Өзін-өзі көшіре алатын құрылғылар

Өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналар – табиғаттағыдай автономды роботтар. Ресурстарды пайдаланып, өндіріс пен ғарыш кенін игеруде маңызды рөл атқарады.

12 мин оқу

100%

Дереккөз: Self-replicating machine — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Өзін-өзі көшіре алатын құрылғы

Өзін-өзі қайталайтын машина – қоршаған ортада табиғи түрде кездесетіндей, шикізатты пайдаланып автономды түрде өзін-өзі көбейтуге қабілетті автономды роботтың бір түрі. Өзін-өзі қайталайтын машиналар туралы ұғымды Гомер Джейкобсон, Эдвард Ф. Мур, Фримен Дайсон, Джон фон Нейман және Конрад Цузе қарыштырып, зерттеді, олар репликатор дизайнының барлық кеңістігін алғашқы толыққанды талдады. Мұндай технологияны дамыту болашақта айлар мен астероид белдеулерінен кен мен басқа материалдарды өндіру, ай фабрикаларын құру және тіпті ғарышқа күн энергиясымен жұмыс істейтін спутниктерді салу сияқты жоспарлардың ажырамас бөлігі болып табылады. Фон Нейманның зонды осындай машинаның теориялық мысалы болып табылады. Фон Нейман сондай-ақ, клеткалық автоматтар ортасында қалыптасқан, өзін-өзі көбейтуге қабілетті және эволюциялай алатын «әмбебап конструктор» деп аталатын машинада жұмыс істеді. Айта кетерлігі, Фон Нейманның өзін-өзі көбейту автоматтарының схемасы, ашық эволюция үшін мұрагерлік ақпараттың өздігінен көбейетін машинадан бөлек, ұрпаққа берілуін талап етеді. Бұл Ватсон мен Крик ДНК молекуласының құрылымын және оның жасушада жеке аударылып, көбейтілуін ашқанға дейін болған түсінік болды. Өзін-өзі қайталайтын машина – дәстүрлі, кең ауқымды технология мен автоматтандыруға сүйенетін жасанды өзін-өзі қайталайтын жүйе. Бұл ұғымды алғаш рет Фон Нейман 1940 жылдардың басында ұсынды және ол әртүрлі технологияларды қамтитын әртүрлі тәсілдерге әкелді. Әдебиетте кейбір ерекше терминдер кездеседі. Мысалы, Дрекслер бір кезде «кланкинг репликатор» терминін макромасштабты репликациялық жүйелерді нанотехнологияның мүмкін ететін микроскоптық нанороботтардан немесе «жинаушылардан» ажырату үшін қолданды, бірақ бұл термин бейресми және басқалар оны танымал немесе техникалық талқылауларда сирек қолданады. Репликаторларды осы идеяны алғаш рет қатаң зерттеген Джон фон Нейманның құрметіне «фон Нейман машиналары» деп те атайды. Дегенмен, «фон Нейман машинасы» термині аз ерекшеленеді және фон Нейман ұсынған мүлдем басқа компьютерлік архитектураны да білдіреді, сондықтан дәлдік маңызды болған жағдайларда оны қолдану ұсынылмайды. Олардың барлық бөліктерін көшіру арқылы. Бұл талқылауларда адам кесу процестерін басқарады (кейін машиналарды жоспарлап, бағдарламалайды) және содан кейін бөлшектерді құрастырады деген тұжырым жатыр. Бұл RepRap машиналарына да қатысты, олар мұндай автономды емес «өзін-өзі қайталау» туралы айтылғанда жиі еске алынатын машиналардың басқа класы. Керісінше, шын мәнінде автономды түрде өзін-өзі қайталайтын машиналар (биологиялық машиналар сияқты) осы жерде талқыланатын негізгі тақырып болып табылады.

