Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из репликатора Clanking )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Простая форма самовоспроизведения машины

Самовоспроизводящаяся машина представляет собой тип автономного робота , который способен воспроизводить себя автономно с использованием сырья , найденным в окружающей среде, таким образом , демонстрируя саморепликации в аналогично тому , что обнаружено в природе . Концепция самовоспроизводящихся машин была передовой и осмотрен Homer Jacobson , Эдвард Ф. Мур , Фримен Дайсон , Джона фон Неймана и в более поздние времена К. Эрик Дрекслер в своей книге о нанотехнологиях , Двигатели Творения (чеканки термин лязгающий репликатор для таких машин) иРоберт Фрейтас и Ральф Меркл в своем обзоре « Кинематические самовоспроизводящиеся машины» [1], который представили первый всесторонний анализ всего пространства проектирования репликаторов. Дальнейшее развитие такой технологии является неотъемлемой частью нескольких планов, включающих разработку лун и поясов астероидов для получения руды и других материалов, создание лунных фабрик и даже строительство спутников на солнечной энергии в космосе. Фон Нейман зонда [2] один теоретический пример такой машины. Фон Нейман также работал над тем, что он назвал универсальным конструктором., самовоспроизводящаяся машина, которая могла бы развиваться и которую он формализовал в среде клеточных автоматов . Примечательно, что схема самовоспроизводящихся автоматов фон Неймана постулировала , что открытая эволюция требует, чтобы унаследованная информация копировалась и передавалась потомству отдельно от самовоспроизводящейся машины, что предшествовало открытию структуры молекулы ДНК Уотсоном и Криком. и как он отдельно транслируется и реплицируется в клетке. [3] [4]

Самовоспроизводящаяся машина - это искусственная самовоспроизводящаяся система, основанная на традиционных крупномасштабных технологиях и автоматизации. Хотя это было предложено более 70 лет назад, до сегодняшнего дня не было замечено ни одной самовоспроизводящейся машины. [ необходима цитата ] Некоторые идиосинкразические термины иногда встречаются в литературе. Например, термин «лязгающий репликатор» когда-то использовался Дрекслером [5], чтобы отличить макромасштабные реплицирующие системы от микроскопических нанороботов или « ассемблеров », которые нанотехнологииможет сделать возможным, но этот термин носит неформальный характер и редко используется другими в популярных или технических дискуссиях. Репликаторы также называли «машинами фон Неймана» в честь Джона фон Неймана, который первым тщательно изучил эту идею. Однако термин «машина фон Неймана» менее конкретен и также относится к совершенно не связанной компьютерной архитектуре, которую предложил фон Нейман, поэтому его использование не рекомендуется там, где важна точность. [1] Сам фон Нейман использовал термин универсальный конструктор для описания таких самовоспроизводящихся машин.

Историки станков , даже до эры числового программного управления , иногда образно говорили, что станки были уникальным классом машин, потому что они обладают способностью «воспроизводить себя» [6] , копируя все свои части. В этих обсуждениях подразумевается, что человек будет руководить процессами резки (позже планировать и программировать машины), а затем собирать детали. То же самое верно и для RepRaps , которые представляют собой другой класс машин, иногда упоминаемый в связи с такой неавтономной «саморепликацией». Напротив, машины, которые действительно автономно самовоспроизводятся (например, биологические машины ), являются основным предметом обсуждения здесь.

