Роботы RepRap воспроизводят сами себя

Знакомьтесь, это Дарвин. А также Адам и Ева в одном лице. Не беда, что лица у него нет (фото с сайта reprap.org).

29 мая 2008 года можно записать в историю. Впервые робот изготовил детали для воспроизводства себя самого, то есть точной своей копии, а собранная копия начала изготавливать "внука" первой машины. Это любопытное достижение явилось итогом (хочется верить — только промежуточным) многолетней работы группы британских инженеров и учёных.

Трюк с самовоспроизводством проделал робот RepRap (Replicating Rapid-prototyper), представляющий собой фактически самореплицирующийся 3D-принтер. Только следует сразу сделать оговорку — воспроизводит этот принтер далеко не все собственные детали, да и финальную сборку своего "ребёнка" он пока ещё поручает человеку. Но ведь это только начало.

Собственно начало было раньше. Известие о работе над самовоспроизводящейся машиной RepRap и первых результатах опытов с её прообразами обошло мир ещё в 2005 году. Виновником переполоха тогда стал Эдриан Боуер (Adrian Bowyer) из университета Бата (Bath University), который решил, что ключом к созданию маленьких автономных фабрик по производству "всего" должны стать самовоспроизводящиеся роботы.

Древние философы размышляли — может ли из грязи самозародиться жизнь? Современные должны подумать, может ли из горстки пластиковых пробок, проводков и закатившихся за диван болтиков самозародиться "роботная" жизнь (фото с сайта reprap.org).

Эдриан полагает, что машины, способные делать кучу разнообразных деталей, в том числе — и для репликации себя самих, могут стать тем самым "Универсальным конструктором" (Universal Constructor), о котором ещё в 1950-х мечтал всемирно известный математик Джон фон Нейман (John von Neumann).

Только для реализации такой смелой мечты человечеству необходимо сделать несколько промежуточных шагов. И один из них — перед нами.

Это замысловатый набор стальных прутков и полимерных сочленений, дополненный винтами, электромоторчиками, платами управления и всякой другой начинкой, а называется он RepRap Version 1.0 Darwin.

Именно "Дарвин" напечатал детали для создания своей точной копии — такого же "Дарвина".

Эдриан Боуер (слева) и его напарник Вик Олливер (Vik Olliver) рядом с RepRap-родителем (собранном из деталей, созданных на обычном 3D-принтере) и первым полностью завершённым и работоспособным аппаратом RepRap-ребёнком, который уже через несколько минут после "рождения", создал первую деталь своего "сына", то есть "внука" первой машины (фото с сайта reprap.org).

Как напечатал? Обычным методом 3D-печати, в котором используется последовательное нанесение тонких слоёв расплавленного биодеградирующего полимера. Печатающая головка вырисовывает такими полимерными каплями "срезы" искомой вещицы, слои застывают, и получается очень точная деталь. Собственно точность зависит от привода головки и управляющей ею программы в компьютере.

Метод этот давно известен и 3D-принтеры — тоже. Обычно их применяют для быстрого прототипирования или изготовления небольших партий каких-нибудь оригинальных деталей.

Красота же 3D-принтера RepRap в том, что его конструкция оптимизирована так, чтобы её части можно было напечатать на нём самом.

Печатающая головка RepRap сделана из того же полимера, которым она и печатает, а форма деталей оптимальна для их изготовления на таком же принтере. Пока, правда, нужно ещё добавлять толику иных деталей (фото с сайта reprap.org).

Конечно, металлические элементы, как и электронику, роботу нужно брать со стороны.

"Ни вы, ни и я не можем воспроизводиться без поставок извне аминокислот, полисахаридов, жиров. Поэтому мы приняли правило: машины должны уметь складывать свои основные части, так, чтобы они могли работать механически, но мы добавим им чипы, гайки и болты, а также одну или две другие вещи извне, — говорит Боуер. — Дополнительное правило заключается в том, что добавленные части должны быть стандартными, доступными и дешёвыми".

Но британские новаторы полагают, что и репликация роботами столь сложных своих частей, как электроника и электрика, — тоже возможна. Тут надо вспомнить проект роботов из принтера, в котором предусматривалась печать простых логических схем и даже батарей.

Более того, и самосборка роботов не то что на подходе — она в некотором приближении уже существует.

Так, мы уже видели в действии робота, который из заранее созданных людьми блоков строит свою точную копию. Изюминка той разработки: для самовоспроизводства роботу не нужно было иметь в составе своего "тела" ни одной "лишней" детали, сверх тех элементов, из россыпи которых он и создавал своего двойника. И программа сборки также была заключена в самом роботе, более того — в каждой его составной части. Чем не геном живого организма, спрятанный в каждой клетке?

Прототипами самособирающихся систем можно также считать простые роботы-шайбы и полиморфный Crystalline, построенные в реальности, а ещё совсем уж футуристический ANTS.

Авторы разработки предлагают вести в технику такие термины, как: RepRap — вообще любой 3D-принтер, способный к саморепликации, RepStrap — 3D-принтер, не способный делать свои собственные детали, но умеющий печатать детали для RepRap (оба робота должны быть открыты для свободного копирования, то есть их проект должен быть, что называется, — open source), reprapper — человек, работающий на RepRap, и reprapable — способность вещи быть изготовленной на RepRap. Интересно, как это войдёт в русский язык? Репрапабельность? (фото с сайта reprap.org).

Если немного пофантазировать, можно представить, что такой "живой принтер" способен обойтись минимумом металлических частей (не зря же Пентагон объявил конкурс на жидкого робота, значит — основания есть). А что? Добавить какой-нибудь акробатический пластик, имитацию ДНК и полового размножения, перенятие опыта друг у друга и – здравствуй, цивилизация роботов (в миниатюре её уже строят).

Робот, который питается мухами, уже давно создан.

Так как? Мысленно перенесёмся на тысячу лет вперёд: "Вначале было слово, и слово было Боуер". И через несколько глав: "Все машины произошли от RepRap".

А позднее добавятся нанотехнологии, которые пока лишь "ползают в пелёнках" под линзами микроскопов. Так и до ужасающей глины из роботов недалеко.

Создатели RepRap, впрочем, смотрят чуть поближе. Они полагают, что универсальный (в разумных пределах) и самореплицирующийся 3D-принтер может сделать для индустрии производства всяких небольших бытовых вещей примерно то же, что для распространения музыки сделало изобретение MP3.

Каждый сможет сделать то, что он хочет, в том числе машину, которая сможет делать машины, которые смогут делать то, что он хочет, а ещё — другие машины, которые смогут... Запутанно?

Эдриан поясняет: "Люди могут напечатать на принтерах RepRap дополнительные RepRap-принтеры и раздать своим друзьям. Затем эти друзья смогут сделать то, чего они хотят, и так далее". Причём вся эта армия новоиспечённых изобретателей сможет выкладывать в Сети свои проекты с программами печати.

Собственно первый шаг на этом пути сделал сам Боуер — полное описание RepRap с инструкциями и софтом лежат на сайте проекта в свободном доступе.

А как же приоритеты и "отчисления"? Эдриан смеётся: "Если вы хотите торговать машинами, которые умеют делать сами себя, у вас проблема: вы сможете продать только одну!"

Источник Роботы RepRap воспроизводят сами себя