Você encontra o fim de um longo dia em seu apartamento no início de 2040. Você fez um bom trabalho e decidiu fazer uma pausa. “Hora do filme!”, Você diz. O lar responde aos seus desejos. A mesa se divide em centenas de pequenos pedaços que rastejam sob você e tomam a forma de uma cadeira. A tela do computador em que você estava trabalhando se espalha pela parede e se transforma em uma projeção plana. Você relaxa em uma poltrona e em poucos segundos já está assistindo a um filme no seu home theater, tudo dentro das mesmas quatro paredes. Quem precisa de mais de um quarto?
Este é o sonho de quem trabalha com "matéria programável".
Em seu último livro sobre inteligência artificial, Max Tegmark distingue entre três níveis de complexidade computacional para organismos. Life 1.0 são organismos unicelulares como bactérias; para ela, hardware é indistinguível de software. O comportamento da bactéria é codificado em seu DNA; ela não pode aprender nada novo.
A vida 2.0 é a vida das pessoas do espectro. Estamos meio que presos ao nosso equipamento, mas podemos mudar nosso próprio programa, fazendo escolhas no processo de aprendizagem. Por exemplo, podemos aprender espanhol em vez de italiano. Como o gerenciamento de espaço em um smartphone, o hardware do cérebro permite que você baixe um conjunto específico de “bolsos”, mas em teoria você pode aprender novos comportamentos sem alterar o código genético subjacente.
O Life 3.0 se afasta disso: as criaturas podem mudar os invólucros de hardware e software usando feedback. Tegmark vê isso como uma verdadeira inteligência artificial - assim que ele aprender a mudar seu código base, haverá uma explosão de inteligência. Talvez graças ao CRISPR e a outras técnicas de edição de genes, possamos usar nosso próprio "software" para modificar nosso próprio "hardware".
A matéria programável carrega essa analogia com os objetos do nosso mundo: e se o seu sofá pudesse “aprender” como se tornar uma mesa? E se, em vez de um exército de canivetes suíços com dezenas de ferramentas, você tivesse uma única ferramenta que “soubesse” como se tornar qualquer outra ferramenta para suas necessidades, sob seu comando? Nas cidades superlotadas do futuro, as casas poderiam ser substituídas por apartamentos com um quarto. Isso economizaria espaço e recursos.
Enfim, esses são os sonhos.
Visto que é tão difícil projetar e fabricar dispositivos individuais, não é difícil imaginar que as coisas descritas acima, que podem se transformar em muitos objetos diferentes, serão extremamente complexas. O professor Skylar Tibbits, do MIT, chama isso de impressão 4D. Sua equipe de pesquisa identificou os ingredientes-chave para a automontagem como um conjunto simples de blocos de construção responsivos, energias e interações a partir dos quais quase qualquer material e processo pode ser recriado. A automontagem promete avanços em muitas indústrias, desde biologia até ciência de materiais, ciência da computação, robótica, manufatura, transporte, infraestrutura, construção, artes e muito mais. Até na culinária e na exploração do espaço.
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Esses projetos ainda estão em sua infância, mas o Laboratório de Auto-montagem de Tibbits e outros já estão preparando as bases para seu desenvolvimento.
Por exemplo, existe um projeto de automontagem de telefones celulares. Vêm à mente fábricas assustadoras, onde montam de forma independente telefones celulares a partir de peças impressas em 3D o tempo todo, sem a necessidade de intervenção humana ou robótica. É improvável que esses telefones voem das prateleiras como bolos quentes, mas o custo de produção para tal projeto será insignificante. Esta é uma prova de conceito.
Um dos principais obstáculos que devem ser superados ao criar matéria programável é escolher os blocos fundamentais certos. O equilíbrio é importante. Para criar pequenos detalhes, você não precisa de "tijolos" muito grandes, caso contrário, o design final parecerá irregular. Por causa disso, os blocos de construção podem ser inúteis para alguns aplicativos - por exemplo, quando você precisa criar ferramentas para manipulação sutil. Com pedaços grandes, pode ser difícil modelar várias texturas. Por outro lado, se as peças forem muito pequenas, outros problemas podem surgir.
Imagine uma configuração em que cada detalhe é representado por um pequeno robô. O robô deve ter uma fonte de alimentação e um cérebro, ou pelo menos algum tipo de gerador e processador de sinal, tudo em uma unidade compacta. Você pode imaginar que uma série de texturas e tensões podem ser modeladas mudando a força do "vínculo" entre as unidades individuais - a mesa deve ser um pouco mais dura do que sua cama.
Os primeiros passos nessa direção foram dados por aqueles que desenvolvem robôs modulares. Existem muitos grupos de cientistas trabalhando nisso, incluindo MIT, Lausanne e a Universidade de Bruxelas.
Na configuração mais recente, um único robô atua como um departamento central de tomada de decisão (você pode chamá-lo de cérebro), e robôs adicionais podem se juntar a esse departamento central conforme necessário se a forma e a estrutura do sistema geral precisarem ser alteradas. Atualmente, existem apenas dez unidades separadas no sistema, mas, novamente, esta é uma prova de conceito de que um sistema de robô modular pode ser controlado; talvez no futuro, pequenas versões do mesmo sistema formarão a base dos componentes do Material 3.0.
É fácil imaginar como esses enxames de robôs aprendem a superar obstáculos e responder a ambientes em mudança com mais facilidade e rapidez do que um único robô usando algoritmos de aprendizado de máquina. Por exemplo, um sistema de robô pode ser reconstruído rapidamente para que uma bala passe sem danos, formando assim um sistema invulnerável.
Por falar em robótica, a forma do robô ideal tem sido objeto de muito debate. Uma das competições de robótica mais recentes promovidas pela DARPA, o Robotics Challenge, foi vencida por um robô que se adapta. Ele derrotou o famoso humanóide Boston Dynamics ATLAS simplesmente adicionando uma roda que lhe permitia andar.
Em vez de construir robôs na forma de humanos (embora isso às vezes seja útil), você pode permitir que eles evoluam, evoluam, encontrem a forma perfeita para a tarefa. Isso será especialmente útil no caso de um desastre, quando robôs caros podem substituir humanos, mas devem estar preparados para se adaptar a circunstâncias imprevisíveis.
Muitos futuristas imaginam a possibilidade de criar pequenos nanorrobôs que podem criar qualquer coisa a partir de matérias-primas. Mas isso é opcional. A matéria programável que pode responder e responder ao ambiente será útil em qualquer aplicação industrial. Imagine um tubo que pode ser reforçado ou enfraquecido conforme necessário, ou pode alterar a direção do fluxo sob comando. Ou tecido, que pode ficar mais ou menos denso dependendo das condições.
Ainda estamos longe dos dias em que nossas camas podem se transformar em bicicletas. Talvez a solução não tecnológica tradicional, como costuma acontecer, seja muito mais prática e econômica. Mas, quando uma pessoa tenta enfiar um chip em cada objeto não comestível, os objetos inanimados se tornam um pouco mais animados a cada ano.
Ilya Khel
