Η επανάσταση της «4-D εκτύπωσης»
Ένας σχεδιασμός που είναι ήδη εφικτός
Nayef Al-Rodhan
(Πηγή : http://foreignaffairs.gr/)
Πριν από δύο χρόνια, ο φυσικός Neil Gershenfeld [1] υποστήριξε ότι η επόμενη μεγάλη ψηφιακή επανάσταση θα έρθει όχι στην πληροφορική και στην επικοινωνία, αλλά στις κατασκευές.
Σήμερα, η 3-D εκτύπωση, η οποία χρησιμοποιεί ψηφιακά δεδομένα για να κατασκευάσει με ταχύτητα φυσικά αντικείμενα, είναι πιο προσιτή από ποτέ. Αυτοκινητοβιομηχανίες τοποθετούν τις πιο σύγχρονες συσκευές εκτύπωσης στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις τους, μαθητές τού σχεδιασμού μαθαίνουν ότι μπορούν να κάνουν σχεδόν τα πάντα [2] από πλαστικό και επιστήμονες πειραματίζονται με τον ανθρώπινο ιστό. Πέρυσι, Αυστραλοί βιολόγοι τού Πανεπιστημίου τού Queensland δημιούργησαν ένα λειτουργικό νεφρό [3] από το μηδέν, έστω και σε μικρογραφία˙ Τώρα εργάζονται για την εκτύπωση αυτών των οργάνων με το να τοποθετούν επάλληλα μικροσκοπικά φύλλα ζωντανών κυττάρων.
Ωστόσο, ακριβώς την ώρα που ο κόσμος έχει αρχίσει να κατανοεί τις δυνατότητες της τρισδιάστατης επανάστασης (3-D printing), οι ερευνητές προτείνουν μια αναβάθμιση. Το έργο τους δείχνει ότι η αληθινή υπόσχεση της ψηφιακής κατασκευής βρίσκεται με μια τέταρτη διάσταση - στην εκτύπωση αντικειμένων που αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Εκεί που τα τρισδιάστατα αντικείμενα είναι στατικά και απαιτούν ανθρώπινο έλεγχο, τα 4-D (τετραδιάστατα) αντικείμενα μπορούν να αντιδρούν με το περιβάλλον τους αυτόνομα, συναρμολογώντας, επισκευάζοντας ή μετατρέποντας τους εαυτούς τους. Η πρόοδος σε αυτή την περιοχή θα βασίζεται λιγότερο στην τεχνολογία εκτύπωσης από όσο στα ίδια τα υλικά. Στο MIT, ο αρχιτέκτονας Skylar Tibbits [4] συνδύασε έναν εκτυπωτή 3-D με ένα νεωτερικό συνδυασμό υλικών για να δημιουργήσει ένα συρματοειδές αντικείμενο που μόλις έπεσε στο νερό άλλαξε το σχήμα του για να σχηματίσει τα γράμματα «MIT». Ήταν η αντιστοίχιση ενός πολυμερούς υλικού που απορροφά νερό με ένα βασικό πλαστικό που έκανε δυνατό αυτό το αποτέλεσμα.
Οι πιθανές εφαρμογές, φυσικά, είναι ατελείωτες. Και θα μπορούσαν να αποδειχθούν ιδιαίτερα σημαντικές στις μεγάλες κλίμακες. Εξετάστε τα υπόγεια συστήματα σωλήνων, από καιρό προβληματικά λόγω της δεδομένης χωρητικότητάς τους και της δαπανηρής συντήρησής τους. Με τα προγραμματιζόμενα υλικά, μεμονωμένοι σωλήνες θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες, διαστελλόμενοι ή συστελλόμενοι για να ρυθμίσουν την χωρητικότητα και την ροή τους. Θα μπορούσε ακόμα και να αυτοεπισκευάζονται όταν παθαίνουν ζημιές ή αποσυντίθενται όταν σταματούν να χρησιμοποιούνται.