A self replicating machine is a type of autonomous robot that is capable of reproducing itself autonomously using raw materials found in the environment, thus exhibiting self replication in a way analogous to that found in nature. The concept of self replicating machines has been advanced and examined by Homer Jacobson, Edward F. Moore, Freeman Dyson, John von Neumann, Konrad Zuse which provided the first comprehensive analysis of the entire replicator design space. The future development of such technology is an integral part of several plans involving the mining of moons and asteroid belts for ore and other materials, the creation of lunar factories, and even the construction of solar power satellites in space. The von Neumann probe is one theoretical example of such a machine. Von Neumann also worked on what he called the universal constructor, a self replicating machine that would be able to evolve and which he formalized in a cellular automata environment. Notably, Von Neumann's Self Reproducing Automata scheme posited that open ended evolution requires inherited information to be copied and passed to offspring separately from the self replicating machine, an insight that preceded the discovery of the structure of the DNA molecule by Watson and Crick and how it is separately translated and replicated in the cell. A self replicating machine is an artificial self replicating system that relies on conventional large scale technology and automation. The concept, first proposed by Von Neumann no later than the 1940s, has attracted a range of different approaches involving various types of technology. Certain idiosyncratic terms are occasionally found in the literature. For example, the term clanking replicator was once used by Drexler to distinguish macroscale replicating systems from the microscopic nanorobots or "assemblers" that nanotechnology may make possible, but the term is informal and is rarely used by others in popular or technical discussions. Replicators have also been called "von Neumann machines" after John von Neumann, who first rigorously studied the idea. However, the term "von Neumann machine" is less specific and also refers to a completely unrelated computer architecture that von Neumann proposed and so its use is discouraged where accuracy is important. by copying all of their parts. Implicit in these discussions is that a human would direct the cutting processes (later planning and programming the machines), and would then assemble the parts. The same is true for RepRaps, which are another class of machines sometimes mentioned in reference to such non autonomous "self replication". In contrast, machines that are truly autonomously self replicating (like biological machines) are the main subject discussed here.

Тарих

Өзін-өзі көшірмелеуге қабілетті жасанды машиналар туралы жалпы түсінік кем дегенде бірнеше жүз жылға барып жетеді. Алғашқы сілтеме – философ Рене Декарттың Швеция патшайымы Кристинаға адам денесін машина ретінде қарастыруға болатынын айтқан әңгімесі; ол сағатты көрсетіп, «оның ұрпақ тудыруын қамтамасыз етуге көңіл бөліңдер» деп бұйырды. Осы әңгімеге қатысты басқа да бірнеше нұсқалар бар. Сэмюэл Батлер 1872 жылғы «Эревон» романында машиналардың өзін-өзі көбейтуге қабілетті екенін, бірақ оны істеуге адам мәжбүр еткенін айтты және «машина жасап көбейтуге қабілетті машиналар өздерінің түріне сәйкес машиналарды көбейтіп шығармайды» деп қосты. Джордж Элиоттың 1879 жылғы «Теофрасттың әсерлері» кітабында, ол ойдан шығарылған ғалым Теофраст кейіпінде жазған мақалалар сериясында «Алдағы жарыстың көлеңкелері» атты мақаласында өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналар туралы болжамдар жасады, Теофраст «олардың ақырында өзін-өзі қамтамасыз ету, өзін-өзі жөндеу және көбейту қабілеттерін алып жүруіне немесе өздігінен дамытуына қалай сенімді бола аламын?» деп сұрады. 1802 жылы Уильям Пэйли басқа машиналарды жасауға қабілетті машиналарды бейнелейтін алғашқы белгілі телеологиялық аргументті ұсынды, егер сағат өзін-өзі көшіруге қабілетті екені дәлелденсе, бастапқыда сағатты кім жасады деген сұрақ маңызсыз болады. Өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналарды ғылыми тұрғыдан зерттеуді 1929 жылы Джон Бернал, ал 1930-шы жылдары рекурсия теориясын дамытуды бастаған Стивен Клин сияқты математиктер болжады. Алайда, осы жұмыстың көп бөлігі мұндай жүйені физикалық іске асырудың орнына ақпаратты өңдеу және алгоритмдерге деген қызығушылықтан туындады. 1950 жылдары өзін-өзі көбейтуге қабілетті бірнеше қарапайым механикалық жүйелер ұсынылды, әсіресе Лайонель Пенроуз.

