Да плохо или хорошо, но это грядет!!!
Вот выловил в сети…
.......
Редактирование материй
Взято с сайта
http://www.uptimeconsultants.net/Сегодня мы все еще далеки от сборки сложных объектов (вплоть до человека!) поатомно, но уже в деталях известно, как это будет происходить. Речь пойдет о молекулярном производстве и нанотехнологиях.
Что день грядущий нам готовит
В недалеком будущем вещи можно будет производить так же легко, как мы сейчас распечатываем постеры на принтерах. Предметы будут храниться в электронном виде, их можно будет пересылать друг другу по интернету, не только продавать и покупать, но и создавать самому. Благодаря нанотехнологиям, производство любых вещей станет обычным программированием. Таким же приятным занятием, как рисование всяких штук в 3D Max'е. Копирование предметов вообще будет одной из повседневных услуг. Как сейчас распространены ксероксы, так в будущем будут популярны их хайтек-аналоги, делающие копии разных вещей.
Заметь, так думают не только фантасты, но и выдающиеся ученые. Один из них – Крис Феникс, автор проекта универсального синтезатора — нанофабрики, которая производит из атомов ВСЕ ЧТО УГОДНО!
Крис Феникс — сооснователь и директор исследований Центра надежных нанотехнологий (Center for Responsible Nanotechnology — CRN). Эта организация была создана для того, чтобы ускорить, обезопасить и облегчить развитие молекулярного производства и нанотехнологий вообще.
Совсем немного науки
Наверное, ты думаешь, что будущие сборщики молекул будут отрывать маленькими ручками-"манипуляторами" один атом от другого и потом собирать тебе из них, ну, скажем, кроссовки. Это не совсем так. Из квантовой химии и химии связей, которые занимаются проблемами взаимодействия атомов в молекулах, давно известно, что захват одного атома и его транспортировка даже сверхмалыми роботами затруднительны. Поэтому многие ученые и выступают с критикой молекулярного производства и нанотехнологий вообще.
Но безвыходных ситуаций не бывает. Ведь манипулирование отдельными атомами, в принципе, не нарушает никаких физических законов. В Природе, например, это происходит миллиарды миллионов раз.
Раз невозможно манипулировать непосредственно одиночными атомами, то почему бы не сделать так, чтобы атомы сами отрывались от молекул-сырья и соединялись с нужными структурами? Грубо говоря, это будет химической реакцией. Вспомним школу: если мы берем кислоту H2SO4 и выливаем ее на поверхность меди Cu, то получаем: 2H2SO4 + Сu = CuSO4 + SО2 + 2H2O. Только подумай, с помощью обычной химии мы взяли атом меди и присоединили к группе SO4. Чем не молекулярное производство?
Беда в том, что химическими реакциями на молекулярном уровне трудно управлять с атомарной точностью. Для сборки из атомов компьютеров и другой полезной ерунды нужен манипулятор, который возьмет молекулу-сырье и будет приближать ее к собираемой нами структуре до тех пор, пока нужный атом на нее не "перепрыгнет". А вот это уже называется механосинтезом – механическим приближением одного атома к другому до тех пор, пока не начнут действовать химические связи.
Только после экспериментов с атомно-силовым микроскопом в 1999 году стало ясно, что механосинтез, в принципе, возможен. Тогда ученые задумались о том, можно ли аналогичным образом создать самую распространенную, самую простую и одновременно самую интересную структуру из атомов – алмаз. На самом деле, ученые – народ не особо жадный и алчный. Алмаз их привлекает потому, что это одно из самых твердых и инертных соединений. На его основе хотят сделать весь будущий наномир: от домов из цельного алмаза до медицинских нанороботов, ловящих вирусы.
Монстры нанотеха Роберт Фрайтас, Крис Феникс и Ральф Меркле представили модель производства алмазоидного листа – ровной-преровной алмазной поверхности. Для этого они разработали молекулу, которая будет инструментом, отделяющим одни атомы от других и располагающим их на поверхности. Все расчеты ученые проделали в новейшем симуляторе наномира Nano-Hive, который учитывает квантовую механику и другие особенности физики наномира. И получили довольно интересные результаты.
Во-первых, это возможно. Во-вторых — производство алмазоида таким методом будет довольно быстрым. В-третьих, наноманипулятор, удерживающий молекулы-инструменты механосинтеза, должен характеризоваться высоким количеством степеней свободы и фантастическим быстродействием.
