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He's an interesting little kid — and his sister, Celine — and what he's doing here is observing the self-assembly of his Cheerios in his cereal bowl.
E 'un giovane interessante... e sua sorella, Celine... e quello che sta facendo qui è osservare l'auto assemblaggio dei suoi Cheerios nella tazza dei cereali.
And in fact you can program the self-assembly of things, so he starts chocolate-dipping edges, changing the hydrophobicity and the hydrophylicity.
E infatti si può programmare l'auto assemblaggio delle cose, quindi inizia con i bordi immersi nel cioccolato, cambiando l'idrofobia e l'idrofilia.
In theory, if you program those sufficiently, you should be able to do something pretty interesting and make a very complex structure.
In teoria, se si programma a sufficienza, si dovrebbe essere in grado di fare qualcosa piuttosto interessante e creare ogni struttura davvero complessa.
In this case, he's done self-replication of a complex 3D structure.
In questo caso, ha fatto auto replicazioni di complesse strutture 3D.
And that's what I thought about for a long time, because this is how we currently make things.
Ed è quello a cui ho pensato per molto tempo, perché questo è come facciamo le cose al momento.
This is a silicon wafer, and essentially that's just a whole bunch of layers of two-dimensional stuff, sort of layered up.
Questa è una cialda di silicone, ed essenzialmente è solo un gruppo di strati di materiale bidimensionale, come stratificato.
The feature side is — you know, people will say, [unclear] down around about 65 nanometers now.
L'importante è... sapete, la gente dirà, [non chiaro] circa 65 nanometri ora.
On the right, that's a radiolara.
A destra, è una radiolara.
That's a unicellular organism ubiquitous in the oceans.
E 'un organismo unicellulare onnipresente negli oceani.
And that has feature sizes down to about 20 nanometers, and it's a complex 3D structure.
E ha caratteristiche che misurano circa 20 nanometri, ed è una complessa struttura in 3D.
We could do a lot more with computers and things generally if we knew how to build things this way.
Potremmo fare molto di più con computer e cose in generale se sapessimo come costruire cose in questo modo.
The secret to biology is, it builds computation into the way it makes things.
Il segreto per la biologia è, che costruisce la computazione nel modo in cui fa le cose.
So this little thing here, polymerase, is essentially a supercomputer designed for replicating DNA.
Quindi questa piccola cosa qui, polimerasi, è essenzialmente un super computer progettato per replicare il DNA.
And the ribosome here is another little computer that helps in the translation of the proteins.
E questo ribosoma, qui, è un altro piccolo computer che aiuta nella traslazione delle proteine.
I thought about this in the sense that it's great to build in biological materials, but can we do similar things?
Ci ho pensato nel senso che è grandioso costruire con materiali biologici, ma noi, possiamo fare cose simili?
Can we get self-replicating-type behavior?
Possiamo ottenere un comportamento di tipo auto replicante?
Can we get complex 3D structure automatically assembling in inorganic systems?
Possiamo ottenere complesse strutture in 3D che si assemblano automaticamente in sistemi inorganici?
Because there are some advantages to inorganic systems, like higher speed semiconductors, etc.
Perché ci sono alcuni vantaggi nei sistemi inorganici, come semiconduttori di velocità superiori, eccetera.
So, this is some of my work on how do you do an autonomously self-replicating system.
Quindi, questa è parte del mio lavoro su come si possa fare un sistema di auto replicazione in modo autonomo.
And this is sort of Babbage's revenge.
E questa è una specie di vendetta di Babbage.
These are little mechanical computers.
Questi sono piccoli computer meccanici.
These are five-state state machines.
Queste sono macchine a cinque stati.
So, that's about three light switches lined up.
Quindi, riguarda tutto tre interruttori allineati.
In a neutral state, they won't bind at all.
In uno stato neutrale, non si fisseranno.
Now, if I make a string of these, a bit string, they will be able to replicate.
Ora, se ne faccio una linea, una linea di bit, saranno in grado di replicarsi.
So we start with white, blue, blue, white.
Quindi iniziamo con bianco, blu, blu, bianco.
That encodes; that will now copy.
Ciò codifica; ciò non copierà.
From one comes two, and then from two comes three.
Da uno ne arrivano due, e poi da due, tre.
And so you've got this sort of replicating system.
Quindi si ha questa specie di sistema che si replica.
It was work actually by Lionel Penrose, father of Roger Penrose, the tiles guy.
In effetti era un lavoro di Lionel Penrose, padre di Roger Penrose, il tipo delle mattonelle.
He did a lot of this work in the '60s, and so a lot of this logic theory lay fallow as we went down the digital computer revolution, but it's now coming back.
