汪诘:我和“原来是这样”的旭岽老师,同时获得了喜马拉雅 2018 年度实力主播,在获奖的全部 100 位主播中,我们是唯二的科技类主播。我们特意联手制作了本期节目,以感谢科友们的支持,这份荣誉同样属于你们。
你有没有想过,未来有一天你家房子的外墙在夏天的时候自动变得透气,而在冬天的时候会自动变得密实保暖;你能命令四张椅子变形为一张桌子。
这些听起来非常科幻的事情,或许并没有你想象的那么遥远。这些材料被称为:可编程物质。可编程物质相当于可以被重复编程的硬件。我再举个例子:我们现在想获得最新型号的手机,就得去买,但未来的手机能将其自身在分子层面上重新排列成一款新型号。
全世界有许多科学家、工程师和艺术家都在努力实现这种可能性。他们的梦想是创造一团几乎能变成任何形状的物质。
我们的现状如何?不知道你看过一部经典的科幻片吗?施瓦辛格演的《终结者 2》,里面有一个很酷的液态金属机器人,代号 T-1000。它其实就是理想中的可编程物质,根据需要可以变形成任意形状。
麻省理工学院的斯凯拉·蒂比茨教授是程序化材料的支持者,他是对这个领域的展望是这样的:我的想法是你可以为材料编程,为物理实体编程,以使它们能自行改变形态和性质,能在没有人或机器介入的情况下自行配置。
蒂比茨教授将可编程物质的这种特点称为“4D 打印”,因为 3D 打印出来的物体不会根据材质和环境随着时间发生变化。
纸艺机器人是一个实现可编程物质的很好的起点,因为纸是相对容易操作的,简单的折叠规则可以创造出复杂的结构。
麻省理工学院的丹妮拉·鲁斯博士对创造体积尽可能小的纸艺机器人有着浓厚的兴趣,而且她成功地创造出了一个约有指尖大小的纸艺机器人。
鲁斯博士的目标之一是通过创造微型机器人来改变医疗方式。这种由肠子所制成的机器人很小,可以装入一片药片大小的冰中,被人吞咽下去后,这片冰在进入人的内脏后会彻底融化,释放出其中的微型机器人。
一栋在某种程度上具有生命的房子,这个主意是迷人的,今天我们早已对一些概念习以为常了,比如谷歌知道我们想搜索什么,抖音会为我们推荐最想看的视频。
协同工作的机器人。如果房子本身可以自行重复配置,那房间中的东西就更有可变配置的理由了。现在有一种非常酷的模块化机器人版本是出自瑞士联邦理工学院,他们把这种机器人叫做房间机器人(Roombots)。
想象一下你把一桶黏性物质拴在自己的腰带上去修理水槽。当你需要一把 7/32 英寸的内六角扳手时,你只要跟“万能桶”说一声,一把扳手便会从这种黏性物质中升起来,然后你用它对水槽做出一些调整。
要实现这个目标有多困难呢?首先,每一点黏性物质都需要做很多的事情,而且把所有这些东西都微型化是很困难的。
协调大量机器人的移动。无论对象是一个机器人集群,还是一只“万能桶”,要协调很多小型机器的运行状况终归是一个难题。
令人担忧之处。如果可编程物质进入了千家万户的话,随之而来的或许就是对黑客入侵的担忧。
这将如何改变世界。人类的身体会做的另一件事情是在某些条件下改变外表,比方说,你的指尖在长时间被浸湿的情况下会变皱。
可编程物质,从改善日常生活体验到征服太空,都能找到用武之地。