Из Википедии, бесплатной энциклопедии
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 потомкам 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, который иногда упоминается 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. Ранняя ссылка - это 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 математиками, такими 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]

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 . [16] [17]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 дубликат себя, 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 . [18] Его первоначальная кинематическая концепция оставалась неясной, пока она не была популяризирована в выпуске журнала Scientific American за 1955 год . [19]

Целью фон Нойммана в его теории самовоспроизводящихся автоматов , как указано в его лекциях в Университете Иллинойса в 1949 г. [16], 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 состоял в том, чтобы спроектировать абстрактную машину, 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 . [20] [21] «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 на поверхности океана как самовоспроизводящиеся заводские баржи или быть размещены 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. [22] [23] 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.. Его вторым предложением была фабричная система на солнечной энергии, разработанная для наземной среды пустыни, а третьим - «промышленный комплект для разработки», основанный на этом репликаторе, который можно было продать развивающимся странам, чтобы предоставить им столько промышленных мощностей, сколько пожелаете. Когда Дайсон отредактировал и перепечатал свою лекцию в 1979 году, он добавил предложения по модифицированной версии морских искусственных живых растений Мура, которые были разработаны для дистилляции и хранения пресной воды для использования человеком [24] и « Астро курица ».

Расширенная автоматизация космических миссий [ править ]

Художественная концепция «саморазвивающейся» роботизированной лунной фабрики.

В 1980 году, вдохновившись семинаром «Новые направления» 1979 года, проведенным в Вудс-Хоул, НАСА провело совместное с ASEE летнее исследование под названием Advanced Automation for Space Missions, чтобы подготовить подробное предложение по самовоспроизводящимся фабрикам для разработки лунных ресурсов без дополнительных запусков или запусков. человеческие работники на месте. Исследование проводилось в Университете Санта-Клары и длилось с 23 июня по 29 августа, а окончательный отчет был опубликован в 1982 году. [25] Предлагаемая система могла бы экспоненциально увеличивать производственную мощность, а ее дизайн можно было бы изменить, чтобы построить самостоятельную конструкцию. копирующие зонды для исследования галактики.

Эталонный дизайн включал в себя небольшие управляемые компьютером электрические тележки, движущиеся по рельсам внутри фабрики, мобильные «асфальтоукладчики», в которых использовались большие параболические зеркала, чтобы фокусировать солнечный свет на лунном реголите, плавить и спекать его в твердую поверхность, подходящую для строительства, и роботизированный фасад -концевые погрузчики для вскрышных работ . Неочищенный лунный реголит будет очищен различными методами, в первую очередь выщелачиванием фтористоводородной кислотой . Большие транспортные средства с различными манипуляторами и инструментами были предложены в качестве конструкторов, которые будут собирать новые фабрики из деталей и узлов, произведенных его родительской компанией.

Электроэнергия будет обеспечиваться «навесом» из солнечных элементов, поддерживаемых на столбах. Остальную технику разместят под навесом.

« Робот- литейщик » будет использовать инструменты и шаблоны для лепки гипсовых форм . Штукатурка была выбрана потому, что формы просты в изготовлении, из них можно изготавливать точные детали с хорошей обработкой поверхности, а штукатурку можно легко переработать впоследствии, используя печь, чтобы снова запечь воду. Затем робот отливал большую часть деталей либо из непроводящей расплавленной породы ( базальта ), либо из очищенных металлов. Также была включена система лазерной резки и сварки на углекислом газе .

Для производства компьютеров и электронных систем был задан более спекулятивный и более сложный производитель микрочипов, но разработчики также заявили, что может оказаться практичным доставить чипы с Земли, как если бы они были «витаминами».

Исследование 2004 года, проведенное при поддержке Института перспективных концепций НАСА, развило эту идею. [26] Некоторые эксперты начинают рассматривать самовоспроизводящиеся машины для добычи полезных ископаемых на астероидах .

Большая часть исследования дизайна была связана с простой и гибкой химической системой для обработки руд, а также с различиями между соотношением элементов, необходимых для репликатора, и соотношениями, доступными в лунном реголите . Элементом, который больше всего ограничивал скорость роста, был хлор , необходимый для обработки реголита для получения алюминия . Хлор в лунном реголите встречается очень редко.