Negli anni Sessanta ha lavorato molto, e quindi molta della sua teoria logica è rimasto inutilizzata mentre attraversavamo la rivoluzione del computer digitale, ma ora sta tornando.
So now I'm going to show you the hands-free, autonomous self-replication.
Quindi vi mostrerò l'auto replicazione autonoma, libera dalle mani.
So we've tracked in the video the input string, which was green, green, yellow, yellow, green.
Quindi, abbiamo tracciato nel video la sequenza d'ingresso, che era verde, verde, giallo, giallo, verde.
We set them off on this air hockey table.
Li abbiamo messi in risalto su questo tavolo da hockey.
You know, high science uses air hockey tables —
Sapete, le scienze avanzate usano tavoli da hockey...
(Laughter)
(Risate)
— and if you watch this thing long enough you get dizzy, but what you're actually seeing is copies of that original string emerging from the parts bin that you have here.
... e se lo guardate abbastanza vi verrà la nausea, ma quello che in effetti state vedendo, sono copie di quella sequenza originale che emerge dalle parti che sono qui.
So we've got autonomous replication of bit strings.
Quindi abbiamo replicazioni autonome delle sequenze di bit.
So, why would you want to replicate bit strings?
Quindi, perché dovreste voler replicare delle sequenze di bit?
Well, it turns out biology has this other very interesting meme, that you can take a linear string, which is a convenient thing to copy, and you can fold that into an arbitrarily complex 3D structure.
Beh, è venuto fuori che la biologia ha quest'altro interessante meme, ovvero si può prendere una sequenza lineare, che è una cosa comoda da copiare, e che si può chiudere in una struttura 3D arbitrariamente complessa.
So I was trying to, you know, take the engineer's version: Can we build a mechanical system in inorganic materials that will do the same thing?
Quindi io stavo provando a, sapete, prendere la versione dell'ingegnere: possiamo costruire un sistema meccanico in materiali inorganici che faranno la stessa cosa?
So what I'm showing you here is that we can make a 2D shape — the B — assemble from a string of components that follow extremely simple rules.
Quindi ciò che vi sto mostrando qui è che possiamo fare una forma a 2 dimensioni... la B... assemblando da una sequenza di componenti che seguono regole estremamente semplici.
And the whole point of going with the extremely simple rules here, and the incredibly simple state machines in the previous design, was that you don't need digital logic to do computation.
E il punto di andare con le regole estremamente semplici qui, e le macchine di stato incredibilmente semplici, nel progetto precedente, era che non si ha bisogno della logica digitale per fare computazione.
And that way you can scale things much smaller than microchips.
E in quel modo si possono rappresentare in scala cose molto più piccole dei microchip.
So you can literally use these as the tiny components in the assembly process.
Quindi questi si possono letteralmente usare come i minuscoli componenti nel processo di assemblaggio.
So, Neil Gershenfeld showed you this video on Wednesday, I believe, but I'll show you again.
Quindi, Neil Gershenfeld credo vi abbia mostrato questo video mercoledì, ma ve lo mostrerò di nuovo.
This is literally the colored sequence of those tiles.
Questa è letteralmente la sequenza colorata di quelle mattonelle.
Each different color has a different magnetic polarity, and the sequence is uniquely specifying the structure that is coming out.
Ogni colore differente ha una polarità magnetica differente, e la sequenza è unicamente specificando la struttura che sta venendo fuori.
Now, hopefully, those of you who know anything about graph theory can look at that, and that will satisfy you that that can also do arbitrary 3D structure, and in fact, you know, I can now take a dog, carve it up and then reassemble it so it's a linear string that will fold from a sequence.
Ora, forse, quelli di voi che sanno qualcosa sulla teoria del diagramma possono guardarlo, e rimanere soddisfatti, può infatti fare anche arbitrarie strutture in 3D, e infatti, sapete, io ora potrei prendere un cane, ripartirlo e poi riassemblarlo così da formare una fila lineare che si piegherà da una sequenza.
And now I can actually define that three-dimensional object as a sequence of bits.
E ora posso in effetti definire quell'oggetto tridimensionale come una sequenza di bit.
So, you know, it's a pretty interesting world when you start looking at the world a little bit differently.
Quindi, sapete, è un mondo piuttosto interessante quando si inizia a guardare al mondo in modo un po' diverso.
And the universe is now a compiler.
E l'universo adesso è un compilatore.
And so I'm thinking about, you know, what are the programs for programming the physical universe?
E quindi sto pensando a, sapete, a quali sono i programmi che servono a programmare l'universo fisico.
And how do we think about materials and structure, sort of as an information and computation problem?
E come pensiamo a materiali e strutture, come ad una specie di problema di informazione e computazione.