История [ править ]

Общая концепция искусственных машин, способных создавать копии самих себя, насчитывает как минимум несколько сотен лет. Ранним упоминанием является анекдот о философе Рене Декарте , который предположил королеве Швеции Кристине, что человеческое тело можно рассматривать как машину; она ответила, указав на часы и приказав «проследить, чтобы они воспроизводили потомство». [7] Существуют и другие варианты этой анекдотической реакции. Сэмюэл Батлер в своем романе 1872 года « Эревон» предположил, что машины уже были способны воспроизводить себя, но это сделал человек [8], и добавил, что«машины, воспроизводящие машины, не воспроизводят машины по аналогии с ними» . [9] В книге Джорджа Элиота 1879 года « Впечатления о Теофрасте такие» , серии эссе, написанных ею в образе ученого-литературного ученого по имени Теофраст, эссе «Тени грядущей расы» размышляет о самовоспроизводящихся машинах, а Теофраст спрашивает: « откуда мне знать, что они, возможно, не будут в конечном итоге нести или не могут сами по себе развиваться, условия самоподдержания, самовосстановления и воспроизводства ». [10]

В 1802 году Уильям Пейли сформулировал первый известный телеологический аргумент, изображающий машины, производящие другие машины [11], предполагая, что вопрос о том, кто первоначально сделал часы, стал спорным, если было продемонстрировано, что часы могут производить копию самих себя. [12] Научное исследование самовоспроизводящихся машин было предвосхищено Джоном Берналом еще в 1929 году [13] и такими математиками, как Стивен Клини, которые начали разработку теории рекурсии в 1930-х годах. [14]Однако большая часть этой последней работы была продиктована интересом к обработке информации и алгоритмам, а не физической реализацией такой системы. В течение 1950-х годов были предложены несколько все более простых механических систем, способных к самовоспроизведению, в частности Лайонел Пенроуз . [15] [16]

Кинематическая модель фон Неймана [ править ]

Подробное концептуальное предложение самовоспроизводящейся машины было впервые выдвинуто математиком Джоном фон Нейманом в лекциях, прочитанных в 1948 и 1949 годах, когда он предложил кинематическую модель самовоспроизводящихся автоматов в качестве мысленного эксперимента . [17] [18]Концепция фон Неймана о физической самовоспроизводящейся машине рассматривалась только абстрактно: гипотетическая машина использовала «море» или склад запасных частей в качестве источника сырья. У машины была программа, хранящаяся на ленте памяти, которая предписывала ей извлекать части из этого «моря» с помощью манипулятора, собирать их в свою копию, а затем копировать содержимое своей ленты памяти в пустой дубликат. Предполагалось, что машина состоит всего из восьми различных типов компонентов; четыре логических элемента, которые отправляют и принимают стимулы, и четыре механических элемента, используемых для обеспечения структурного скелета и мобильности. Хотя фон Нейман был качественно обоснованным, он, очевидно, был недоволен этой моделью самовоспроизводящейся машины из-за сложности ее анализа с математической строгостью.Вместо этого он разработал еще более абстрактную модель самовоспроизведения, основанную наклеточные автоматы . [19] Его первоначальная кинематическая концепция оставалась неясной, пока она не была популяризирована в выпуске журнала Scientific American за 1955 год . [20]

Целью фон Неймманна в своей теории самовоспроизводящихся автоматов , как указано в его лекциях в Университете Иллинойса в 1949 г. [17], было создание машины, сложность которой могла бы автоматически расти, как биологические организмы при естественном отборе . Он спросил, каков порог сложности, который необходимо преодолеть, чтобы машины могли развиваться. [3] Его ответ заключался в разработке абстрактной машины, которая при запуске копировала бы себя. Примечательно, что его дизайн подразумевает, что открытая эволюция требует, чтобы унаследованная информация копировалась и передавалась потомкам отдельно от самовоспроизводящейся машины, что предшествовало открытию структуры молекулы ДНК Уотсоном.и Крик, и как он отдельно транслируется и реплицируется в ячейке. [3] [4]

Искусственные живые растения Мура [ править ]