Фон Нойманның кинематикалық моделі

Өзін-өзі көбейтуге қабілетті машинаның егжей-тегжейлі тұжырымдамалық ұсынысын алғаш рет 1948 және 1949 жылдары математик Джон фон Нейман лекцияларында ұсынды, ол өзін-өзі көбейтуге қабілетті автоматтардың кинематикалық моделін ой-эксперимент ретінде қарастырды. Фон Нейманның физикалық өзін-өзі көбейтуге қабілетті машина туралы түсінігі тек абстрактілі түрде зерттелді, ал гипотетикалық машина шикізат көзі ретінде "теңіз" немесе қосалқы бөлшектер қоймасын пайдаланды. Машинада жадқа сақталған бағдарлама болды, ол осы "теңізден" бөлшектерді алып, оларды өзінің көшірмесін жасау үшін біріктіріп, содан кейін жадтағы мазмұнды бос көшірмеге көшіруге бағыттайтын. Машина кемінде сегіз түрлі компоненттен тұрады деп есептелді: төрт логикалық элемент, олар сигналдарды жібереді және қабылдайды, және төрт механикалық элемент, олар құрылымдық қаңқа мен жылдамдықты қамтамасыз етеді. Бұл модель сапалық тұрғыдан дұрыс болғанымен, фон Нейман математикалық тұрғыдан талдаудың қиындығына байланысты осы өзін-өзі көбейтуге қабілетті машинаның моделіне толық қанағаттанбады. Оның орнына ол жасушалық автоматтарға негізделген, одан да абстрактілі өзін-өзі көбейтуге қабілетті модельді жасады. Оның бастапқы кинематикалық тұжырымдамасы 1955 жылы Scientific American журналында жарияланғанға дейін белгісіз болып қалды. Фон Нейманның өзін-өзі көбейтуге қабілетті автоматтар теориясы бойынша мақсаты, 1949 жылы Иллинойс университетіндегі лекцияларында айтылғандай, Мурдың "жасанды тірі өсімдіктері" ауа, су және топырақты шикізат ретінде пайдалана алатын және энергиясын күн сәулесінен күн батареясы немесе бу машинасы арқылы алатын машиналар ретінде ұсынылды. Ол мұндай машиналар үшін бастапқы орта ретінде теңіз жағалауын таңдады, оларға теңіз суындағы химиялық заттарға оңай қол жеткізуді қамтамасыз етті, сондай-ақ машинаның келесі буындары өздігінен көбейтілетін зауыттық баржалар ретінде теңіз бетінде еркін жүзе немесе өнеркәсіптік мақсаттар үшін пайдасыз шөл даласына орналастырылуы мүмкін екенін ұсынды. Өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналар өздерінің құрамдас бөліктері үшін "жиналып" алынар еді, оларды адамзат басқа көбейтілмейтін машиналарда пайдалануы керек.

A detailed conceptual proposal for a self replicating machine was first put forward by mathematician John von Neumann in lectures delivered in 1948 and 1949, when he proposed a kinematic model of self reproducing automata as a thought experiment. Von Neumann's concept of a physical self replicating machine was dealt with only abstractly, with the hypothetical machine using a "sea" or stockroom of spare parts as its source of raw materials. The machine had a program stored on a memory tape that directed it to retrieve parts from this "sea" using a manipulator, assemble them into a duplicate of itself, and then copy the contents of its memory tape into the empty duplicate's. The machine was envisioned as consisting of as few as eight different types of components; four logic elements that send and receive stimuli and four mechanical elements used to provide a structural skeleton and mobility. While qualitatively sound, von Neumann was evidently dissatisfied with this model of a self replicating machine due to the difficulty of analyzing it with mathematical rigor. He went on to instead develop an even more abstract model self replicator based on cellular automata. His original kinematic concept remained obscure until it was popularized in a 1955 issue of Scientific American. Von Neumann's goal for his self reproducing automata theory, as specified in his lectures at the University of Illinois in 1949, Moore's "artificial living plants" were proposed as machines able to use air, water and soil as sources of raw materials and to draw its energy from sunlight via a solar battery or a steam engine. He chose the seashore as an initial habitat for such machines, giving them easy access to the chemicals in seawater, and suggested that later generations of the machine could be designed to float freely on the ocean's surface as self replicating factory barges or to be placed in barren desert terrain that was otherwise useless for industrial purposes. The self replicators would be "harvested" for their component parts, to be used by humanity in other non replicating machines.