А вот здесь поподробнее. Последнего условия уже не достичь с помощью обычного микроскопа. Представь, сколько потребовалось бы времени, чтобы собрать себе кроссовки по одному атому? То же подумали и ученые. А тот ученый, который представил, как он таким египетским трудом собирает себе новый Ferrari, предложил: а давайте сделаем очень много таких манипуляторов! И пусть они работают все вместе, как на большом заводе.
Ученым этим был Крис Феникс. Так появилась идея нанофабрики.
Нанофабрика: как это будет
Идея приглянулась всем: действительно, зачем делать миллионы сложных нанороботов, собирающих кроссовки по атому, если можно получить тот же результат с меньшими затратами энергии и компьютерной мощности.
Крис предложил следующую архитектуру нанофабрики. На уровне "0" наноманипуляторы типа "рука робота" собирают по заданной программе ма-а-аленькие наноблоки. Их берет "рука-кран" и перемещает на следующую стадию сборки. И уже там "руки роботов" собирают эти фрагменты во что-то большее.
"Рука-кран" снова переносит блок побольше на следующий уровень сборки. И так далее – до тех пор, пока твой кроссовок не вылезет из приемного отверстия нанофабрики.
Основа нанофабрики – так называемый, фабрикатор. По сути, это и есть та самая "рука робота", связанная с центральным компьютером и линией доставки сырья.
Крис считает, что одним из разумных инженерных решений в постройке фабрикатора будет использование "двойного трипода" — такой конструкции, которая имеет шесть степеней свободы. Этого должно хватить для манипулирования молекулами.
Сама нанофабрика будет иметь блочную конструкцию для того, чтобы можно было легко сделать ее копию с помощью другой нанофабрики. Блочная система также будет удобна для производства различных компонентов наноэлектроники, нанокомпьютеров и нанороботов. Каждый фабрикатор должен быть способен произвести наноблок размерами 200х200х200 нанометров. Эта структура принимается Крисом как элементарный "кирпичик" нанофабрики. Подобный наноблок может содержать нанокомпьютер (механический или квантовый) или системы привода нанофабрики, генераторы, части конвейеров и наноманипуляторов крупноузловой сборки. Для изготовления этого наноблока фабрикатору понадобится всего несколько часов. Опять-таки, скорость производства не будет зависеть от того, насколько сложно описание объекта, а только от размера наноблока.
Для присоединения наноблоков друг к другу Крис разработал оригинальное инженерное решение — по сторонам крупных наноблоков будут расположены специальные коннекторы типа "мама-папа". Они будут обеспечивать связь всех наноблоков в глобальную сеть нанофабрики, служить транспортными путями для сырья и охлаждающих веществ.
Нанофабрику нужно будет охлаждать очень и очень серьезно – жидким азотом, поскольку рассеиваемая ею мощность составляет около 200 киловатт. То есть, если ты в будущем купишь нанофабрику и сделаешь на ней за час кроссовки, то заплатишь за электричество порядка 300 "деревянных". Конечно, добавится еще некоторая сумма за использованное молекулярное сырье, из которого будет производиться сборка. Но, как утверждает Крис, благодаря тому, что его можно будет производить с помощью тех же нанофабрик, цена сырья будет невелика.
Если учесть, что это не простые кроссовки, а с кучей наворотов, которые ты недавно скачал из сети, да еще с твоими собственными фишками, то это и не дорого вовсе. Теперь представь себе, что супермегакомпьютер, равный по весу этим кроссовкам, будет стоить те же 300 рублей! Ведь нанофабрике все равно, что собирать: гвозди, нанороботов или лягушек.
Почему же нанофабрика так много потребляет? Да, 200 киловатт – это очень много для домашнего использования. Обычный электрочайник, из-за которого иногда выбивает пробки, тянет 2 киловатта. А тут – мощность, эквивалентная ста чайникам. Все дело в том, что, уменьшая механизмы до молекулярных размеров, мы увеличиваем плотность механоэлектрической энергии на кубический метр или сантиметр. Вот и выходит, что несколько триллионов фабрикаторов довольно прожорливы.