В 1956 году математик Эдвард Ф. Мур предложил первое известное предложение для практической реальной самовоспроизводящейся машины, также опубликованное в Scientific American . [21] [22] «Искусственные живые растения» Мура были предложены как машины, способные использовать воздух, воду и почву в качестве источников сырья и получать энергию от солнечного света через солнечную батарею или паровой двигатель.. Он выбрал морское побережье в качестве первоначальной среды обитания для таких машин, давая им легкий доступ к химическим веществам в морской воде, и предположил, что более поздние поколения машин могут быть спроектированы так, чтобы они могли свободно плавать по поверхности океана в качестве самовоспроизводящихся заводских барж или размещаться на них. в бесплодной пустынной местности, которая иначе была бы непригодна для промышленных целей. Саморепликаторы будут «заготовлены» для их составных частей, чтобы человечество могло использовать их в других машинах, которые не реплицируются.

Реплицирующие системы Дайсона [ править ]

Следующим крупным развитием концепции самовоспроизводящихся машин стала серия мысленных экспериментов, предложенных физиком Фрименом Дайсоном в его лекции Вануксема 1970 года. [23] [24] Он предложил три крупномасштабных применения машинных репликаторов. Сначала было отправить самореплицирующуюся систему , чтобы Сатурн «s луны Энцелад , которые в дополнении к производству копии также будут запрограммированы на производство и запуск солнечного паруса самоходных грузовой космического корабля. Эти космические корабли доставят глыбы льда Энцелади на Марс , где они будут использоваться для терраформирования планеты.. His second proposal was a solar-powered factory system designed for a terrestrial desert environment, and his third was an "industrial development kit" based on this replicator that could be sold to developing countries to provide them with as much industrial capacity as desired. When Dyson revised and reprinted his lecture in 1979 he added proposals for a modified version of Moore's seagoing artificial living plants that was designed to distill and store fresh water for human use[25] and the "Astrochicken."

Advanced Automation for Space Missions[edit]

An artist's conception of a "self-growing" robotic lunar factory

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.[26] 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.[27] 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.

Lackner-Wendt Auxon replicators[edit]

In 1995, inspired by Dyson's 1970 suggestion of seeding uninhabited deserts on Earth with self-replicating machines for industrial development, Klaus Lackner and Christopher Wendt developed a more detailed outline for such a system.[28][29][30] They proposed a colony of cooperating mobile robots 10–30 cm in size running on a grid of electrified ceramic tracks around stationary manufacturing equipment and fields of solar cells. Their proposal didn't include a complete analysis of the system's material requirements, but described a novel method for extracting the ten most common chemical elements found in raw desert topsoil (Na, Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Al, C, O2 and H2) using a high-temperature carbothermic process. This proposal was popularized in Discover magazine, featuring solar-powered desalination equipment used to irrigate the desert in which the system was based.[31] They named their machines "Auxons", from the Greek word auxein which means "to grow."

Recent work[edit]

NIAC studies on self-replicating systems[edit]

In the spirit of the 1980 "Advanced Automation for Space Missions" study, the NASA Institute for Advanced Concepts began several studies of self-replicating system design in 2002 and 2003. Four phase I grants were awarded:

  • Hod Lipson (Cornell University), "Autonomous Self-Extending Machines for Accelerating Space Exploration"[32]
  • Gregory Chirikjian (Johns Hopkins University), "Architecture for Unmanned Self-Replicating Lunar Factories"[33]
  • Paul Todd (Space Hardware Optimization Technology Inc.), "Robotic Lunar Ecopoiesis"[34][35]
  • Tihamer Toth-Fejel (General Dynamics), "Modeling Kinematic Cellular Automata: An Approach to Self-Replication"[36][37] The study concluded that complexity of the development was equal to that of a Pentium 4, and promoted a design based on cellular automata.

