РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Нанооружие: станет ли «серая слизь» концом света

Иногда нас интересуют вопросы реалистичности научных концепций, показываемых в кино. Например, однажды мы анализировали марсиан из «Джона Картера». Теперь же подумаем о реалистичности «серой слизи» или рое микроботов — это тоже популярная киноконцепция, которая может привести к концу света.
Нанооружие: станет ли «серая слизь» концом света

В 1986 году американский ученый Эрик Дрекслер, считающийся одним из отцов нанотехнологий, в своей книге «Машины созидания» применил термин «серая слизь». Явление, описанное этим словосочетанием, в принципе, было теоретически известно и ранее, многократно встречаясь в различных фантастических произведениях, но именно концепция Дрекслера стала популярной — во многом потому, что описывала не что иное, как конец света. «Серая слизь» — это совокупность наноботов-репликаторов, способных создавать себе подобных из любой подвернувшейся материи и запрограммированных на безостановочное размножение. По сути, «серая слизь» в понимании Дрекслера — абсолютное оружие, способное поглотить всю Землю. Но Дрекслер, конечно, не был первым.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Истоки самовоссоздания

Тема саморепликации неоднократно поднималась в научной фантастике задолго до Дрекслера. Хорошо известна классическая повесть Анатолия Днепрова «Крабы идут по острову» (1958), в которой ученый создает крабоподобных роботов, способных воспроизводить самих себя из любого металла, и вывозит их для испытаний на уединенный остров в океане. Правда, он недооценивает степень самообучаемости «крабов» — с каждым новым поколением они становятся все совершеннее и опаснее, а затем убивают своего создателя. Схожую конструкцию — самовоспроизводящегося робомуравья — описал в рассказе «Ночная погоня» американский фантаст Нильс Нильсен в 1964 году.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В кино эта тема появлялась еще чаще — можно вспомнить и третью «Матрицу» с бесконечно клонирующимися копиями агента Смита, и серию «Футурамы», в которой робот Бендер создал бессчетное количество экземпляров самого себя, и легендарный индийский фантастический фильм «Робот» со схожим сюжетом. Причем в последних двух случаях самовоспроизводящиеся машины были способны «слиться» в единую систему, «рой», каждая часть которого автономна, но при этом суммарный организм управляется единым разумом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Возможна ли самовоспроизводящаяся машина на самом деле? В 2013 году группа ученых из лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института продемонстрировала миру самособирающихся роботов, представляющих собой... набор кубиков. Проект получил название M-Blocks. Каждый бот — это небольшой куб, внутри которого расположены электродвигатель и маховик, достигающий скорости 20 000 об/мин, а на гранях куба находятся магниты. Благодаря маховику кубики умеют перекатываться с грани на грань и прыгать, а магниты позволяют им прикрепляться друг к другу, после чего сцепленная система становится «единым организмом», способным при необходимости снова разделиться. За несколько лет до того исследователи уже демонстрировали самособирающегося робота под названием Molecule (руководителем, как и в проекте M-Blocks, выступала Даниэла Рас), но новая система значительно совершеннее — все боты абсолютно одинаковы, и их может быть любое количество! Да, боты пока не умеют создавать себя из произвольных материалов, но уже способны образовывать сложные системы, состоящие из автономных элементов и действующие как единый организм. В принципе, это и есть рой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Квадрокоптеры KMel Robotics способны взаимодействовать друг с другом и совершать сложные операции в формате «роя». Правда, пока не в наномасштабе.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

К слову, современные токарные станки могут вытачивать практически любые детали. А значит, устройство, способное одновременно выполнять функции токарного станка и самособирающегося робота, может полностью воссоздать само себя (не считая электронных компонентов — их придется изготовить и установить отдельно). Если добавить к этому способность работать в рамках роя, мы можем утверждать: да, сегодняшний уровень технологического развития позволяет построить самовоспроизводящийся рой — правда, очень ограниченный и громоздкий. Во-первых, наделить боевого робота функциями созидания себе подобных — задача не из тривиальных, так что на данный момент это будет скорее промышленный, нежели военный рой. Во-вторых, до наноразмеров такой системе еще очень далеко.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

