未來也許物質可以編程,您所有的東西都可相互轉換


問題:為何你使用計算機比使用自行車的時間要多得多?

答案:因為你是一個離群索居到令人毛骨悚然的人。

好吧,但另一個問題在於自行車或多或少只能做一件事情:當你用腳蹬它時,它會向前移動。而計算機卻有不同的用途,而且(更重要的是)它的用途是無限的,所以說計算機已經是一種“可編程物質”了。它可以運行任何應用程序,顯示任何影像,發出任何聲音,連接任何設備

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有人說:“對我來說,可編程物質令人激動的地方是,它們可以被用來製造具有多功能的小裝置。我可以想象,當我想坐下,而不想再騎車時,我的自行車會變成一張椅子。在這之後,它又會變成我的筆記本電腦,或者我的手機會展開成一臺筆記本電腦……我們生活在一個軟件可以被重複編程的計算世界裡……可編程物質相當於可以被重複編程的硬件……如果你現在想獲得最新型號的手機,那你就得出門去買,但可以想象未來的手機能將其自身在分子層面上重新排列成一款新型號,而這就是夢想。”

全世界的科學家、工程師和藝術家都在嘗試使可編程物質成為可能。有些人想在物質能響應周圍環境的意義上對物質進行編程,還有些人想讓機器人同我們別無二致。這些創造者最具雄心的夢想是一團幾乎能變成任何形狀的物質。隨著計算機和電動機械系統的體積正變得越來越小,也更為高效,或許有一天,你可以把手伸進一池閃爍的液體中,然後從中取出任何一種器具,從一把扳手到一部電話,再到一個機器人寵物。


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麻省理工學院的斯凱拉·蒂比茨教授是程序化材料的支持者,他對這個領域的展望是這樣的:“我的想法是你可以為材料編程,為物理實體編程,以使它們能自行改變形態和性質,能在沒有人或機器介入的情況下自行配置……你可以以某種方式讓材料自行改變形態,而且這通常將是由環境中的事物所觸發的——溫度、溼度、電活性以及其他能使它們改變形態的觸發因素。”蒂比茨教授將可編程物質的這種特點稱為“4D打印”,因為3D打印出來的物體不會根據材質和環境隨著時間發生變化。

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傳統紙藝是非常有趣的,其部分原因在於按照一套簡單的規則便能製作出複雜的結構。一隻優美的紙鶴是一張紙經過大量簡單摺疊的結果。在一雙熟練的手中,一張紙可以呈現出幾千種形狀。換言之,紙可以編程化

紙藝機器人是一個實現可編程物質的很好的起點,因為紙是相對容易操作的,簡單的摺疊規則可以創造出複雜的結構。

紙藝機器人有不同的製造方式,但本質上,它們是一種允許一系列摺疊平整物質,而折縫上安裝有能使折縫自行摺疊的促動器(actuator)。紙藝機器人具有用於與一臺計算機通信的電路系統,因此你可以輕鬆地為這種機器人進行編程,以使其在正確的時間沿著正確的摺痕處進行彎曲


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這些可移動和自行配置的積木塊具有很多潛在的用途,但研究者最感興趣的是,用它們來幫助老人和病患。房間機器人的一種簡單用途是創造可以為用戶四處移動並調節高度和形狀的傢俱。

這些模塊化機器人集群同樣是邁向通用可編程物質的一步。一種實現通用可編程物質的途徑是讓這些機器人集群更為自主化,從而能執行更為大致的命令,如此一來,你或許只需編程一個目標,機器人集群便會自行設法完成。

如果可編程物質進入了千家萬戶,隨之而來的或許就是對黑客入侵的擔憂。也許某天你起床時發現碟子和勺子都不見了。丟東西已經夠糟心的了,可你現在疑惑的是,刀子到底跑哪兒去了。

如果物質的自行變形可以被遠程設定,那黑客對物質做出不易察覺的修改的可能便是很危險的。


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一間由編程物質所構成,並且能改變形狀的房屋可以最大化地利用陽光、熱量和水,同時還是有趣而迷人的,因為這種形狀改變是一個由環境——例如周圍的水汽——所造成的結果,而且不會耗費能量。

人類的身體會做的另一件事情是在某些條件下改變外表,比方說,你的指尖在長時間被浸溼的情況下會變皺。沒人確切地知道這是為什麼,但一個很好的理由是這是一種進化適應,為的是在你手指表面被浸溼的時候給予你更好的抓取能力。

要是汽車能做到相同的事情會怎麼樣?你可以讓輪胎根據天氣——是晴,是雨,還是雪——來改變抓地力,可以讓機動車對它們的外觀稍加改變來更好地應對環境。

可編程物質將允許人們製造更符合個人品味的東西。“我認為在未來的20年裡,我們將看到更多的定製化,看到人們把更富有個人品味的產品帶回家


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