Bootstrapping Self-Replicating Factories in Space[edit]

In 2012, NASA researchers Metzger, Muscatello, Mueller, and Mantovani argued for a so-called "bootstrapping approach" to start self-replicating factories in space.[38] They developed this concept on the basis of In Situ Resource Utilization (ISRU) technologies that NASA has been developing to "live off the land" on the Moon or Mars. Their modeling showed that in just 20 to 40 years this industry could become self-sufficient then grow to large size, enabling greater exploration in space as well as providing benefits back to Earth. In 2014, Thomas Kalil of the White House Office of Science and Technology Policy published on the White House blog an interview with Metzger on bootstrapping solar system civilization through self-replicating space industry.[39] Kalil requested the public submit ideas for how "the Administration, the private sector, philanthropists, the research community, and storytellers can further these goals." Kalil connected this concept to what former NASA Chief technologist Mason Peck has dubbed "Massless Exploration", the ability to make everything in space so that you do not need to launch it from Earth. Peck has said, "...all the mass we need to explore the solar system is already in space. It's just in the wrong shape."[40] In 2016, Metzger argued that fully self-replicating industry can be started over several decades by astronauts at a lunar outpost for a total cost (outpost plus starting the industry) of about a third of the space budgets of the International Space Station partner nations, and that this industry would solve Earth's energy and environmental problems in addition to providing massless exploration.[41]

New York University artificial DNA tile motifs[edit]

In 2011, a team of scientists at New York University created a structure called 'BTX' (bent triple helix) based around three double helix molecules, each made from a short strand of DNA. Treating each group of three double-helices as a code letter, they can (in principle) build up self-replicating structures that encode large quantities of information.[42][43]

Self-replication of magnetic polymers[edit]

In 2001 Jarle Breivik at University of Oslo created a system of magnetic building blocks, which in response to temperature fluctuations, spontaneously form self-replicating polymers.[44]

Self-replication of neural circuits[edit]

In 1968 Zellig Harris wrote that "the metalanguage is in the language,"[45] suggesting that self-replication is part of language. In 1977 Niklaus Wirth formalized this proposition by publishing a self-replicating deterministic context-free grammar.[46] Adding to it probabilities, Bertrand du Castel published in 2015 a self-replicating stochastic grammar and presented a mapping of that grammar to neural networks, thereby presenting a model for a self-replicating neural circuit.[47]

Self-replicating spacecraft[edit]

Main article: Self-replicating spacecraft

The idea of an automated spacecraft capable of constructing copies of itself was first proposed in scientific literature in 1974 by Michael A. Arbib,[48][49] but the concept had appeared earlier in science fiction such as the 1967 novel Berserker by Fred Saberhagen or the 1950 novellette trilogy The Voyage of the Space Beagle by A. E. van Vogt. The first quantitative engineering analysis of a self-replicating spacecraft was published in 1980 by Robert Freitas,[50] in which the non-replicating Project Daedalus design was modified to include all subsystems necessary for self-replication. The design's strategy was to use the probe to deliver a "seed" factory with a mass of about 443 tons to a distant site, have the seed factory replicate many copies of itself there to increase its total manufacturing capacity, and then use the resulting automated industrial complex to construct more probes with a single seed factory on board each.

Other references[edit]

See also: Self-replicating machines in fiction
  • A number of patents have been granted for self-replicating machine concepts.[51] U.S. Patent 5,659,477 "Self reproducing fundamental fabricating machines (F-Units)" Inventor: Collins; Charles M. (Burke, Va.) (August 1997), U.S. Patent 5,764,518 " Self reproducing fundamental fabricating machine system" Inventor: Collins; Charles M. (Burke, Va.)(June 1998); and Collins' PCT patent WO 96/20453:[52] "Method and system for self-replicating manufacturing stations" Inventors: Merkle; Ralph C. (Sunnyvale, Calif.), Parker; Eric G. (Wylie, Tex.), Skidmore; George D. (Plano, Tex.) (January 2003).
  • Macroscopic replicators are mentioned briefly in the fourth chapter of K. Eric Drexler's 1986 book Engines of Creation.[5]
  • In 1995, Nick Szabo proposed a challenge to build a macroscale replicator from Lego robot kits and similar basic parts.[53] Szabo wrote that this approach was easier than previous proposals for macroscale replicators, but successfully predicted that even this method would not lead to a macroscale replicator within ten years.
  • In 2004, Robert Freitas and Ralph Merkle published the first comprehensive review of the field of self-replication (from which much of the material in this article is derived, with permission of the authors), in their book Kinematic Self-Replicating Machines, which includes 3000+ literature references.[1] This book included a new molecular assembler design,[54] a primer on the mathematics of replication,[55] and the first comprehensive analysis of the entire replicator design space.[56]

