Ο T-1000 στον Εξολοθρευτή 2 μπορούσε να αλλάζει μορφή κατά βούληση, να μετατρέπει τα χέρια του σε λεπίδες ή να μετατρέπει μέρη του σώματός του σε υγρό για να περνά μέσα από μεταλλικά κάγκελα. “Είδα αυτή την ταινία όταν ήμουν παιδί—ήταν σαν ‘Ουάου, μπορείς να φανταστείς,’ σκέφτηκα, ‘να είσαι σε θέση να το κάνεις αυτό;'” λέει ο Otger Campàs, καθηγητής στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής Max Planck στη Δρέσδη της Γερμανίας. “Τώρα εργάζομαι με έμβρυα. Και αυτό που είδαμε στον Εξολοθρευτή συμβαίνει στην πραγματικότητα σε ένα έμβρυο. Αυτού του είδους η αλλαγή μορφής είναι αυτό που κάνει ένα έμβρυο.”
Ο Campàs και η ομάδα του εμπνεύστηκαν από διαδικασίες που ονομάζονται ρευστοποίηση και συγκλίνουσα επέκταση—μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα κύτταρα των εμβρύων για να συντονίσουν τη συμπεριφορά τους όταν σχηματίζουν ιστούς και όργανα σε έναν αναπτυσσόμενο οργανισμό. Η ομάδα κατασκεύασε ένα ρομποτικό σύνολο όπου κάθε ρομποτική μονάδα συμπεριφερόταν σαν ένα εμβρυϊκό κύτταρο. Ως σύνολο, τα ρομπότ συμπεριφέρονταν σαν ένα υλικό που θα μπορούσε να αλλάζει σχήμα και να μεταβαίνει μεταξύ στερεής και υγρής κατάστασης, ακριβώς όπως ο T-1000.
Κράματα του πραγματικού κόσμου και της επιστημονικής φαντασίας
Ο T-1000 ήταν ένα θαύμα προς θέαση, αλλά η ταινία δεν έδωσε κανένα στοιχείο για το πώς λειτουργούσε. Γι’ αυτό ο Campàs και οι συνάδελφοί του αναζήτησαν στοιχεία αλλού. Παρόμοιες ιδιότητες αλλαγής μορφής έχουν παρατηρηθεί σε έμβρυα όταν παρακολουθεί κανείς την ανάπτυξή τους σε επιταχυνόμενη προβολή χρησιμοποιώντας απεικόνιση time-lapse. “Οι ιστοί στα έμβρυα μπορούν να μεταβαίνουν μεταξύ στερεής και υγρής κατάστασης για να διαμορφώσουν τα όργανα. Σκεφτόμασταν πώς θα μπορούσαμε να σχεδιάσουμε ρομπότ που θα έκαναν το ίδιο,” λέει ο Campàs.
Η ομάδα επικεντρώθηκε σε τρεις ικανότητες που επιτρέπουν στα κύτταρα των εμβρυϊκών ιστών να πραγματοποιούν τη “μαγεία” τους. Η πρώτη είναι ότι μπορούν να κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο ακόμα και όταν είναι σφιχτά συσκευασμένα και συνδεδεμένα. Η δεύτερη είναι η σηματοδότηση: η απελευθέρωση μορίων που τα γειτονικά κύτταρα αναγνωρίζουν και στα οποία ανταποκρίνονται, πιθανώς προσανατολίζοντας την κίνησή τους προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η τρίτη είναι η ικανότητα των κυττάρων να προσκολλώνται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα ισχυρό και συνεκτικό σύνολο.
Ο Campàs και οι συνάδελφοί του αποφάσισαν να σχεδιάσουν ρομπότ που μοιάζουν με κύτταρα και μπορούν να κάνουν όλα αυτά τα πράγματα.
Τα δομικά στοιχεία του T-1000
Κάθε ρομπότ είχε μηχανοκίνητα γρανάζια γύρω από την περίμετρό του που μπορούσαν να συνδέονται με γρανάζια σε άλλα ρομπότ. Τα γρανάζια επέτρεπαν στα ρομπότ να κινούνται μέσα στο σύνολο χωρίς να σπάνε τους δεσμούς τους μεταξύ τους, ακριβώς όπως κάνουν τα κύτταρα σε έναν ζωντανό οργανισμό.