Дайсонның көбейту жүйелері

Өзін-өзі көбейтуші машиналар тұжырымдамасының келесі маңызды дамуы – физик Фримен Дайсонның 1970 жылғы Вануксем лекциясында ұсынған ой эксперименттерінің бірнешесі болды. Ол машиналық көшірмелердің үш ірі масштабты қолданысын ұсынды. Біріншісі – Сатурнның Энцелад спутнигіне өздігінен көбейетін жүйені жіберу, ол өзінің көшірмелерін жасаумен қатар, күн желкендерімен қозғалатын жүк кемелерін жасау және ұшыруға бағдарламаланған болар еді. Бұл ғарыш кемелері Энцеладтың мұз блоктарын Марсқа жеткізіп, планетаны түрлендіруге пайдаланар еді. Оның екінші ұсынысы – құрлықтағы шөлдік аймаққа арналған күн энергиясымен жұмыс істейтін зауыттар жүйесі, ал үшіншісі – осы көшірмеге негізделген «өнеркәсіптік даму жиынтығы», оны дамып келе жатқан елдерге сату арқылы оларға қажетті өнеркәсіптік қуатты қамтамасыз ету болды. 1979 жылы Дайсон лекциясын қайта қарап, қайта басып шығарғанда, ол Мурдың теңіздегі жасанды тірі өсімдіктерінің өңделген нұсқасын ұсынды, ол адамдардың пайдалануы үшін таза суды дистилляциялау және сақтауға, сондай-ақ «Астрочикен» үшін арналған еді.

Ғарыш миссиялары үшін озық автоматтандыру

1980 жылы Вудс-Холда өткен 1979 жылғы «Жаңа бағыттар» семинарынан шабыттанған НАСА, ASEE-мен бірлесіп, «Ай ресурстарын дамыту үшін өзін-өзі көбейтетін зауыттар» тақырыбында жазғы зерттеу жүргізді. Зерттеудің мақсаты – қосымша ұшырулар немесе орналасқан жердегі адамдық еңбек күшіне мұқтаж болмай, Ай ресурстарын дамытуға арналған егжей-тегжейлі ұсыныс жасау болды. Зерттеу Санта-Клара университетінде 23 маусымнан 29 тамызға дейін жүргізіліп, 1982 жылы қорытынды есеп жарияланды. Ұсынылған жүйе өнімділікті экспоненциалды түрде арттыруға қабілетті болар еді, ал жоба галактиканы зерттеу үшін өзін-өзі көбейтетін зерттеушілерді (пробтарды) құруға бейімделуге болатын. Анықтамалық жобаға зауыт ішінде рельстерде жүретін шағын, компьютерлік басқарулы электр көліктері, Ай реголитіне күн сәулесін шоғырландыру үшін үлкен параболалық айналарды пайдаланатын жылдам «асфальт төсеу машиналарын» қосу қарастырылды. Шикі Ай реголиті әр түрлі әдістермен тазартылуы тиіс еді, негізінен фторсутек қышқылымен сіңіру арқылы. Жаңа зауыттарды құрастыруға арналған конструкторлар ретінде әке компаниясы өндірген бөлшектер мен жиынтықтардан құралған түрлі манипуляторлармен және құралдармен жабдықталған ірі көліктер ұсынылды. Электр қуатын бағаналармен тіреліп тұрған күн батареяларынан тұратын «шатыр» қамтамасыз ететін болды. Қалған жабдықтар шатырдың астына орналастырылатын. «Құю роботы» мүсіндеу құралдарын және қалыптарды пайдаланып гипс қалыптарын жасауға тиіс еді. Гипс қалыптарды жасаудың оңайдығы, жақсы беткі қабаты бар дәл бөлшектер жасау мүмкіндігі және кейіннен пеште суды қайта буландыру арқылы гипстің оңай қайта өңделуі себебімен таңдалды. Содан кейін робот көптеген бөлшектерді өткізбейтін балқыған тау жынысынан (базальттан) немесе тазартылған металдардан құятын. Көмірқышқыл газы лазерлік кесу және дәнекерлеу жүйесі де қарастырылды. Компьютерлік және электрондық жүйелерді өндіру үшін күрделі микрочип фабрикасы да ұсынылды, бірақ дизайнерлер чиптерді «дәрумендер» сияқты Жерден тасымалдаудың практикалық болуы мүмкін екенін де айтты. 2004 жылы НАСА-ның Advanced Concepts институты қолдаған зерттеу бұл идеяны одан әрі дамытты. Кейбір сарапшылар астероидтерден кен шығару үшін өзін-өзі көбейтетін машиналарды қарастыра бастады. Дизайн зерттеуінің көп бөлігі кендерді өңдеу үшін қарапайым, икемді химиялық жүйеге және репликаторға қажетті элементтердің арақатынасына, сондай-ақ Ай реголитінде қол жетімді арақатынастарға қатысты болды. Өсу жылдамдығын ең көп шектеген элемент – алюминийді өңдеу үшін қажет хлор. Хлор Ай реголитінде өте сирек кездеседі.