Prospects for implementation[edit]

As the use of industrial automation has expanded over time, some factories have begun to approach a semblance of self-sufficiency that is suggestive of self-replicating machines.[57] However, such factories are unlikely to achieve "full closure"[58] until the cost and flexibility of automated machinery comes close to that of human labour and the manufacture of spare parts and other components locally becomes more economical than transporting them from elsewhere. As Samuel Butler has pointed out in Erewhon, replication of partially closed universal machine tool factories is already possible. Since safety is a primary goal of all legislative consideration of regulation of such development, future development efforts may be limited to systems which lack either control, matter, or energy closure. Fully capable machine replicators are most useful for developing resources in dangerous environments which are not easily reached by existing transportation systems (such as outer space).

An artificial replicator can be considered to be a form of artificial life. Depending on its design, it might be subject to evolution over an extended period of time.[59] However, with robust error correction, and the possibility of external intervention, the common science fiction scenario of robotic life run amok will remain extremely unlikely for the foreseeable future.[60]

See also[edit]

  • Autopoiesis
  • Grey goo scenario
  • Self-reconfiguring modular robot
  • AI takeover
  • 3D printing
  • Computer virus
  • Computer worm
  • Ecophagy
  • Existential risk from advanced artificial intelligence
  • Astrochicken
  • Lights out (manufacturing)
  • Nanorobotics
  • Spiegelman's Monster
  • Self-replicating machines in fiction
  • Self-replicating spacecraft
  • RepRap project

References[edit]