День, когда Земля остановилась

За много лет до Дрекслера, в 1940 году американец Гарри Бейтс написал рассказ «Прощание с повелителем». Спустя десятилетие последовала его экранизация, а еще через полвека — вторая. Она называлась «День, когда Земля остановилась», и значительную роль в этом фильме играл как раз рой микроботов. По сюжету на Землю прибывает инопланетянин Клаату с гигантским роботом Гортом — задача Клаату состоит в уничтожении землян, которые, с учетом диких темпов технического прогресса и врожденной агрессивности, могут представлять опасность для Вселенной. В итоге Клаату убеждается в том, что землян вполне можно помиловать, — но нас интересует вовсе не социальный аспект книги и фильма, а использованный в экранизации 2008 года метод уничтожения человечества.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Самособирающиеся конструкции M-Blocks. Оригинальная концепция конструктора, части которого могут самостоятельно передвигаться и составлять сложные структуры. Единственное, чего они пока не умеют, – это создавать себе подобных.

Ближе к концу фильма робот Горт распадается как раз на классическую «серую слизь» Дрекслера — насекомых-наноботов, которые пожирают материю, воспроизводя себе подобных, причем с такой скоростью, что человеческая техника не может с ними справиться. Боты действуют по заданной программе последовательной переработки Земли в таких же ботов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ближе всего к данной концепции подобрались на данный момент инженеры из пенсильванской лаборатории KMel Robotics. Они активно работают с миниатюрными квадрокоптерами, и их системы могут образовывать в воздухе сложные фигуры, синхронно перегруппировываться и взаимодействовать друг с другом.

youtube
Нажми и смотри
Нажми и смотри

На сегодня этот эффект используется в основном для шоу-программ и в рекламных целях, но в будущем подобное взаимодействие позволит создать, например, наблюдательные рои, способные передвигаться как с использованием общего алгоритма движения, так разделившись на автономные части. В системе может быть задействовано почти неограниченное количество квадрокоптеров, но пока исследователи ограничиваются 10−15 машинами. Квадрокоптерные шоу KMel Robotics пользуются широкой популярностью в интернете и в реальных шоу — интересно, насколько эффективно эта технология может послужить военным целям?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Параллельно представители KMel Robotics продемонстрировали, как три слаженно работающих квадрокоптера собирают макет здания: берут детали, подносят их к месту сборки, устанавливают. Это наглядное применение роя, который в будущем сможет выполнять более сложные функции.

Безусловно, на сегодняшний день автономных ботов наноразмера, тем более способных работать в составе роя, не существует. Но с каждым годом электроника совершенствуется, размеры тех или иных инженерных систем уменьшаются — и, вполне вероятно, через одно-два десятилетия в мире появятся миллионы наноботов, выполняющих множество различных задач — от доставки пиццы до слежения за потенциальными террористами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Управляемые боты?

Есть ещё один вариант. Например, злодей Йокаи из мультфильма «Город героев» командует своей армией микроботов силой мысли с помощью нейротрансмиттера. Причем боты именно «микро», а не «нано»: каждый из них вполне осязаем и больше напоминает крупное насекомое, чем песчинку. Коренное отличие ботов Йокаи от «серой слизи» в том, что они не самовоспроизводятся и имеют централизованное управление, то есть работают не по слепой программе, а направляются разумом «хозяина».

Теория «серой слизи»
widget-interest

Самореплицирующиеся автоматы впервые описал знаменитый математик, один из основоположников квантовой физики и логики Джон фон Нейман, но именно популистские высказывания Эрика Дрекслера сделали «серую слизь» настоящей «страшилкой» для масс. Дрекслер развил теорию, в рамках которой один репликатор способен создать свою точную копию из «подручного» материала за 1000 секунд — таким образом, спустя десять часов количество репликаторов составляет 68 719 476 736 штук, а за два дня суммарная их масса превысит массу Земли. По сути, это очень быстрый и необратимый сценарий конца света, обозначенный Дрекслером с помощью термина «экофагия». 
Сегодня это слово применяется по отношению к любому всепланетному катаклизму, могущему необратимым образом изменить биосферу. Например, знаменитый лед-9, описанный Куртом Воннегутом и способный превратить в лед все океаны мира, также относится к экофагическим веществам.

