Student World

Tento článek vyšel v Computerworldu 18/2006

Neil Gershenfeld tvrdí, že se nacházíme na prahu 3. digitální revoluce, kdy hmota (věc) a informace (její popis) splývají a věci již nutně nemusejí být dominantní ve své fyzické podstatě. Tento muž nastartoval revoluci ve výrobní laboratoři nazývané Fab Lab v MIT (Massachusetts Institute of Technology), kde působí jako ředitel Střediska pro bity a atomy (Center for Bits and Atoms – CBA). Ve Fab Lab studenti navrhují a vyrábějí vlastní produkty za pomoci nízkonákladové výroby, elektronických nástrojů poháněných open source softwarem a programů, které napsali výzkumní pracovníci MIT. Další "fab laby" založené na těchto principech vyrůstají po celém světě, zejména v méně rozvinutých zemích. Gershenfeld nedávno Computerworldu vysvětlil poslání CBA.

Co si máme představit pod konstatováním, že jsme na prahu 3. digitální revoluce?

Z historického hlediska proběhly dvě velmi odlišné a důležité etapy: komunikační a výpočetní. Nyní je řeč o výrobě, která se stále nachází na analogové straně. Ukázka opravdového umění je obsažena přímo v lidském těle, v ribozomech. V podstatě se jedná o molekulární počítač, na němž je spuštěn program. Nástroj neřídí sám jím je. A výstup neuspořádává bity, uspořádává atomy. Všechny vlastnosti jsou shodné s definicí Clauda Shannona a Johna von Neumanna pro komunikace a výpočty.
Jednou z "velkých výzev" stojících před CBA je "to vytvořit z bitů". Co to znamená?
Výzkum, kterým se zabýváme, zkoumá to, jak přecházet z bitů na atomy a z atomů na bity. Jak s pomocí popisu stvořit věc a kterak dojít od věci k popisu? To, co odpovězením otázky dostanete, jsou základy postupu, jak to přesně udělat.

Jedná se o novou disciplínu počítačových věd?

V mnoha směrech je současná teorie počítačově vědy velmi nedokonalá, a to jak ve vztahu k práci s počítačem, tak k samotné vědě. Principy počítačové vědy, které jsou v současnosti vyučovány, předčasně ustrnuly na výpočetním modelu založeném na technologii 50. let. Příroda je mnohem mocnější počítač, než tradiční výpočetní modely předpokládají. Jedním z pozoruhodných příkladů jsou kvantové výpočty. Existuje však mnoho dalších způsobů, jak se příroda může podílet na výpočtech. Ty jsou však v konvenčních výpočetních modelech zachyceny jen povrchně.

Mohl byste uvést příklad?

Jedním z našich prvních projektů je Internet 0. Nechá vás postavit webový server, který se vejde do obyčejného spínače osvětlení, za pouhý jeden dolar. Přebírá původní vlastnosti internetu propojení sítí a end-to-end podstatu a tyto rozvíjí směrem dolů, na úroveň fyzického zařízení. Umožní vám tvořit IP (Inteligentní periferie) ze všeho, a to všechno za cenu RFID tagu. Jde o první krok k osvobození výpočtů z krabic a jejich zakomponování do našeho fyzického světa.
Máte ještě jiný příklad? Vyvíjíme zaměnitelný výpočetní proces. Snažíme se dosáhnout výpočetního procesu coby suroviny, která může být lita, stříkána nebo rozbalena, která se může používat tam, kde ji chcete a v jakém množství ji potřebujete. Vezměte si, že máte displej, a potřebujete na něm trochu více prostoru, nebo máte server, a vyčerpali jste systémové prostředky. Dnes je jedinou možností dokoupení další obrazovky nebo serveru. Náš výzkum tudíž sleduje, jak lze vytvořit počítače o velikosti milimetru nebo menší, tyto zakomponovat do útvarů různých forem, například barvy či tapet, a poté vybudovat programovací modely tak, aby se tato malá zařízení mohla organizovat lokálně i globálně. Tudíž ten displej z příkladu bude de facto tapetou, kterou rozbalíte, a pokud ho budete chtít zvětšit, přidáte více tapety. Pokud váš server bude potřebovat více zdrojů, otevřete kryt a zkrátka dovnitř "vlijete" více serveru (barvy složené z mikropočítačů). Snažíme se posouvat hranice výroby, integrace procesů, balení, komunikací a hlavně programovacích modelů.

Můžete uvést některé ukázky toho, co vaši studenti v MIT Fab Lab vytvořili?

Neustále inovují věci, které by mne ani nenapadly. Jeden student udělal internetový prohlížeč pro papoušky. Jiná studentka vyrobila šaty se senzory a ostny pro ochranu své osobní zóny. Další hoch vytvořil budík, na nějž musíte působit určitou silou, abyste dokázali, že jste vzhůru. V obchodních domech si můžete koupit, cokoliv potřebujete; toto je technologie, kterou chcete, technologie trhu jednoho člověka.

Existuje o tento druh personalizované výroby ze strany podniků nějaký zájem?

Je zde mírný trend k tomu směřující. Standardní sériová výroba je doplněna o modifikaci a tvorbu personalizovaných prototypů za běhu, takže se věci jako jsou oblečení, boty nebo kryt na mobil stávají lokálně přizpůsobené přáním zákazníků. Největší společnosti se však stále dívají na věci Fab Labu a říkají: "Je pěkné, jak si s těmito roztomilými hračkami děti hrají, ale my budeme dělat skutečné věci." Jde o omyl analogický s tím, který činili výrobci sálových počítačů, když před přechodem k osobním počítačům tvrdili, že PC nejsou nic než hračky. Konvenční firmy si neuvědomují hranici, kdy se tyto "hračky" mění v konkurenci a v základech ohrožují jejich obchodní modely.

Na co se budete soustředit dál?

Molekulární továrny jsou stále hudbou budoucnosti, fab laby k nim však mají dobře našlápnuto. Konvenční laboratoře dnes mají zařízení za miliony dolarů, přičemž fab laby na vybavení potřebují jen 20 000-30 000 dolarů, s tím vám umožní pracovat na úrovni mikronů a mikrosekund. Směřujeme tak k hodnotám v řádech nanometrů a nanosekund. Cílem je dostat se k molekulárním továrnám `a la Star Trek, které vám z ničeho vytvoří cokoliv.

autor Gary Anthes