  1. ^ a b c Freitas, Robert A.; Ralph C. Merkle (2004). Kinematic Self-Replicating Machines. Georgetown, Texas: Landes Bioscience. ISBN 978-1-57059-690-2.
  2. ^ "3.11 Freitas Interstellar Probe Replicator (1979-1980)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  3. ^ a b c Rocha, Luis M. (1998), "Selected self-organization and the semiotics of evolutionary systems", Evolutionary Systems, Springer, Dordrecht: 341–358, doi:10.1007/978-94-017-1510-2_25, ISBN 978-90-481-5103-5
  4. ^ a b Brenner, Sydney (2012), "Life's code script", Nature, 482 (7386): 461, doi:10.1038/482461a, PMID 22358811, S2CID 205070101
  5. ^ a b Drexler, K. Eric (1986). "Engines of Abundance (Chapter 4) Clanking Replicators". Engines of Creation.
  6. ^ Colvin 1947, pp. 6–7.
  7. ^ Sipper, Moshe; Reggia, James A. (August 2001). "Build Your Own Replicator". Scientific American. 285: 38–39. Bibcode:2001SciAm.285b..34S. doi:10.1038/scientificamerican0801-34. Several other variations on this anecdotal response also exist.
  8. ^ Robert A. Freitas Jr.; Ralph C. Merkle (2004). Kinematic Self-Replicating Machines. Landes Bioscience. p. 5.
  9. ^ Samuel Butler. "Erewhon, Chapter 24, The book Of the Machines". Nzetc.org. Retrieved 2009-09-16.
  10. ^ George Eliot. "Impressions of Theophrastus Such, Chapter 17, Shadows of the Coming Race". online-literature.com. Retrieved 2017-08-25.
  11. ^ Robert A. Freitas Jr.; Ralph C. Merkle (2004). Kinematic Self-Replicating Machines. Landes Bioscience. p. 11.
  12. ^ Paley, William (1802). "Chapter i, Section 1". Natural Theology: or Evidences of the Existence and Attributes of the Deity, Collected from the Appearances of Nature. E. Goodale. ISBN 978-0-576-29166-8.; (12th Edition, 1809)[permanent dead link] See also: Michael Ruse, ed. (1998). Philosophy of Biology. pp. 36–40.; Lenski, Richard (15 November 2001). "Twice as Natural". Nature. 414 (6861): 255. Bibcode:2001Natur.414..255L. doi:10.1038/35104715. PMID 11713507. S2CID 205023396.
  13. ^ Bernal, John Desmond (1929). "The World, the Flesh and the Devil: An Enquiry into the Future of the Three Enemies of the Rational Soul".
  14. ^ Robert A. Freitas Jr.; Ralph C. Merkle (2004). Kinematic Self-Replicating Machines. Landes Bioscience. p. 14.
  15. ^ Lionel Penrose: Self-reproducing machines, Scientific American, vol 200, June 1959, pp 105-114
  16. ^ "Go Forth and Replicate". Scientific American. February 1, 2008. Retrieved March 13, 2021.
  17. ^ a b von Neumann, John; Burks, Arthur W. (1966), Theory of Self-Reproducing Automata. (Scanned book online), University of Illinois Press, retrieved 2017-02-28
  18. ^ "2.1 Von Neumann's Contributions". Molecularassembler.com. Retrieved 2009-09-16.
  19. ^ "2.1.3 The Cellular Automaton (CA) Model of Machine Replication". Molecularassembler.com. Retrieved 2009-09-16.
  20. ^ Kemeny, John G. (April 1955). "Man Viewed as a Machine". Scientific American. 192 (4): 58–67. Bibcode:1955SciAm.192d..58K. doi:10.1038/scientificamerican0455-58.
  21. ^ Moore, Edward F. (October 1956). "Artificial Living Plants". Scientific American. 195 (4): 118–126. Bibcode:1956SciAm.195d.118M. doi:10.1038/scientificamerican1056-118.
  22. ^ "3.1 Moore Artificial Living Plants (1956)". Molecularassembler.com. Retrieved 2009-09-16.
  23. ^ Freeman J. Dyson (26 February 1970). The twenty-first century (Speech). Vanuxem Lecture. Princeton University.
  24. ^ "3.6 Dyson Terraforming Replicators (1970, 1979)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  25. ^ Dyson, Freeman J. (1979). Chapter 18: Thought Experiments. Disturbing the Universe. New York: Harper and Row. pp. 194–204.
  26. ^ Robert Freitas, William P. Gilbreath, ed. (1982). Advanced Automation for Space Missions. NASA Conference Publication CP-2255 (N83-15348).
  27. ^ Toth-Fejel, Tihamer (2004). "Modeling Kinematic Cellular Automata: An Approach to Self-Replication". NASA Institute for Advanced Concepts.
  28. ^ Lackner, Klaus S.; Christopher H. Wendt (1995). "Exponential growth of large self-replicating machine systems". Mathl. Comput. Modelling. 21 (10): 55–81. doi:10.1016/0895-7177(95)00071-9.
  29. ^ Lackner, Klaus S., and Wendt, Christopher H., "Self-reproducing machine systems for global scale projects," Document LA-UR-93-2886, 4th International Conference and Exposition on Engineering, Construction and Operations in Space/Conference and Exposition/Demonstrations on Robotic for Challenging Environments, Albuquerque, New Mexico, 26 February – 3 March 1994
  30. ^ "3.15". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  31. ^ Bass, Thomas (October 1995). "Robot, build thyself". Discover: 64–72.