Not just where you attach a micro-controller to the end point, but that the structure and the mechanisms are the logic, are the computers.
Non solo dove si acclude un micro controllore alla fine del punto, ma che la struttura e i meccanismi sono la logica, sono i computer.
Having totally absorbed this philosophy, I started looking at a lot of problems a little differently.
Avendo totalmente assorbito questa filosofia, ho iniziato a guardare a tanti problemi in modo un po' diverso.
With the universe as a computer, you can look at this droplet of water as having performed the computations.
Con l'universo come un computer, si può guardare questa gocciolina d'acqua come se avesse compiuto la computazione.
You set a couple of boundary conditions, like gravity, the surface tension, density, etc., and then you press "execute," and magically, the universe produces you a perfect ball lens.
Si sistemano un paio di condizioni limite, come la gravità, la tensione della superficie, densità, eccetera, e poi si preme esegui, e magicamente, l'universo vi produce una perfetta lente a sfera.
So, this actually applied to the problem of — so there's a half a billion to a billion people in the world don't have access to cheap eyeglasses.
Quindi, questo applicato al problema di, ,,quindi ci sono da mezzo miliardo a un miliardo di persone al mondo che non hanno accesso a occhiali economici.
So can you make a machine that could make any prescription lens very quickly on site?
Quindi si può fare una macchina che sia in grado di fare qualunque prescrizione di lenti in modo veloce e in sito?
This is a machine where you literally define a boundary condition.
Questa è una macchina dove si può letteralmente definire una condizione limite.
If it's circular, you make a spherical lens.
Se è circolare, fa una lente sferice.
If it's elliptical, you can make an astigmatic lens.
Se è ellittica, si può fare una lente astigmatica.
You then put a membrane on that and you apply pressure — so that's part of the extra program.
Poi gli si pone sopra una membrana e si applica una pressione.... quindi questa è parte del programma extra.
And literally with only those two inputs — so, the shape of your boundary condition and the pressure — you can define an infinite number of lenses that cover the range of human refractive error, from minus 12 to plus eight diopters, up to four diopters of cylinder.
E letteralmente con uno di quei due input... quindi, la forma della vostra condizione limite e la pressione... si possono definire un numero infinito di lenti che coprano la gamma di errori rifrangenti umani, da meno 12 a più 8 diottrie, fino a quattro diottrie di cilindro.
And then literally, you now pour on a monomer.
E poi letteralmente, ci si versa un monometro.
You know, I'll do a Julia Childs here.
Sapete, farete una Julia Childs qui.
This is three minutes of UV light.
Questi sono tre minuti di luce UV.
And you reverse the pressure on your membrane once you've cooked it. Pop it out. I've seen this video, but I still don't know if it's going to end right.
E si riversa la pressione sulla membrana dopo averla cotta. Lo solleviamo. Ho visto questo video, ma non so ancora se finirà bene.
(Laughter)
(Risate)
So you reverse this. This is a very old movie, so with the new prototypes, actually both surfaces are flexible, but this will show you the point.
Quindi invertitelo. Questo è un filmato molto vecchio, quindi con i nuovi prototipi, in effetti entrambe le superfici sono flessibili, ma questo vi mostrerà il punto.
Now you've finished the lens, you literally pop it out.
Ora la lente è finita, viene letteralmente sollevata.
That's next year's Yves Klein, you know, eyeglasses shape.
Questo è Yves Klein dell'anno prossimo, sapete, la forma della lente.
And you can see that that has a mild prescription of about minus two diopters.
E si può vedere che ha una prescrizione lieve di circa meno due diottrie.
And as I rotate it against this side shot, you'll see that that has cylinder, and that was programmed in — literally into the physics of the system.
E mentre la giro contro questo lato, vedrete che ha un cilindro, e che è stata programmata in... letteralmente nella fisica del sistema.
So, this sort of thinking about structure as computation and structure as information leads to other things, like this.
Quindi, questa sorta di pensiero della struttura come computazione e struttura come informazione porta ad altre cose, come questa.
This is something that my people at SQUID Labs are working on at the moment, called "electronic rope." So literally, you think about a rope.
Questa è qualcosa alla quale stanno lavorando al momento i miei al laboratorio SQUID, e si chiama corda elettronica. Quindi letteralmente, pensate a una corda.
It has very complex structure in the weave.
Ha una struttura molto complessa nella trama.
And under no load, it's one structure.
E senza nessun carico, è una struttura.
Under a different load, it's a different structure.
Sotto un carico differente, è una struttura differente.
And you can actually exploit that by putting in a very small number of conducting fibers to actually make it a sensor.
E si può in effetti sfruttare mettendoci dentro una quantità piccolissima di fibre di conduzione per renderla un sensore.