Репликаторы Лакнера-Вендта Ауксона [ править ]

В 1995 году, вдохновленные предложением Дайсона 1970 года засеять необитаемые пустыни на Земле самовоспроизводящимися машинами для промышленного развития, Клаус Лакнер и Кристофер Вендт разработали более подробную схему такой системы. [27] [28] [29] Они предложили колонию взаимодействующих мобильных роботов размером 10–30 см, бегущих по сети электрифицированных керамических дорожек вокруг стационарного производственного оборудования и полей солнечных элементов. Их предложение не включало полный анализ требований системы к материалам, но описывало новый метод извлечения десяти наиболее распространенных химических элементов, обнаруживаемых в необработанном верхнем слое почвы пустыни (Na, Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Al, C, O 2 и H 2) с использованием высокотемпературного карботермического процесса. Это предложение было популяризировано в журнале Discover , посвященном опреснительному оборудованию на солнечной энергии, используемому для орошения пустыни, в которой базировалась система. [30] Они назвали свои машины «Auxons», от греческого слова auxein, что означает «расти».

Недавние работы [ править ]

NIAC исследования самовоспроизводящихся систем [ править ]

В духе исследования 1980 года «Расширенная автоматизация космических полетов» Институт перспективных концепций НАСА начал несколько исследований конструкции самовоспроизводящихся систем в 2002 и 2003 годах. Были присуждены четыре гранта фазы I:

  • Ход Липсон ( Корнельский университет ), "Автономные самораспространяющиеся машины для ускорения исследования космоса" [31]
  • Грегори Чирикджян ( Университет Джона Хопкинса ), «Архитектура для беспилотных самовоспроизводящихся лунных фабрик» [32]
  • Пол Тодд (Space Hardware Optimization Technology Inc.), «Роботизированный лунный экопоэзис» [33] [34]
  • Тихамер Тот-Фейел ( General Dynamics ), «Моделирование кинематических клеточных автоматов: подход к самовоспроизведению» [35] [36] В исследовании сделан вывод, что сложность разработки была равна сложности Pentium 4, и продвигался дизайн на основе на клеточных автоматах.

Самовоспроизводящиеся фабрики в космосе [ править ]

В 2012 году исследователи НАСА Мецгер, Мускателло, Мюллер и Мантовани выступили за так называемый «самовоспроизводящийся подход» для запуска самовоспроизводящихся фабрик в космосе. [37] Они разработали эту концепцию на основе технологий использования ресурсов на месте (ISRU), которые НАСА разрабатывает, чтобы «жить за счет земли» на Луне или Марсе. Их моделирование показало, что всего за 20-40 лет эта отрасль может стать самодостаточной, а затем вырасти до больших размеров, что позволит расширить возможности исследования космоса, а также принесет пользу Земле. В 2014 году Томас Калил из Управления научно-технической политики Белого домаопубликовал в блоге Белого дома интервью с Мецгером о создании цивилизации солнечной системы с помощью самовоспроизводящейся космической индустрии. [38] Калил попросил общественность представить идеи о том, как «администрация, частный сектор, филантропы, исследовательское сообщество и рассказчики могут способствовать достижению этих целей». Калил связал эту концепцию с тем, что бывший главный технолог НАСА Мейсон Пек назвал «безмассовыми исследованиями», способностью делать все в космосе, так что вам не нужно запускать это с Земли. Пек сказал: «... вся масса, которая нам нужна для исследования Солнечной системы, уже находится в космосе. Просто она в неправильной форме». [39]В 2016 году Мецгер утверждал, что полностью самовоспроизводящаяся отрасль может быть запущена в течение нескольких десятилетий астронавтами на лунной заставе при общей стоимости (аванпост плюс запуск отрасли) примерно в треть космических бюджетов стран- партнеров Международной космической станции. и что эта отрасль решит энергетические и экологические проблемы Земли в дополнение к обеспечению безмассовых исследований. [40]

Мотивы плитки искусственной ДНК Нью-Йоркского университета [ править ]

В 2011 году группа ученых из Нью-Йоркского университета создала структуру под названием BTX (изогнутая тройная спираль), основанная на трех молекулах двойной спирали, каждая из которых состоит из короткой цепи ДНК. Рассматривая каждую группу из трех двойных спиралей как кодовую букву, они могут (в принципе) создавать самовоспроизводящиеся структуры, которые кодируют большие объемы информации. [41] [42]

