
