Мы уже убедились в том, что существование организованного роя в принципе возможно; при необходимости можно его и вооружить. Но как обстоят дела с телепатическим управлением? В 2010 году редакция «TechInsider» тестировала «тренажер телекинеза» — игрушку Mind Flex. Устройство работает на очень простом принципе: человек надевает на голову обруч, оснащенный сенсорами, которые фиксируют излучаемые мозгом волны. Информация об их интенсивности с помощью обычного радиосигнала передается на лабиринт, по которому путешествует поролоновый шарик. Чем выше интенсивность, тем активнее работает встроенный в лабиринт вентилятор, перебрасывающий шарик через различные преграды.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Схожим образом действует и «нейротрансмиттер», которым пользуется Йокаи. Датчики, укрепленные на голове «хозяина», могут усиливать частоту и интенсивность мозговых волн и в соответствии с ними передавать команды наноботам. Так можно контролировать скорость или степень агрессии роботов. Направление движения и выбор цели можно осуществлять другими способами, например с помощью сенсоров, отслеживающих взгляд управляющего роем.

Исходя из вышесказанного, мы можем сделать вывод, что микроботы Йокаи не такие уж фантастичные, какими могли бы показаться, скажем, полвека назад. Технологии, позволяющие реализовать роевую атаку, сегодня в том или ином виде уже существуют, хоть и находятся скорее в зачаточном состоянии. Но давайте вспомним, например, моторизированный планер братьев Райт. Он умел взлетать только при наличии встречного ветра со специальных полозьев и мог пронести максимум одного человека всего на несколько десятков метров, — а теперь его «наследники» за 12 часов пересекают Атлантический океан с несколькими сотнями пассажиров. Прогресс всегда начинается с малого. Главное, чтобы он шел мирными путями, а анимационных сверхзлодеев всегда побеждали положительные герои.