So this is now a rope that knows the load on the rope at any particular point in the rope.
Quindi questa è ora una corda che conosce il peso sulla corda in ogni particolare punto della corda.
Just by thinking about the physics of the world, materials as the computer, you can start to do things like this.
Solo pensando alla fisica del mondo, materiali come computer, si possono iniziare a fare cose come queste.
I guess I'm just going to casually tell you the types of things that I think about with this.
Andrò avanti senza interruzioni. Con queste vi dirò in modo casuale i tipi di cose ai quali penso.
One thing I'm really interested about this right now is, how, if you're really taking this view of the universe as a computer, how do we make things in a very general sense, and how might we share the way we make things in a general sense the same way you share open source hardware?
Una cosa che mi interessa molto in questo momento, è come, se state davvero considerando questa visione dell'universo come un computer, a come facciamo le cose in un modo molto generale, e a come potremmo condividere il modo in cui facciamo le cose in senso generale allo stesso modo in cui condividiamo gli hardware open source?
And a lot of talks here have espoused the benefits of having lots of people look at problems, share the information and work on those things together.
E molti discorsi qui hanno esposto i benefici di avere molte persone che considerano quei problemi, condividere insieme l'informazione e il lavoro su quelle cose.
So, a convenient thing about being a human is you move in linear time, and unless Lisa Randall changes that, we'll continue to move in linear time.
Quindi, una cosa opportuna dell'essere umani è che ci si muove in tempo lineare, e a meno che Lisa Randall non lo cambi, continueremo a muoverci in tempo lineare.
So that means anything you do, or anything you make, you produce a sequence of steps — and I think Lego in the '70s nailed this, and they did it most elegantly.
Quindi ciò significa che qualunque cosa facciate, o qualunque cosa creiate, si produce una sequenza di scalini... e io credo che negli anni Settanta i Lego l'abbiano colto, e l'hanno fatto in modo molto elegante.
But they can show you how to build things in sequence.
Ma possono mostrare come costruire le cose in sequenza.
So, I'm thinking about, how can we generalize the way we make all sorts of things, so you end up with this sort of guy, right?
Quindi, sto pensando a come possiamo generalizzare il modo in cui facciamo ogni sorta di cosa, quindi si finisce con questa specie di tizio, giusto?
And I think this applies across a very broad — sort of, a lot of concepts.
E credo che ciò si applichi in un senso molto generale... come a molti concetti.
You know, Cameron Sinclair yesterday said, "How do I get everyone to collaborate on design globally to do housing for humanity?" And if you've seen Amy Smith, she talks about how you get students at MIT to work with communities in Haiti.
Sapete, Cameron Sinclair ieri ha detto, "Come possiamo fare in modo che tutti collaborino a livello globale a progettare case per l'umanità?" E se avete visto Amy Smith, parla di come ha portato gli studenti del MIT a lavorare con le comunità ad Haiti.
And I think we have to sort of redefine and rethink how we define structure and materials and assembly things, so that we can really share the information on how you do those things in a more profound way and build on each other's source code for structure.
E io credo che noi dovremmo come ridefinire e ripensare a come definiamo struttura e materiali e assembliamo le cose, così da poter davvero condividere l'informazione di come si fanno le cose in un modo più profondo, e costruire basandoci sulla fonte dei codici per la struttura reciproca.
I don't know exactly how to do this yet, but, you know, it's something being actively thought about.
Ancora non so esattamente come farlo, ma, sapete, è qualcosa alla quale sto pensando attivamente.
So, you know, that leads to questions like, is this a compiler?
Quindi, sapete, ciò porta a domande come: "Questo è un compilatore?
Is this a sub-routine? Interesting things like that.
E 'una sub-routine? "Cose interessanti come queste.
Maybe I'm getting a little too abstract, but you know, this is the sort of — returning to our comic characters — this is sort of the universe, or a different universe view, that I think is going to be very prevalent in the future — from biotech to materials assembly.
Forse sto andando un po' troppo sull'astratto, ma sapete, questo è come... tornare ai nostri personaggi fumetto... questo è una specie di universo, o una visione diversa dall'universo che credo sarà prevalente nel futuro... dalla biotecnologia all'assemblaggio dei materiali.
It was great to hear Bill Joy.
E 'stato fantastico sentire Bill Joy.
They're starting to invest in materials science, but these are the new things in materials science.
Stanno iniziando a investire nella scienza dei materiali, ma queste sono cose nuove nella scienza dei materiali.
How do we put real information and real structure into new ideas, and see the world in a different way?
Come mettiamo un'informazione vera e una struttura vera in nuove idee, e vediamo il mondo in modo diverso?