Подведем итог. Алмазная фабрика 0,5х0,5х0,5 метра сможет выпускать продукт размерами 10,5х10,5х10,5 сантиметров и весом (при условии, что продукт также изготовлен из алмазоида) 4 килограмма. Производственный процесс займет около трех часов. При этом продукт будет иметь упорядоченную структуру вплоть до атома. Репликация подобной фабрики займет около двух дней. Стоимость продукта будет зависеть только от стоимости сырья и энергии, затраченной на производство. Мощность фабрики составит около 200 кВт. Полностью автоматизированная фабрика будет соединяться с персональным компьютером, образуя производственный комплекс. Человек-оператор сможет создавать различную конструкцию продукта в специальной CAD-программе, подобно тому, как сегодня создают чертежи деталей машин. Нанофабрика по электронным чертежам повторит конструкцию оператора с точностью до атома.
Конечно, до создания такого сложного агрегата, как нанофабрика, еще много лет работы. Недавно Криса спросили, когда же будет создана первая нанофабрика и сколько для этого нужно потратить денег? Вот что он ответил: "Разработка такого сложного наноустройства, как нанофабрика, займет не пять лет, а больше. С финансовой стороны потребуются миллиарды долларов для успешного завершения исследовательских работ. По сложности и финансовому вкладу с нанофабрикой может сравниться разве что Манхэттенский проект. Без сомнения, оценивать стратегии ведения исследований в этой области необходимо, так как нанофабрика принесет человечеству не только новые возможности и выгоды, но и различные опасности, связанные с использованием ее в антигуманных целях".
Материя со взломом
О чем беспокоится Крис Феникс?
Не секрет, что появление нанофабрики на мировом рынке привлечет террористов всех мастей. Если делать исходный код нанофабрики открытым, то надо ждать появления "серой слизи" в качестве террористического акта.
Один из способов блокирования нанофабрики в случае производства заведомо опасных продуктов состоит в том, что ее программное обеспечение будет содержать только уже проверенные безопасные схемы. Это можно представить следующим образом: где-то имеется центральная библиотека всех файлов для нанофабрик, тщательно контролируемая мировым сообществом. Нанофабрики будут связываться с ней, запрашивая продукт, указанный пользователем. Прием-передача информации будут криптографированы самыми совершенными методами. Пополнение библиотеки будет проводиться специалистами под надзором консультативного совета мирового сообщества. Так можно максимально защитить нанопроизводство от использования его во вред человечеству.
И еще. В любое устройство (макро-, микро- и нано-) можно встроить защитный регулятор, который в случае отказа уничтожит его.
Уже сейчас во многие наноэлектронные устройства можно встроить защитные белковые регуляторы — прионы. Прионы — обычные белки, которые располагаются на поверхности нервных клеток. В нормальном состоянии их молекулы скручены определенным образом. По какой-то причине молекула приона может внезапно изменить свою форму, раскрутиться и приобрести неправильную конфигурацию. Более того, они влияют на другие белки того же типа, "заражают" этой способностью. Структурные свойства прионов обеспечивают их высокую стабильность и способность к самовоспроизведению. Нейробиологи недавно установили, что они способны самостоятельно соединяться в сверхтонкие (около 100 нанометров в диаметре) и очень прочные нити. Когда прионы покрыли тонким слоем золота и попробовали пропустить ток по этому проводнику, оказалось, что он обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем другие микропровода. Традиционными способами получать такие "проволочки" просто невозможно.
Использование прионных ограничителей в будущей наноэлектронике позволит управлять нанокомпьютерами и нанороботами, и в случае "отказа" искусственного интеллекта можно будет уничтожить все наноэлектронные цепи, задействовав прионные регуляторы.
Последнее слово
Столь мощного орудия производства, как нанофабрика, у человечества еще не было. С его появлением производственный процесс сведется к разработке самого продукта. Вероятно, в квартирах будущего вместо холодильника будет стоять нанофабрика, специализированная под производство продуктов питания и изысканных деликатесных блюд, а в мире будет ходить информационная валюта, с помощью которой можно будет купить файлы с новыми продуктами, предметами и т.п. Не забудем и о спаме! Толпы рекламных агентов, вылезающих из нанофабрик, соединенных со всемирной товарообменной сетью, будут будить тебя каждое утро. Зато друзья всегда смогут переслать тебе из нового путешествия не только фотографии, но и вполне реальные сувениры... Одним словом, добро пожаловать в наноэру!
"Серая слизь" в голубом будущем
В книге-катастрофе о нанотехе "Молитва" Майкла Крайтона красочно описывается, как вышедшая из-под контроля свора нанороботов — автор их назвал червями-нанитами — превращает все вокруг — машины, людей, дома, землю — в самих себя.