Самовоспроизведение магнитных полимеров [ править ]

В 2001 году Ярл Брейвик из Университета Осло создал систему магнитных строительных блоков, которые в ответ на колебания температуры спонтанно образуют самовоспроизводящиеся полимеры. [43]

Самовоспроизведение нейронных цепей [ править ]

В 1968 году Зеллиг Харрис писал, что «метаязык находится в языке» [44], предполагая, что самовоспроизведение является частью языка. В 1977 году Никлаус Вирт формализовал это предположение, опубликовав самовоспроизводящуюся детерминированную контекстно-свободную грамматику . [45] Добавив к этому вероятности, Бертран дю Кастель опубликовал в 2015 году самовоспроизводящуюся стохастическую грамматику и представил отображение этой грамматики в нейронные сети , тем самым представив модель самовоспроизводящейся нейронной цепи. [46]

Самовоспроизводящийся космический корабль [ править ]

Основная статья: Самовоспроизводящийся космический корабль

Идея автоматизированного космического корабля , способного строить копии первой была предложена в научной литературе в 1974 году Майкл А. Арбиб , [47] [48] , но эта концепция появилась в начале научной фантастики , такие как 1967 роман Berserker по Саберхаген или трилогию-новеллу 1950 года А.Э. Ван Фогта «Путешествие космического бигля » . Первый количественный инженерный анализ самореплицирующегося космического аппарата был опубликован в 1980 году Роберт Фрейтас , [49] , в которой не-тиражирование проекта Дедаладизайн был изменен, чтобы включить все подсистемы, необходимые для самовоспроизведения. Стратегия проекта заключалась в том, чтобы использовать зонд для доставки "семенного" завода массой около 443 тонн на удаленный объект, чтобы семеноводческий завод воспроизвел там множество своих копий, чтобы увеличить свои общие производственные мощности, а затем использовать полученный автоматизированный промышленный комплекс, чтобы построить больше зондов с одной семенной фабрикой на борту каждого.

Другие ссылки [ править ]

Смотрите также: Самовоспроизводящиеся машины в художественной литературе
  • На концепции самовоспроизводящихся машин был выдан ряд патентов. [50] Патент США 5 659 477 «Самовоспроизводящиеся основные производственные машины (F-единицы)» Изобретатель: Коллинз; Чарльз М. (Берк, Вирджиния) (август 1997 г.), Патент США 5 764 518 «Самовоспроизводящаяся основная производственная система машин» Изобретатель: Коллинз; Чарльз М. (Берк, Вирджиния) (июнь 1998 г.); и патент РСТ Коллинза WO 96/20453: [51] «Способ и система для самовоспроизводящихся производственных станций» Изобретатели: Меркл; Ральф К. (Саннивейл, Калифорния), Паркер; Эрик Г. (Уайли, Техас), Скидмор; Джордж Д. (Плано, Техас) (январь 2003 г.).
  • Макроскопические репликаторы кратко упоминаются в четвертой главе книги К. Эрика Дрекслера 1986 года « Двигатели творения» . [5]
  • В 1995 году Ник Сабо предложил создать макромасштабный репликатор из наборов роботов Lego и аналогичных базовых деталей. [52] Сабо писал, что этот подход был проще, чем предыдущие предложения для репликаторов на макроуровне, но успешно предсказал, что даже этот метод не приведет к созданию репликатора на макроуровне в течение десяти лет.
  • В 2004 году Роберт Фрейтас и Ральф Меркл опубликовали первый всеобъемлющий обзор области самовоспроизведения (из которого с разрешения авторов взята большая часть материала этой статьи) в своей книге « Кинематические самовоспроизводящиеся машины» , которая содержит более 3000 литературных ссылок. [1] Эта книга включала новый дизайн молекулярного ассемблера, [53] учебник по математике репликации, [54] и первый всесторонний анализ всего пространства дизайна репликатора. [55]

Перспективы реализации [ править ]