In 1980, inspired by a 1979 "New Directions Workshop" held at Wood's Hole, NASA conducted a joint summer study with ASEE entitled Advanced Automation for Space Missions to produce a detailed proposal for self replicating factories to develop lunar resources without requiring additional launches or human workers on site. The study was conducted at Santa Clara University and ran from June 23 to August 29, with the final report published in 1982. The proposed system would have been capable of exponentially increasing productive capacity and the design could be modified to build self replicating probes to explore the galaxy. The reference design included small computer controlled electric carts running on rails inside the factory, mobile "paving machines" that used large parabolic mirrors to focus sunlight on lunar regolith to melt and sinter it into a hard surface suitable for building on, and robotic front end loaders for strip mining. Raw lunar regolith would be refined by a variety of techniques, primarily hydrofluoric acid leaching. Large transports with a variety of manipulator arms and tools were proposed as the constructors that would put together new factories from parts and assemblies produced by its parent. Power would be provided by a "canopy" of solar cells supported on pillars. The other machinery would be placed under the canopy. A "casting robot" would use sculpting tools and templates to make plaster molds. Plaster was selected because the molds are easy to make, can make precise parts with good surface finishes, and the plaster can be easily recycled afterward using an oven to bake the water back out. The robot would then cast most of the parts either from nonconductive molten rock (basalt) or purified metals. A carbon dioxide laser cutting and welding system was also included. A more speculative, more complex microchip fabricator was specified to produce the computer and electronic systems, but the designers also said that it might prove practical to ship the chips from Earth as if they were "vitamins." A 2004 study supported by NASA's Institute for Advanced Concepts took this idea further. Some experts are beginning to consider self replicating machines for asteroid mining. Much of the design study was concerned with a simple, flexible chemical system for processing the ores, and the differences between the ratio of elements needed by the replicator, and the ratios available in lunar regolith. The element that most limited the growth rate was chlorine, needed to process regolith for aluminium. Chlorine is very rare in lunar regolith.

Лакнер-Вендт Auxon репликаторлары

1995 жылы Дайсонның 1970 жылы жер бетіндегі адам тұрмайтын шөлдерді өнеркәсіптік даму үшін өздігінен көбейетін машиналармен себу туралы ұсынысынан шабыттанған Клаус Лакнер мен Кристофер Вендт мұндай жүйеге қатысты толыққанды жоспарды жасады. Олар 10–30 см өлшемдегі, бірлесіп жұмыс істейтін мобильді роботтардан тұратын колония құруды ұсынды. Бұл роботтар стационарлық өндіріс жабдықтары мен күн батареяларының алқаптарының айналасында электрленген керамикалық жолдар желісінде қозғалар еді. Олардың ұсынысына жүйенің материалдық қажеттіліктерінің толыққанды талдауы кірмегенімен, жоғары температуралық карботермиялық процесті қолдана отырып, шикі шөл топырағындағы ең көп таралған он химиялық элементті (Na, Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Al, C, O2 және H2) алудың жаңа әдісін сипаттады. Бұл ұсыныс Discover журналында жарияланып, жүйе орналасқан шөлді суаруға қолданылатын күн энергиясымен жұмыс істейтін тұзсыздандыру жабдықтары көрсетілді. Олар өз машиналарына грекше "auxein" сөзінен, яғни "өсу" деген мағынаны білдіретін "Auxons" деген ат қойды.

