Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Грязь в производственных резервуарах — это вода, смешанная с частицами гораздо более мелкими, чем ил. Частицы — это крепежные детали, компьютеры и все остальное — остаются во взвешенном состоянии, потому что упакованы в молекулярные оболочки, которые удерживают их там. В данном случае используется тот же принцип, что и с молекулами моющего средства, которые обволакивают частицы маслянистой грязи, чтобы очистить от них одежду.

Хотя это вряд ли вкусно или питательно, но вы могли бы пить смесь палатки без вреда для здоровья. Для вашего желудка детали и их оболочки, и даже наномашины, были бы подобны множеству песчинок или опилок. (Бабушка назвала бы это грубой пищей).

Карл и Мария получают энергию от солнечных батарей, размещенных на дороге, и это единственная причина, по которой они ее проложили. Позади их завода стоит что-то похожее на толстую дымовую трубу. Однако все, что из нее вылетает, — это восходящий поток чистого, теплого воздуха. Темная мощеная дорога, которую нагревает солнце в Нью-Мексико, прохладнее, чем можно было бы ожидать: она впитывает солнечную энергию и производит электричество. При использовании энергии выделяется тепло, которое должно куда-то идти. Для этого используются градирни, расположенные вдоль дороги, а по пути энергия выполняет полезную работу.

Некоторая продукция, например, ракетные двигатели изготовляется медленно и в единственном числе. Это делает их более крепкими и качественными. А вот палатки не должны быть сверхкрепкими и предназначены только для временного использования. Уже через несколько дней после того, как их установят, жертвы землетрясения смогут переехать в новое жилье (постоянное, более красивое и сейсмостойкое). После чего палатки складываются и отправляются на переработку.

Переработка вещей, изготовленных таким образом, проста и эффективна: наномашины просто отвинчивают и отстегивают разъемы и переправляют детали в бункеры. Изделия «Desert Rose Industries» в основном перерабатываются в начальное состояние. Там нет специальной маркировки для переработанных деталей, потому что молекулярные материалы, в любом случае, одинаковы.

Для удобства (и чтобы не делать завод излишне большим), Карл и Мария получают большинство сборных деталей от других производителей, хотя они смогли бы сделать почти все и сами. Они могут даже изготовить производственное оборудование. В одном из своих рабочих резервуарах они могут собрать новый шкаф, полный специальных ассемблеров. Они делают это, когда должны сами сделать новую деталь. Как и все остальное, детали для ассемблеров изготавливают специальные ассемблеры. Карл может даже изготовить предметы большего размеры, чем производственный резервуар, разворачивая их потом как палатки.

Если «Desert Rose Industries» потребуется удвоить мощности, Карл и Мария смогут сделать это всего за несколько дней. Однажды они так и поступили, получив особый заказ на производство секций стадиона. Мария заставила Карла перестроить новое здание, чтобы его тень не закрывала их кактусовый сад.

В сценарии «Desert Rose Industries» производство стало дешевым, быстрым, чистым и эффективным. Использование быстрых, точных машин для обработки вещества в молекулярных частицах позволяет нанотехнологии быть быстрой, чистой и эффективной. Но чтобы она стала доступной, производственное оборудование должно быть дешевым.

Сценарий «Desert Rose Industries» показывает, как это может работать. Молекулярно-технологическое оборудование может быть использовано для изготовления всех деталей, необходимых для создания более совершенного молекулярного технологического оборудования. Она даже может строить машины, необходимые для сборки деталей. Это напоминает идею, разработанную НАСА для саморасширяющегося производственного комплекса на Луне, но сделанную быстрее и проще с использованием молекулярных машин и деталей.

В первые дни возникновения нанотехнологий не будет такого количества различных видов машин, как в «Desert Rose Industries». Одним из способов построить в разумные сроки достаточное количество молекулярного технологического оборудования стала бы возможность сделать машину, которая могла быть использована для изготовления копии самой себя, начиная со специальных, но простых химических веществ. Машина, способная сделать это, называется «репликатором». С репликатором и резервуаром, полным подходящего топлива и сырья, вы можете начать с одной машины, затем получить две, четыре, восемь и так далее.

Этот процесс удвоения полезно использовать для создания большого количества машин. Репликаторы, каждый из которых состоит из компьютера для управления и универсального ассемблера для создания изделий, затем могут быть использованы для изготовления чего-то еще, например, тонны специализированных машин, необходимых для создания завода для «Desert Rose Industries». В этот момент репликаторы могут быть заменены более эффективными машинами.

Однако репликаторы заслуживают более пристального внимания, потому что показывают, как быстро молекулярные строительные системы могут быть использованы для создания большего производственного оборудования. На рисунке 9 показана конструкция, описанная в курсе CS 404 Стэнфордского университета весной 1988 года. Если бы мы оказались в одном из наших стандартных видов моделирования, субмикроскопическое устройство в верхней части изображения было бы похоже на лежащий на боку огромный танк высотой в три этажа. Большая часть его занята системой ленточной памяти, которая обеспечивает нужное перемещение манипулятора для сбора всех частей репликатора, кроме самой ленты. Лента изготавливается специальным ленточно-копировальным аппаратом. На правом конце репликатора находятся поры для подвода молекул топлива и сырья, а также машины для их обработки. Посередине — инструменты с компьютерным управлением, вроде тех, что мы видели во время поездки на завод. Именно они выполняют большую часть строительства.

Рисунок 9. РЕПЛИКАТОР

Репликатор способен построить копии самого себя, когда получает достаточно топлива и сырья. На рисунке изображен нанокомпьютер (А), библиотека сохраненных программ (В), оборудование, которое получает топливо и производит электроэнергию (С), двигатель (D) и оборудование, которое готовит сырье для использования (E). (Его объем соответствует расчетам, выполненным в Стэнфорде.) Нижние рисунки иллюстрируют этапы цикла репликации, показывая, как рабочее пространство изолируется от внешней жидкости, которая обеспечивает поступление необходимых молекул топлива и сырья. Репликаторы такого рода полезны в качестве мысленных экспериментов, чтобы показать, как наномашины могут производить больше наномашин, впрочем, реальное оборудование было бы на практике более эффективным.