По мере того, как использование промышленной автоматизации со временем расширилось, некоторые предприятия начали приближаться к подобию самодостаточности, что наводит на мысль о самовоспроизводящихся машинах. [56] Однако такие заводы вряд ли достигнут «полного закрытия» [57] до тех пор, пока стоимость и гибкость автоматизированного оборудования не приблизятся к человеческому труду и производство запасных частей и других компонентов на местном уровне не станет более экономичным, чем их транспортировка из в другом месте. Как указал Сэмюэл Батлер в Erewhon, тиражирование частично закрытых универсальных станкостроительных заводов уже возможно. Поскольку безопасность является основной целью всех законодательных рассмотрений регулирования такого развития, будущие усилия по развитию могут быть ограничены системами, в которых отсутствует контроль, материальная или энергетическая изоляция. Полнофункциональные машинные репликаторы наиболее полезны для разработки ресурсов в опасных средах, которые не могут быть легко доступны существующим транспортным системам (например, в космическом пространстве ).

Искусственный репликатор можно рассматривать как форму искусственной жизни . В зависимости от конструкции он может подвергаться эволюции в течение длительного периода времени. [58] Однако, с надежной коррекцией ошибок и возможностью внешнего вмешательства, обычный научно-фантастический сценарий взбесившейся жизни роботов останется крайне маловероятным в обозримом будущем. [59]

См. Также [ править ]

  • Автопоэзис
  • Сценарий серой слизи
  • Модульный робот с автоматической реконфигурацией
  • Захват искусственного интеллекта
  • 3D печать
  • Компьютерный вирус
  • Компьютерный червь
  • Экофагия
  • Экзистенциальный риск от передового искусственного интеллекта
  • Astrochicken
  • Погаснет (производство)
  • Наноробототехника
  • Монстр Шпигельмана
  • Самовоспроизводящиеся машины в художественной литературе
  • Самовоспроизводящийся космический корабль
  • RepRap проект