Однако идея нанотехнологического конца света была сформулирована еще Эриком Дрекслером в 1986 году. Он назвал неконтролируемое размножение репликаторов "серой слизью" (grey goo). Раз предложенный Дрекслером наноассемблер мог собирать Все На Свете из атомов, то почему бы ему не сделать свою копию? Ведь это облегчит сборку макрообъектов. Если программа производства его бортового компа зациклится, то, в результате, мы получим эту самую "серую слизь".
Дрекслер предложил довольно простую конструкцию репликатора: он состоял бы из камеры сборки и двух механических "рук робота". По специальным каналам внутри манипуляторов предполагалось передавать сырье, из которого они собирали свои копии.
Но даже не все ученые знают, насколько маловероятна такая катастрофа.
На самом деле, такое "размножение" не будет работать в любых условиях. Необходимо сырье, энергия и другие не менее важные "мелочи". Даже великий нанотехнолог Природа не сделала универсального репликатора. Все существующие в мире бактерии обитают и размножаются только при определенных условиях.
Чтобы создать репликатор, который послужит основой "серой слизи", всему человечеству придется здорово поднапрячься. Поэтому выход нанороботов из-под контроля скорее произойдет в голливудских фильмах, чем в реальной жизни.
Впрочем, Роберт Фрайтас (ученый-наномедик) из интереса уже посчитал, сколько понадобится времени для того, чтобы наша планета покрылась "серой слизью". Оказалось, что даже при самом быстром наните "переваривание" экосистемы Земли займет около двух лет.
2 месяца, которые перевернут мир
Эти цифры наглядно иллюстрируют работу нанофабрики по самовоспроизведению. Из них видно, что на 62 день репликации в каждой семье землян будет по нанофабрике. Плохо это или хорошо — пока неизвестно. Ясно одно — технология разработана таким образом, чтобы производить максимальное количество продукции за короткий срок.
День Нанофабрик
1 — 1
3 — 2
5 — 4
7 — 8
9 — 16
11 — 32
13 — 64
15 — 128
17 — 256
19 — 512
21 — 1 024 (тысяча)
23 — 2 048
25 — 4 096
27 — 8 192
29 — 16 384
31 — 32 768
33 — 65 536
35 — 131 072
37 — 262 144
39 — 524 288
41 — 1 048 576 (миллион)
43 — 2 097 152
45 — 4 194 304
47 — 8 388 608
49 — 16 777 216
51 — 33 554 432
53 — 67 108 864
55 — 134 217 728
57 — 268 435 456
59 — 536 870 912
61 — 1 073 741 824 (миллиард)
Как это было у фантастов
"На планете действительно очень тесно, но бжуты, очень разумные существа, обладающие большими познаниями, особенно в физике, прекрасно справляются с этой трудностью, хотя способ, ими применяемый, весьма необычен. А именно: в соответствующем учреждении при помощи прецизионного рентгеновского аппарата делают так называемую "атомную персонограмму" каждого жителя, то есть подробный план, где указаны все до единой материальные частицы, белковые молекулы, а также химические соединения, из которых состоит его тело. Когда наступает время отдыха, бжут втискивается через маленькую дверку в специальный аппарат, распыляющий его тело на мелкие атомы. В таком виде, занимающем очень мало места, он проводит всю ночь, а утром в назначенный час будильник включает аппарат, который, сверяясь с атомограммой, снова соединяет все частицы в нужной последовательности, дверка открывается, и бжут, возвратившись таким образом к жизни, зевает разок-другой и идет на работу..."
Станислав Лем. Звездные дневники Ийона Тихого. Путешествие двадцать третье.
Подготовлено по материалам сайта x-pro.org из категории новейших технологий и последних разработок
Статья написана с использованием материалов Юрия Свидиненко
История неопровержимо свидетельствует о том, что едва ли все полезные изобретения и научно-технические разработки не только способствуют развитию экономики, но также ставят человечество перед новыми и подчас труднопредсказуемыми опасностями. В 2004 году банк Credit Suisse First Boston опубликовал аналитический доклад о будущем нанотехнологий. В нем утверждается, что нанотехнология является классической "технологией общего назначения". Другие технологии общего назначения - паровые двигатели, электричество и железные дороги - становились основой для промышленных революций. 