  32. ^ Lipson, Hod; Evan Malone. "Autonomous Self-Extending Machines for Accelerating Space Exploration" (PDF). Retrieved 2007-01-04.
  33. ^ Chirikjian, Gregory S. (April 26, 2004). "An Architecture for Self-Replicating Lunar Factories" (PDF). Retrieved 2007-01-04.
  34. ^ Todd, Paul (30 April 2004). "Final Progress Report on Robotic Lunar Ecopoiesis Test Bed" (PDF). Retrieved 2007-01-04. (phase I report)
  35. ^ Todd, Paul (July 6, 2006). "Robotic Lunar Ecopoiesis Test Bed" (PDF). Retrieved 2007-01-04. (phase II report)
  36. ^ Toth-Fejel, Tihamer; Robert Freitas; Matt Moses (April 30, 2004). "Modeling Kinematic Cellular Automata" (PDF). Retrieved 2007-01-04.
  37. ^ "3.25.4 Toth-Fejel Kinematic Cellular Automata (2003-2004)". Molecularassembler.com. Retrieved 2009-09-16.
  38. ^ Metzger, Philip; Muscatello, Anthony; Mueller, Robert; Mantovani, James (January 2013). "Affordable, Rapid Bootstrapping of the Space Industry and Solar System Civilization". Journal of Aerospace Engineering. 26 (1): 18–29. arXiv:1612.03238. doi:10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000236. S2CID 53336745.
  39. ^ "Bootstrapping a Solar System Civilization". whitehouse.gov. 2014-10-14. Retrieved 2016-12-09 – via National Archives.
  40. ^ Wernick, Adam (2015-01-15). "Exciting new ideas in space technology are getting short-changed by Congress". PRI.org. Retrieved 2016-12-09.
  41. ^ Metzger, Philip (August 2016). "Space Development and Space Science Together, an Historic Opportunity". Space Policy. 37 (2): 77–91. arXiv:1609.00737. Bibcode:2016SpPol..37...77M. doi:10.1016/j.spacepol.2016.08.004. S2CID 118612272.
  42. ^ "Self-Replication Process Holds Promise for Production of New Materials". Science Daily. 17 October 2011. Retrieved 2011-10-14.
  43. ^ Wang, Tong; Sha, Ruojie; Dreyfus, Rémi; Leunissen, Mirjam E.; Maass, Corinna; Pine, David J.; Chaikin, Paul M.; Seeman, Nadrian C. (2011). "Self-replication of information-bearing nanoscale patterns". Nature. 478 (7368): 225–228. Bibcode:2011Natur.478..225W. doi:10.1038/nature10500. PMC 3192504. PMID 21993758.
  44. ^ Breivik, Jarle (2001). "Self-Organization of Template-Replicating Polymers and the Spontaneous Rise of Genetic Information". Entropy. Entroy. 3 (4): 273–279. Bibcode:2001Entrp...3..273B. doi:10.3390/e3040273.
  45. ^ Harris, Zellig (1968). Mathematical Structures of Language. New York, NY: John Wiley and Son. p. 17.
  46. ^ Wirth, Niklaus (1977). "What can we do about the unnecessary diversity of notation for syntactic definitions?". Commun. ACM. 20 (11): 822–823. doi:10.1145/359863.359883. S2CID 35182224.
  47. ^ du Castel, Bertrand (2015-07-15). "Pattern activation/recognition theory of mind". Frontiers in Computational Neuroscience. 9: 90. doi:10.3389/fncom.2015.00090. ISSN 1662-5188. PMC 4502584. PMID 26236228.
  48. ^ "3.11". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  49. ^ Arbib, Michael A. (1974). Cyril Ponnamperuma, A. G. W. Cameron (ed.). The Likelihood of the Evolution of Communicating Intelligences on Other Planets. Interstellar Communication: Scientific Perspectives. Boston: Houghton Mifflin Company. pp. 59–78.
  50. ^ Freitas, Robert A., Jr. (July 1980). "A Self-Reproducing Interstellar Probe". Journal of the British Interplanetary Society. 33: 251–264. Bibcode:1980JBIS...33..251F. Retrieved 2008-10-01.
  51. ^ "3.16 The Collins Patents on Reproductive Mechanics (1997-1998)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  52. ^ WIPO. "(WO/1996/020453) SELF REPRODUCING FUNDAMENTAL FABRICATING MACHINES (F-UNITS)". Wipo.int. Retrieved 2009-09-16.[dead link]
  53. ^ Szabo, Nick. "Macroscale Replicator". Archived from the original on 2006-03-07. Retrieved 2007-03-07.
  54. ^ "4.11.3 Merkle-Freitas Hydrocarbon Molecular Assembler (2000-2003)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  55. ^ "5.9 Brief Mathematical Primer on Self-Replicating Systems". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  56. ^ "5.1.9 Freitas-Merkle Map of the Kinematic Replicator Design Space (2003-2004)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  57. ^ "3.7 Self-Replicating Automated Industrial Factory (1973-present)". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  58. ^ "5.6 Closure Theory and Closure Engineering". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  59. ^ "5.1.9.L Evolvability". Molecularassembler.com. 2005-08-01. Retrieved 2009-09-16.
  60. ^ "5.11 Replicators and Public Safety". Molecularassembler.com. Retrieved 2009-09-16.