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Фрейтас, Роберт А .; Ральф К. Меркл (2004). Кинематические самовоспроизводящиеся машины . Джорджтаун, Техас: Landes Bioscience. ISBN 978-1-57059-690-2.
  2. ^ "3.11 Репликатор межзвездного зонда Фрейтаса (1979-1980)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  3. ^ a b c Роча, Луис М. (1998), «Избранная самоорганизация и семиотика эволюционных систем», Evolutionary Systems , Springer, Dordrecht: 341–358, DOI : 10.1007 / 978-94-017-1510-2_25 , ISBN 978-90-481-5103-5
  4. ^ Б Бреннер, Сидней (2012), "код сценария Жизнь" , Nature , 482 (7386): 461, DOI : 10.1038 / 482461a , PMID 22358811 , S2CID 205070101  
  5. ^ a b Дрекслер, К. Эрик (1986). «Двигатели изобилия (Глава 4) Гудящие репликаторы» . Двигатели творения .
  6. ↑ Colvin 1947 , стр. 6–7.
  7. ^ Сиппер, Моше; Реджиа, Джеймс А. (август 2001 г.). «Создайте свой собственный репликатор» . Scientific American . 285 : 38–39. Bibcode : 2001SciAm.285b..34S . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0801-34 . Также существует несколько других вариаций этого анекдотического ответа.
  8. ^ Роберт А. Фрейтас младший; Ральф К. Меркл (2004). Кинематические самовоспроизводящиеся машины . Landes Bioscience. п. 5.
  9. ^ Сэмюэл Батлер. «Эревон, Глава 24, Книга Машин» . Nzetc.org . Проверено 16 сентября 2009 .
  10. ^ Джордж Элиот. «Впечатления Теофраста Сиха, Глава 17, Тени грядущей расы» . online-literature.com . Проверено 25 августа 2017 .
  11. ^ Роберт А. Фрейтас младший; Ральф К. Меркл (2004). Кинематические самовоспроизводящиеся машины . Landes Bioscience. п. 11.
  12. ^ Пэли, Уильям (1802). «Глава i, раздел 1». Естественное богословие: или Свидетельства существования и атрибутов Божества, собранные из явлений природы . Э. Гудейл. ISBN 978-0-576-29166-8.; (12-е издание, 1809 г.) [ постоянная мертвая ссылка ] См. Также: Майкл Руз, изд. (1998). Философия биологии . стр.  36 -40.; Ленский, Ричард (15 ноября 2001 г.). «В два раза натуральнее». Природа . 414 (6861): 255. Bibcode : 2001Natur.414..255L . DOI : 10.1038 / 35104715 . PMID 11713507 . S2CID 205023396 .  
  13. ^ Бернал, Джон Десмонд (1929). «Мир, плоть и дьявол: исследование будущего трех врагов разумной души» .
  14. ^ Роберт А. Фрейтас младший; Ральф К. Меркл (2004). Кинематические самовоспроизводящиеся машины . Landes Bioscience. п. 14.
  15. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки . Wolfram Media, Inc. стр. 1179 . ISBN 978-1-57955-008-0.
  16. ^ a b фон Нейман, Джон; Беркс, Артур В. (1966),Теория самовоспроизводящихся автоматов. (Отсканированная книга онлайн) , University of Illinois Press , получено 28 февраля 2017 г.
  17. ^ «2.1 Вклад фон Неймана» . Molecularassembler.com . Проверено 16 сентября 2009 .
  18. ^ "2.1.3 Модель сотового автомата (CA) репликации машины" . Molecularassembler.com . Проверено 16 сентября 2009 .
  19. ^ Кемени, Джон Г. (апрель 1955 г.). «Человек, рассматриваемый как машина». Scientific American . 192 (4): 58–67. Bibcode : 1955SciAm.192d..58K . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0455-58 .
  20. ^ Мур, Эдвард Ф. (октябрь 1956 г.). «Искусственные живые растения». Scientific American . 195 (4): 118–126. Bibcode : 1956SciAm.195d.118M . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1056-118 .
  21. ^ "3.1 Искусственные живые растения Мура (1956)" . Molecularassembler.com . Проверено 16 сентября 2009 .
  22. ↑ Freeman J. Dyson (26 февраля 1970 г.). ХХI век (Речь). Лекция Вануксема. Университет Принстона.
  23. ^ "3.6 Dyson Terraforming Replicators (1970, 1979)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  24. Перейти ↑ Dyson, Freeman J. (1979). Глава 18: Мысленные эксперименты . Возмущая Вселенную . Нью-Йорк: Харпер и Роу. С. 194–204.
  25. ^ Роберт Фрейтас , Уильям П. Гилбрет, изд. (1982). Продвинутая автоматизация космических полетов . Публикация конференции НАСА CP-2255 (N83-15348).
  26. ^ Toth-Fejel, Tihamér (2004). «Моделирование кинематических клеточных автоматов: подход к самовоспроизведению» . Институт перспективных концепций НАСА.
  27. ^ Lackner, Klaus S .; Кристофер Х. Вендт (1995). «Экспоненциальный рост больших самовоспроизводящихся машинных систем». Mathl. Comput. Моделирование . 21 (10): 55–81. DOI : 10.1016 / 0895-7177 (95) 00071-9 .
  28. ^ Лакнер, Клаус С., и Вендт, Кристофер Х., «Самовоспроизводящиеся машинные системы для проектов глобального масштаба», Документ LA-UR-93-2886, 4-я Международная конференция и выставка по проектированию, строительству и эксплуатации в космосе / Конференция и выставка / демонстрация робототехники для сложных условий, Альбукерке, Нью-Мексико, 26 февраля - 3 марта 1994 г.
  29. ^ "3,15" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  30. ↑ Басс, Томас (октябрь 1995 г.). «Робот, построй сам» . Откройте для себя : 64–72.