Ή σκεφτείτε τις δυνατότητες για την αμυντική βιομηχανία. Ο στρατός των ΗΠΑ έχει ήδη ξεκινήσει την χρήση 3-D εκτυπωτών, στήνοντας μια ομάδα για να αναπτύξει νέα εργαλεία στην πρώτη γραμμή στο Αφγανιστάν. Και σε μια προσπάθεια να δημιουργήσει καλύτερα καμουφλάζ – τον δικό του αόρατο μανδύα - ο στρατός έχει χρηματοδοτήσει την έρευνα στα λεγόμενα μετα-υλικά (metamaterials), σε σύνθετα υλικά που διαθλούν τα κύματα του φωτός από τα υφάσματα καμουφλάζ, κάνοντας μη ορατό ένα αντικείμενο που καλύπτεται από αυτά. Η τεχνολογία τετραδιάστατης εκτύπωσης θα μπορούσε να επιτρέψει στον στρατό να προχωρήσει σε παρόμοια ζητήματα, να κατασκευάσει οχήματα με επιχρίσματα που προσαρμόζονται σε ποικίλα εδάφη ή στολές που μπορεί να ανιχνεύουν την παρουσία δηλητηριωδών αερίων.
Σίγουρα, η 4-D εκτύπωση δεν θα είναι χωρίς κινδύνους ή μειονεκτήματα. Πολλές από τις ίδιες ανησυχίες που περιβάλλουν ήδη την 3-D εκτύπωση θα μεταφερθούν κι εκεί. Η δυνατότητα της παράνομης εκμετάλλευσης θα παραμείνει. (Καταναλωτές έχουν χρησιμοποιήσει τρισδιάστατους εκτυπωτές για να κατασκευάσουν όπλα και κλειδιά για χειροπέδες). Οι παραγωγοί θα έχουν ακόμα περισσότερους τρόπους για να προσαρμόσουν τα προϊόντα, κονταίνοντας περαιτέρω την αλυσίδα εφοδιασμού και θέτοντας σε κίνδυνο ειδικευμένες θέσεις εργασίας. Τα ζητήματα ευθύνης θα γίνουν πιο περίπλοκα, καθώς εκείνοι που εκτυπώνουν και οι προμηθευτές θα μάχονται για το ποιος θα πρέπει να φέρει την ευθύνη για ένα προϊόν, εάν κάτι πάει στραβά. Το ίδιο, επίσης, θα γίνεται στα θέματα πνευματικής ιδιοκτησίας. Οι αμερικανικοί νόμοι περί πνευματικής ιδιοκτησίας, όπως και αυτοί των άλλων χωρών, έχουν ήδη πολλά κενά και η υφιστάμενη νομοθεσία είναι ανεπαρκώς εξοπλισμένη για να ρυθμίσει τα τετραδιάστατα προϊόντα (4-D). Για παράδειγμα, το να ανιχνεύονται οι ρίζες τού συνεχούς μετασχηματισμού των προϊόντων θα είναι κάτι ιδιαίτερα δύσκολο. Θέματα μη αναπαραγωγικότητας και κατοχύρωσης πατέντας θα είναι προβληματικά, επίσης.