Pale
Pale 14 Октября 2018, 15:06
И не надо истеричного патриотизма: "Позорно забывать российские приоритеты..." Позорно не знать, что Джон фон Нейман, впервые описавший самореплицирующиеся автоматы, умер в 1957-м году, за двадцать с лишним лет, до вашего "осенения" в 1981-м. Наконец, приоритеты устанавливаются на основе документов или иных материальных свидетельств. Книга Дрекслера опубликована в 86-м году. Ваша же первая публикация, как я понимаю, относится к 1997-му году. Помнится, на одном из форумов вы упрекали собеседника: "...вы настойчиво пытаетесь свести меня с фантастами...". Совершенно напрасно упрекали, вам именно к фантастам.
Pale
Pale 14 Октября 2018, 15:05
Владимир Антонович (сознавайтесь, это ведь вы, собственной персоной), "Техника - молодёжи" 90-х годов розлива (до и после - не поручусь, не знаком), увы, весьма жёлтое издание, увлечённо вываливавшее на читателя торсионщину, экстрасенсорику, контактёрство и прочую лабуду, не имеющую никакого отношения ни к науке, ни к технике. И ваше (а я подозреваю, что статья "Ногою твёрдой стать" писана вами лично) "тезисное изложение" содержимого вашей книги - ровно из того же ряда. Вы, например, с лёгкостью сыплете цифрами: диаметр столько-то километров, толщина столько-то метров, масса столько-то тыс.тонн, мощность столько-то мегаватт - так, будто листаете техническую документацию реально существующих устройств и сооружений. Пришёл, увидел, записал. А на самом-то деле, откуда всё это - с потолка? Если в статье даже вскользь не упоминаются какие бы то ни было расчёты - что все эти цифры? Уловка для придания осязаемости вашим фантазиям в глазах легковерных читателей, ничего более. Но это приём писателя, а не учёного или инженера. Есть среди ваших фантазий не только беспочвенные, но и откровенно несостоятельные измышления. Скажем, вращающаяся "космическая колония" овального сечения. Либо вам не приходит в голову, что из-за разницы расстояний от оси вращения до стенок "эллипсоида" приемлемый уровень иск.гравитации будет лишь в узком поясе "эллипсоида", а не по всей его площади. Либо ваша мегаломания не позволяет вам естественным образом отсечь чудовищные нежилые объёмы, на заполнение, обогрев, разгон/торможение которых придётся затрачивать уйму энергии.
V.A.Z.
V.A.Z. 06 Августа 2018, 08:30
Добавлю. Впервые концепция КС была сформулирована, детально проработана и направлена в МО СССР (Устинову Д.Ф) автором ещё в 1981 году (задолго до "осенения" Дрекслера). Так что приоритет за Россией. Другое дело, что эксперты(?) МО СССР сочли концепцию КС несвоевременной и не по профилю МО, "отфутболив" в Госкомитет по науке и технике СССР, и там она была благополучно похерена до широкой публикации автором в конце 90-х (см. материалы книги Колонизация космоса: проблемы и перспективы, первое издание в 1997 г.). Тезисное изложение идеи КС см. журнале "Техника-Молодёжи", ст. "Ногою твердой стать" в №4 за 1999 г. Одно из применений КС в астроинженерии см. в журнале "Техника-молодёжи" № 10 за 2000 год,  см. статью "Паруса в плазменных ветрах" и редакционный комментарий "Без ракет". Всё можно найти в и-нете по названиям  статей. Позорно забывать российские приоритеты и аппелировать только к "дрекслерам"... По прогнозам автора концепции КС она должна была УЖЕ реализована к настоящему времени, но...
V.A.Z.
V.A.Z. 05 Августа 2018, 23:34
На все подобные вопросы дан ответ в книге Золотухина Владимира Антоновича "Колонизация космоса: проблемы и перспективы". Предложенная автором КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ РЕПЛИЦИРУЮЩАЯ СУБСТАНЦИЯ НА МНОЖЕСТВЕ УНИФИЦИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ НАНОРАЗМЕРОВ (КС) оснащается адекватной энергетикой (см патент № 2125303) и прочими атрибутами (и свойствами), позволяющими выполнить миссию основного инструмента астроинженерии, в т.ч. по терраформированю планет.
Максим Таренко
Максим Таренко 10 Июля 2018, 08:47
в футураме есть серия где профессор запускает наноботов на отдалённой планете для получения чистой воды и они начинают эволюционировать. это ближе к упомянутым произведениям =)
Alexey Zharikov
Alexey Zharikov 09 Июля 2018, 23:46
Так в том и проблема, что наследники самолёта Братьев Райт пересекали Атлантический океан за 12 часов с сотнями пассажиров ещё в конце 40-х годов - и с тех пор ничему новому не научились!
Pale
Pale 09 Июля 2018, 20:07
Вот сколько лет встречаю упоминания о "серой слизи", столько не могу взять в толк, как эту бредовую идею можно обсуждать всерьёз, как реальный сценарий, которого нужно страшиться берясь за любую наноразработку? Ну, может это "нечто" соорудить свою копию за 1000 секунд. Ну, ок. Три вопроса: 1) материалы? 2) энергия? 3) точность сборки? Итак, материалы. Из "подручного" материала - это из какого? Не из всего же подряд?! Или эти ваши "нано"-боты будут отдельными нейтронами-протонами манипулировать? Дальше, энергия. Откуда и как именно эти боты будут черпать энергию? Сколько энергии потребуется для извлечения из окружающей среды необходимых материалов, сооружения своей копии? Будет ли она доступна бесперебойно в необходимом количестве (особенно, когда "за два дня суммарная их масса превысит массу Земли")? Точность сборки - почему эти горе-теоретики уверены, что каждая копия будет выходить точной и функциональной? У меня это вызывает очень большие сомнения. Почти наверняка на таком масштабе ошибки будут многочисленны и неизбежны. В итоге на практике мы и близко не получим такого бурного роста, каким пугают апологеты "серой слизи". Ну и наконец, мне представляется, что микробиота - очень хороший пример "серой слизи". Суммарная масса микроорганизмов астрономически велика по сравнению с суммарной массой прочих организмов. Все микробы только тем и заняты, вообще-то, что бесконечно плодят и плодят собственные копии... только вот почему-то не потонули мы в их серой массе. И дело не только в том, что эта микроскопическая жизнь сопровождала нас и наших далёких пращуров на всём эволюционном пути. Есть очевидные ограничения по энергии, концентрации питательных веществ, условиям окружающей среды, и прочая-прочая-прочая, которые не позволяют условной амёбе покрошить на свои копии всю нашу планету.
alexander.kunis
alexander.kunis 15 Октября 2014, 14:10
К слову, автор не упомянул два замечательных произведения на упомянутую тему: повесть "Непобедимый" и роман "Мир на земле" Станислава Лема. В обоих произведениях, люди, создав микророботов дают толчок эволюции, результаты которой становятся серьезной проблемой.
Загрузка статьи...