  31. ^ Липсон, Ход; Эван Мэлоун. "Автономные самораскладывающиеся машины для ускорения освоения космоса" (PDF) . Проверено 4 января 2007 .
  32. ^ Chirikjian, Грегори С. (26 апреля 2004). «Архитектура для самовоспроизводящихся лунных фабрик» (PDF) . Проверено 4 января 2007 .
  33. ^ Тодд, Пол (30 апреля 2004 г.). «Заключительный отчет о ходе разработки роботизированного испытательного стенда лунного экопоэзиса» (PDF) . Проверено 4 января 2007 . (отчет по фазе I)
  34. ↑ Тодд, Пол (6 июля 2006 г.). "Роботизированная испытательная установка лунного экопоэза" (PDF) . Проверено 4 января 2007 . (отчет по фазе II)
  35. ^ Toth-Fejel, Tihamér; Роберт Фрейтас; Мэтт Мозес (30 апреля 2004 г.). «Моделирование кинематических клеточных автоматов» (PDF) . Проверено 4 января 2007 .
  36. ^ "3.25.4 Кинематические клеточные автоматы Тот-Фейеля (2003-2004)" . Molecularassembler.com . Проверено 16 сентября 2009 .
  37. ^ Мецгер, Филипп; Мускателло, Энтони; Мюллер, Роберт; Мантовани, Джеймс (январь 2013 г.). «Доступное и быстрое восстановление космической индустрии и цивилизации Солнечной системы». Журнал аэрокосмической техники . 26 (1): 18–29. arXiv : 1612.03238 . DOI : 10.1061 / (ASCE) AS.1943-5525.0000236 . S2CID 53336745 . 
  38. ^ "Загрузка цивилизации Солнечной системы" . whitehouse.gov . 2014-10-14 . Проверено 9 декабря 2016 - из Национального архива .
  39. ^ Верник, Адам (2015-01-15). «Захватывающие новые идеи в области космических технологий отвергаются Конгрессом» . PRI.org . Проверено 9 декабря 2016 .
  40. ↑ Мецгер, Филипп (август 2016 г.). «Космическое развитие и космическая наука вместе, историческая возможность». Космическая политика . 37 (2): 77–91. arXiv : 1609.00737 . Bibcode : 2016SpPol..37 ... 77M . DOI : 10.1016 / j.spacepol.2016.08.004 . S2CID 118612272 . 
  41. ^ "Процесс самовоспроизведения обещает производство новых материалов" . Science Daily. 17 октября 2011 . Проверено 14 октября 2011 .
  42. ^ Ван, Тонг; Ша, Руоцзе; Дрейфус, Реми; Leunissen, Mirjam E .; Маасс, Коринна; Сосна, Дэвид Дж .; Чайкин, Пол М .; Симан, Надриан К. (2011). «Самовоспроизведение информационных наноразмерных паттернов» . Природа . 478 (7368): 225–228. Bibcode : 2011Natur.478..225W . DOI : 10,1038 / природа10500 . PMC 3192504 . PMID 21993758 .  
  43. ^ Брейвика, Jarle (2001). «Самоорганизация полимеров, реплицирующих шаблон и спонтанный рост генетической информации» . Энтропия . Entroy. 3 (4): 273–279. Bibcode : 2001Entrp ... 3..273B . DOI : 10.3390 / e3040273 .
  44. ^ Харрис, Зеллиг (1968). Математические структуры языка . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Джон Уайли и сын. п. 17.
  45. ^ Вирт, Никлаус (1977). «Что мы можем сделать с ненужным разнообразием обозначений для синтаксических определений?». Commun. ACM . 20 (11): 822–823. DOI : 10.1145 / 359863.359883 . S2CID 35182224 . 
  46. ^ дю Кастель, Бертран (2015-07-15). «Теория активации / распознавания паттернов разума» . Границы вычислительной неврологии . 9 : 90. DOI : 10,3389 / fncom.2015.00090 . ISSN 1662-5188 . PMC 4502584 . PMID 26236228 .   
  47. ^ "3.11" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  48. ^ Арбиб, Майкл А. (1974). Сирил Поннамперума, AGW Cameron (редактор). Вероятность развития коммуникативных разумов на других планетах . Межзвездная коммуникация: научные перспективы . Бостон: Компания Houghton Mifflin. С. 59–78.
  49. Перейти ↑ Freitas, Robert A., Jr. (июль 1980 г.). «Самовоспроизводящийся межзвездный зонд» . Журнал Британского межпланетного общества . 33 : 251–264. Bibcode : 1980JBIS ... 33..251F . Проверено 1 октября 2008 .
  50. ^ "3.16 Патенты Коллинза по репродуктивной механике (1997-1998)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  51. ^ ВОИС. "(WO / 1996/020453) ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СТАНКИ САМОПРОИЗВОДСТВА (F-UNITS)" . Wipo.int . Проверено 16 сентября 2009 .[ мертвая ссылка ]
  52. ^ Сабо, Ник. «Макромасштабный репликатор» . Архивировано из оригинала на 2006-03-07 . Проверено 7 марта 2007 .
  53. ^ «4.11.3 Меркле-Фрейтас, сборщик молекул углеводородов (2000-2003)» . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  54. ^ "5.9 Краткий математический учебник по самовоспроизводящимся системам" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  55. ^ "5.1.9 Карта Фрейтаса-Меркла пространства проектирования кинематического репликатора (2003-2004)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  56. ^ «3.7 Самовоспроизводящийся автоматизированный промышленный завод (1973-настоящее время)» . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  57. ^ «5.6 Теория замыкания и инженерия замыкания» . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  58. ^ "5.1.9.L Эволюционируемость" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . Проверено 16 сентября 2009 .
  59. ^ «5.11 Репликаторы и общественная безопасность» . Molecularassembler.com . Проверено 16 сентября 2009 .