Ғарышта өздігінен көбейетін зауыттарды іске қосу

2012 жылы NASA зерттеушілері Метцгер, Мускателло, Мюллер және Мантовани ғарышта өздігінен көбейетін зауыттарды іске қосу үшін «өздігінен дамыту» (bootstrapping) әдісі деп аталатын тәсілді ұсынды. Олар бұл тұжырымдаманы NASA-ның Ай немесе Марста «жергілікті ресурстарды пайдалану» (In Situ Resource Utilization - ISRU) үшін дамытып келе жатқан технологияларының негізінде жасады. Олардың модельдеуі көрсеткендей, бұл сала 20-40 жылдың ішінде өзін-өзі қамтамасыз етіп, үлкен масштабқа жете алады, ғарыш кеңістігін зерттеуге жаңа мүмкіндіктер ашып, сонымен қатар Жерге пайда әкеледі. 2014 жылы Ақ үйдің ғылым және технология саясаты кеңсесінің өкілі Томас Калил, Ақ үй блогында Мецгермен өзі көбейетін ғарыш индустриясы арқылы Күн жүйесінің өркениетін қалыптастыру туралы сұхбат жариялады. Калил халықтан «әкімшілік, жеке сектор, меценаттар, ғылыми қауымдастық және жазушылар осы мақсаттарға қалай үлес қоса алатыны» туралы идеялар ұсынуды сұрады. Калил бұл тұжырымдаманы NASA-ның бұрынғы бас технологы Мейсон Пек «массасыз зерттеу» деп атаған ұғыммен байланыстырды, яғни ғарыштағы барлық нәрсені Жерден ұшыру қажеттілігінсіз жасау мүмкіндігі. Пектің айтуынша, «күн жүйесін зерттеу үшін қажетті барлық масса қазірдің өзінде ғарышта бар, тек оның пішіні дұрыс емес». 2016 жылы Метцгер толыққанды өздігінен көбейетін индустрияны ғарышкерлер бірнеше онжылдық ішінде Ай посттасы арқылы іске қоса алатынын, оның жалпы құны (постты салу және индустрияны бастау) Халықаралық ғарыш станциясының серіктес елдерінің ғарыш бюджетінің үштен біріне тең болатынын мәлімдеді. Бұл индустрия Жердің энергия және экологиялық проблемаларын шешуге, сондай-ақ массасыз зерттеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Нью-Йорк университетінің жасанды ДНК плиткаларының мотивтері

2011 жылы Нью-Йорк университетінің ғалымдар тобы үш қос спираль молекуласына негізделген, әрқайсысы қысқа ДНК тізбегінен жасалған "BTX" (бұрылған үш спираль) деп аталатын құрылымды жасады. Үш қос спиральдың әр тобын код әрпі ретінде қарастыра отырып, олар (теориялық тұрғыдан) үлкен көлемде ақпаратты кодтайтын және өзін-өзі көбейтіп шығаратын құрылымдарды құра алады.

Магниттік полимерлердің өздігінен көбеюі

2001 жылы Осло университетінде Жарл Брейвик температура өзгерістеріне жауап ретінде өз-өзінен көбейетін полимерлерді спонтанды түрде құрайтын магниттік құрылыс блоктары жүйесін жасады.

Нейрондық схемалардың өздігінен көбеюі

1968 жылы Зелиг Харрис "метатіл тілдің ішінде" деп жазды, бұл тілдің өзін-өзі көбейту қабілетіне ие екенін көрсетеді. 1977 жылы Никлаус Вирт бұл пікірді өзін-өзі көбейтуге қабілетті детерминистік контекстсіз грамматиканы жариялап, ресми түсіндірді. Оған ықтималдықтарды қосып, Бертран дю Кастель 2015 жылы өзін-өзі көбейтуге қабілетті стохастикалық грамматиканы жариялады және осы грамматиканы нейрондық желілерге бейімдеуді ұсынды, соның арқасында өзін-өзі көбейтуге қабілетті нейрондық тізбек үшін модель жасады.

Гарвардтың Висс институты

2021 жылдың 29 қарашасында Гарвардтың Уисс институтындағы команда өзін-өзі көбейте алатын алғашқы тірі роботтарды құрастырды.

Өзін-өзі қайталайтын ғарыш кемесі

Өзінің көшірмелерін құрастыра алатын автоматтандырылған ғарыш кемесі туралы идея алғаш рет 1974 жылы Майкл А. Арбиб ғылыми әдебиетте ұсынды, бірақ осы тұжырымдама бұрын 1967 жылғы Фред Сберхагеннің "Берсеркер" романында немесе 1950 жылғы А. Э. ван Вогттің "Көңілді бигльдің саяхаты" трилогиясындағы ғылыми фантастикада кездескен болатын. Өзін-өзі көбейтуге қабілетті ғарыш кемесінің алғашқы сандық инженерлік талдауын 1980 жылы Роберт Фрейтас жариялады, онда өзін-өзі көбейте алмайтын "Дедалус" жобасының дизайны өзін-өзі көбейтуге қажетті барлық ішкі жүйелерді қосу үшін өзгертілді. Жобаның стратегиясы – зондты шамамен 443 тонна салмақты "тұқымдық" зауытты алысқа жеткізу үшін пайдалану, содан кейін "тұқымдық" зауыт өзінің жалпы өндірістік қуатын арттыру үшін көптеген көшірмелерін жасап, нәтижеде пайда болған автоматтандырылған өнеркәсіптік кешенді әрқайсысында бір "тұқымдық" зауыты бар жаңа зондтарды құру үшін қолдану.