Όπως και με πολλές άλλες αναδυόμενες τεχνολογίες, η 4-D εκτύπωση είναι ένα σαφές παράδειγμα σύγκλισης, φέρνοντας μαζί ποικίλες τεχνολογίες, προσεγγίσεις και κλάδους. Οι πιο ανησυχητικοί κίνδυνοι, όμως, θα προκύψουν πιθανότατα στον τομέα τής βιολογίας, όπου η δυνητική πρόοδος και ο κίνδυνος πάνε χέρι-χέρι. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ήδη την βιοτεχνολογία για την καταπολέμηση ασθενειών απειλητικών για την ζωή˙ Στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, οι ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει τις αρχές τής τετραδιάστατης εκτύπωσης για να κατασκευάσουν ένα nanorobot από κλώνους DNA που καταπολεμά τον καρκίνο. Εδώ, όπως πάντα, η διπλή χρήση παραμένει μια πραγματική ανησυχία. Μια σειρά από παίκτες θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν αυτές τις τεχνικές για την δημιουργία νέων βιολογικών όπλων, βοηθούμενοι από την εύκολη πρόσβαση στα απαραίτητα εργαλεία. Τη απουσία κανόνων, νέες εταιρείες όπως η Project Cyborg [5] προσφέρουν στον μέσο καταναλωτή εργαλεία σχεδιασμού που καθιστούν δυνατό τον προγραμματισμό κυττάρων.
Επιπλέον, οι πιθανοί κίνδυνοι θα μπορούσαν να λάβουν απροσδόκητες μορφές τις οποίες οι κυβερνήσεις είναι ανέτοιμες να αντιμετωπίσουν. Τα νανορομπότ που καταπολεμούν τον καρκίνο, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να επαναπρογραμματιστούν για να ρυθμίζουν νευροδιαβιβαστές, όπως η σεροτονίνη, η ντοπαμίνη ή η ωκυτοκίνη - οι οποίες μπορούν να αλλάξουν την ανθρώπινη συμπεριφορά. Κάποιοι ανησυχούν [6] για το ότι ακόμη και συχνά συνταγογραφούμενα φάρμακα, όπως το αντικαταθλιπτικό Prozac, μπορούν να αλλάξουν με μόνιμο τρόπο τα μακροχρόνια γνωστικά και ατομικά χαρακτηριστικά ενός ανθρώπου. Με την 4-D εκτύπωση, περισσότεροι άνθρωποι από ποτέ θα είναι σε θέση να πειραματιστούν με αυτό το είδος τής χημείας.
Λόγω των κινδύνων αυτών, οι ηγέτες σε κάθε τομέα έχουν να σκεφθούν πολύ. Είναι ήδη σαφές ότι το θέμα τού προγραμματισμού - έμβιων και άψυχων - θα έχει εκτεταμένες συνέπειες που είναι αδύνατον να προβλεφθούν. Αυτό κάνει ζωτικής σημασίας την ρύθμιση και την εποπτεία. Όλες οι επαναστατικές τεχνολογίες απαιτούν αναπόφευκτα νέες δομές διακυβέρνησης και θεσμών, αλλά οι πρόοδοι στην 4-D εκτύπωση θα μπορούσαν εύκολα να βγουν εκτός ελέγχου εάν οι κυβερνήσεις δεν δράσουν έγκαιρα. Μόνο μέσα σε προσεκτικά φυλαγμένα όρια μπορεί η καινοτομία να παραμένει ευεργετική.
* Ο NAYEF AL-RODHAN είναι επίτιμος συνεργάτης στο Κολέγιο St. Antony’s College, στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
Copyright © 2002-2012 by the Council on Foreign Relations, Inc.
All rights reserved.
Στα αγγλικά: http://www.foreignaffairs.com/articles/142171/nayef-al-rodhan/design-wit...
Σύνδεσμοι:
[1] http://www.foreignaffairs.com/articles/138154/neil-gershenfeld/how-to-ma...
[2] http://www.foreignaffairs.com/features/collections/gallery-fabrication-r...
[3] http://www.abc.net.au/news/2014-05-23/hope-3d-printed-artificial-mini-ki...
[4] http://www.ted.com/talks/skylar_tibbits_the_emergence_of_4d_printing
[5] http://www.autodeskresearch.com/projects/cyborg
[6] http://books.google.ch/books?id=UVRim2WvW50C&printsec=frontcover&dq=fuku... our posthuman future&hl=en&sa=X&ei=IFwEVNajBoG6OOuZgcgG&ved=0CB0Q6wEwAA