Библиография [ править ]

  • Колвин, Фред Х. (1947), Шестьдесят лет с людьми и машинами , Нью-Йорк и Лондон: McGraw-Hill, LCCN  47003762. Доступно в виде перепечатки на сайте Lindsay Publications ( ISBN 978-0-917914-86-7 ). Предисловие Ральфа Фландерса . 
  • М. Сиппер, Пятьдесят лет исследований самовоспроизведения: обзор , Искусственная жизнь, т. 4, вып. 3. С. 237–257, лето 1998.

Другие ссылки [ править ]

  • Фримен Дайсон расширил теории автоматов Неймана и выдвинул теорию, вдохновленную биотехнологиями. См. Astrochicken .
  • Первое техническое исследование самовоспроизводящегося межзвездного зонда было опубликовано в статье Роберта Фрейтаса в 1980 году .
  • Звенящие репликаторы также кратко упоминаются в четвертой главе книги К. Эрика Дрекслера 1986 года « Двигатели созидания» .
  • Статья о предлагаемой системе грохочущих репликаторов, которая будет использоваться для освоения земных пустынь, в журнале Discover за октябрь 1995 года , в которой представлены леса солнечных панелей, которые питали опреснительное оборудование для орошения земли.
  • В 1995 году Ник Сабо предложил создать макромасштабный репликатор из наборов роботов Lego (tm) и аналогичных базовых деталей. Сабо писал, что этот подход был проще, чем предыдущие предложения для репликаторов на макроуровне, но успешно предсказал, что даже этот метод не приведет к созданию репликатора на макроуровне в течение десяти лет.
  • В 1998 году Крис Феникс предложил общую идею макромасштабного репликатора в группе новостей sci.nanotech , работающего в пуле жидкого пластика ультрафиолетового отверждения , избирательно отверждающего пластик с образованием твердых частей. Вычисления могут быть выполнены с помощью флюидной логики . Электроэнергия для процесса может быть обеспечена источником жидкости под давлением.
  • В 2001 году Питер Уорд упомянул сбежавший с грохотом репликатор, уничтожающий человеческую расу, в своей книге « Будущая эволюция» .
  • В 2004 году General Dynamics завершила исследование для Института перспективных концепций НАСА. Он пришел к выводу, что сложность разработки не уступает Pentium 4, и продвигал дизайн, основанный на клеточных автоматах.
  • В 2004 году Роберт Фрейтас и Ральф Меркл опубликовали первый всеобъемлющий обзор области самовоспроизведения в своей книге « Кинематические самовоспроизводящиеся машины» , которая включает более 3000 литературных ссылок.
  • В 2005 году Адриан Бойер из Университета Бата начал проект RepRap по разработке машины для быстрого прототипирования, которая могла бы копировать себя, делая такие машины достаточно дешевыми, чтобы люди могли покупать их и использовать в своих домах. Проект выпускает материалы под лицензией GNU GPL . [1]
  • В 2015 году достижения в области графена и силицена показали, что он может стать основой для нейронной сети с плотностью, сопоставимой с плотностью человеческого мозга, если будет интегрирован с наноразмерными ЦП на основе карбида кремния, содержащими мемристоры .

Источником энергии может быть солнечная энергия или, возможно, радиоизотоп, учитывая, что новые жидкие соединения могут генерировать значительную энергию от радиоактивного распада.