Іске асыру перспективалары

Өнеркәсіптік автоматтандыру қолданылысы уақыт өте кеңейгендіктен, кейбір зауыттар өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналарды еске түсіретін өзін-өзі қамтамасыз етуге ұқсас жағдайға жақындап келеді. Дегенмен, автоматтандырылған машиналардың құны мен икемділігі адам еңбегімен шайқасқанша және қосалқы бөлшектерді және басқа да компоненттерді сырттан тасымалдаудың орнына жергілікті түрде өндіру экономикалық жағынан тиімді болғанша, мұндай зауыттар "толық жабылуға" жете алмайды. Сэмюэл Батлер "Erewhon" кітабында көрсеткендей, жартылай жабық, универсалды станок зауыттарын көшірудің өзі қазірдің өзінде мүмкін. Қауіпсіздік мұндай дамуды реттеуге қатысты барлық заңнамалық қарастырулардың басты мақсаты болғандықтан, болашақ әзірлемелер бақылау, материя немесе энергия жабылуы жоқ жүйелермен шектелуі мүмкін. Толыққанды машиналық көшіргіштер қауіпті ортадағы ресурстарды игеру үшін ең пайдалы, онда қолданыстағы көлік жүйелерімен жету қиын (мысалы, ғарыш кеңістігі). Жасанды көшіргішті жасанды өмірдің бір түрі деп санауға болады. Оның құрылысына байланысты, ол ұзақ мерзімде эволюцияға ұшырауы мүмкін. Алайда, сенімді қателерді түзету және сыртқы араласу мүмкіндігінің болуы, роботтық өмірдің бақылаудан шығып кетуі туралы танымал ғылыми-фантастикалық сценарий алдағы уақытта өте аз ғана мүмкіндікке ие болып қала береді.

Көркем шығармаларда

Шығармашылық туындыларда өзін-өзі көбейтуге қабілетті машинаны қолданған авторлардың қатарында: Филипп К. Дик, "Өзін-өзі көбейтуге қабілетті негізгі өндіріс машиналарын (F бірліктері)" – өнертабысы: Коллинз; Чарльз М. (Бүрке, Вирджиния) (1997 жылдың тамызы), "Өзін-өзі көбейтуге қабілетті негізгі өндіріс машиналарын жүйесі" – өнертабысы: Коллинз; Чарльз М. (Бүрке, Вирджиния) (1998 жылдың маусымы); және Коллинздің PCT патенті 96/20453: "Өзін-өзі көбейтуге қабілетті өндіріс станцияларына арналған әдіс және жүйе" – өнертабысы: Меркл; Ральф С. (Саннивейл, Калифорния), Паркер; Эрик Г. (Уайли, Техас), Скидмор; Джордж Д. (Плано, Техас) (2003 жылдың қаңтары). Макроскопиялық көбейтілмелер К. Эрик Дрекслердің 1986 жылғы "Engines of Creation" кітабының төртінші тарауында қысқаша айтылған. Сабо бұл тәсілдің макромасштабты көбейтілмелерге қатысты бұрынғы ұсыныстарға қарағанда оңайырақ екенін жазды, бірақ тіпті осы әдіс те он жыл ішінде макромасштабты көбейтілмеге әкелмейтінін дұрыс болжады. 2004 жылы Роберт Фрейтас және Ральф Меркл өзін-өзі көбейту саласындағы алғашқы толық шолуды жариялады (осы мақаладағы материалдардың көп бөлігі авторлардың рұқсатымен алынған), олардың "Кинематикалық өзін-өзі көбейтуге қабілетті машиналар" кітабына 3000-нан астам әдебиет сілтемелері, көбейту математикасының анықтамалығы және барлық көбейтілмелердің жобалау кеңістігінің алғашқы толық талдауы енгізілген.