Bibliography[edit]

  • Colvin, Fred H. (1947), Sixty Years with Men and Machines, New York and London: McGraw-Hill, LCCN 47003762. Available as a reprint from Lindsay Publications (ISBN 978-0-917914-86-7). Foreword by Ralph Flanders.
  • M. Sipper, Fifty years of research on self-replication: An overview, Artificial Life, vol. 4, no. 3, pp. 237–257, Summer 1998.

Other references[edit]

  • Freeman Dyson expanded upon Neumann's automata theories, and advanced a biotechnology-inspired theory. See Astrochicken.
  • The first technical design study of a self-replicating interstellar probe was published in a 1980 paper by Robert Freitas.
  • Clanking replicators are also mentioned briefly in the fourth chapter of K. Eric Drexler's 1986 book Engines of Creation.
  • Article about a proposed clanking replicator system to be used for developing Earthly deserts in the October 1995 Discover Magazine, featuring forests of solar panels that powered desalination equipment to irrigate the land.
  • In 1995, Nick Szabo proposed a challenge to build a macroscale replicator from Lego(tm) robot kits and similar basic parts. Szabo wrote that this approach was easier than previous proposals for macroscale replicators, but successfully predicted that even this method would not lead to a macroscale replicator within ten years.
  • In 1998, Chris Phoenix suggested a general idea for a macroscale replicator on the sci.nanotech newsgroup, operating in a pool of ultraviolet-cured liquid plastic, selectively solidifying the plastic to form solid parts. Computation could be done by fluidic logic. Power for the process could be supplied by a pressurized source of the liquid.
  • In 2001, Peter Ward mentioned an escaped clanking replicator destroying the human race in his book Future Evolution.
  • In 2004, General Dynamics completed a study for NASA's Institute for Advanced Concepts. It concluded that complexity of the development was equal to that of a Pentium 4, and promoted a design based on cellular automata.
  • In 2004, Robert Freitas and Ralph Merkle published the first comprehensive review of the field of self-replication, in their book Kinematic Self-Replicating Machines, which includes 3000+ literature references.
  • In 2005, Adrian Bowyer of the University of Bath started the RepRap project to develop a rapid prototyping machine that would be able to replicate itself, making such machines cheap enough for people to buy and use in their homes. The project is releasing material under the GNU GPL. [1]
  • In 2015, advances in graphene and silicene suggested that it could form the basis for a neural network with densities comparable to the human brain if integrated with silicon carbide based nanoscale CPUs containing memristors.

The power source might be solar or possibly radioisotope based given that new liquid based compounds can generate substantial power from radioactive decay.