Η σύνδεση των ρομπότ ήταν δουλειά μαγνητών που μπορούσαν να περιστρέφονται για να διατηρήσουν την πρόσφυση ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό τους. Κάθε ρομπότ είχε επίσης έναν φωτοανιχνευτή που μπορούσε να ανιχνεύσει την πολικότητα του φωτός, επιτρέποντας την αποστολή βασικών εντολών με τη χρήση ενός απλού φακού με φίλτρο πόλωσης. “Η μετάβαση μεταξύ στερεάς και υγρής κατάστασης οδηγούνταν από διακυμάνσεις της δύναμης που εφάρμοζαν οι κινητήρες, και κωδικοποιήσαμε την ένταση αυτών των διακυμάνσεων στην ένταση του φωτός,” λέει ο Matthew Devlin, ερευνητής στο Τμήμα Μηχανολογίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Ως απόκριση στα φωτεινά σήματα, δύο ρομποτικά σύνολα, συνολικά 20 ρομπότ, μπορούσαν να επιμηκυνθούν το ένα προς το άλλο, να αγγίξουν στη μέση και να σχηματίσουν μια γέφυρα που θα μπορούσε να κρατήσει ένα φορτίο σχεδόν 5 κιλών. Αφού σχημάτισαν έναν κύβο, μπορούσαν να υποστηρίξουν έναν ενήλικα που ζυγίζει περίπου 70 κιλά. Μπορούσαν επίσης να ρέουν γύρω από ένα αντικείμενο, να υιοθετήσουν ένα συμπληρωματικό σχήμα και να σκληρύνουν για να λειτουργήσουν ως κλειδί. “Αυτή ήταν η ιδέα του Εξολοθρευτή για την αλλαγή μορφής. Αυτό ήταν ακριβώς αυτό που είχαμε στο μυαλό μας,” ισχυρίζεται ο Campàs.
Το μόνο πρόβλημα ήταν ότι τα ρομπότ είχαν διάμετρο λίγο πάνω από 5 εκατοστά. Για να φτάσουν τα ρομποτικά σύνολα πιο κοντά στο μιμητικό πολυκράμα του Εξολοθρευτή, η ομάδα θέλει να κάνει τα ρομπότ μικρότερα. Πολύ μικρότερα.
Νανορομπότ Εξολοθρευτές;
“Τα καλά νέα είναι ότι δεν χρειάζεται να κατεβείτε σε κλίμακα σε αυτό που βλέπετε στα ζωντανά συστήματα,” λέει ο Campàs. “Τα κύτταρα είναι περίπου 10 μικρά. Αλλά οτιδήποτε γύρω στα 100 μικρά—ακόμα και μέχρι 1 χιλιοστό—τα ρομπότ θα ήταν ήδη πραγματικά εντυπωσιακά.” Δυστυχώς, είμαστε αρκετά μακριά από το να κατασκευάσουμε μηχανές τόσο μικρές.
Σύμφωνα με την ομάδα, τα ρομπότ που λειτουργούν όπως αυτά που χρησιμοποίησαν στη μελέτη θα μπορούσαν να μειωθούν σε μέγεθος μέχρι 1 ή 2 εκατοστά σε διάμετρο. “Αυτή τη στιγμή, είναι αδύνατο να φτιάξουμε κάτι στο μέγεθος ενός κόκκου ρυζιού με όλα τα χαρακτηριστικά που έχουμε, αλλά θα μπορούσε κάλλιστα να γίνει εφικτό μέσα στην επόμενη δεκαετία,” ισχυρίζεται ο Campàs. Αλλά ακόμα και αν καταφέρουμε να λύσουμε το κομμάτι της μινιατουροποίησης, υπάρχουν και άλλα ζητήματα που πρέπει να επιλύσουμε, όπως η τροφοδότηση όλων αυτών των ρομπότ.
Τα ρομπότ που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη τροφοδοτούνταν από μπαταρίες λιθίου-ιόντων που μπορούσαν να τα κρατήσουν σε συνεχή λειτουργία για περίπου μισή ώρα. Αλλά η κατανάλωση ενέργειας ήταν σημαντική μόνο κατά τη διάρκεια των μεταβάσεων από το ένα σχήμα στο άλλο. Μόλις το σύνολο κλειδώθηκε σε ένα σχήμα, χρειαζόταν μόνο μικρές ποσότητες ενέργειας. Το μεγάλο πρόβλημα είναι ότι κάθε ρομπότ πρέπει να φορτίζεται χειροκίνητα. Αυτό λειτούργησε για ένα σύνολο 20 ρομπότ, αλλά θα γινόταν πραγματικό ζήτημα αν ο αριθμός των ρομπότ αυξανόταν σε εκατοντάδες ή χιλιάδες. Μια πιθανή λύση που βλέπουν οι ερευνητές είναι η ασύρματη φόρτιση, υπό την προϋπόθεση ότι θα μπορούσαμε να την κάνουμε να λειτουργεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Προς το παρόν, όμως, το ρομποτικό σύνολο που αλλάζει μορφή προοριζόταν κυρίως ως απόδειξη της ιδέας.
“Είμαστε μακριά από τον Εξολοθρευτή, να είμαι ξεκάθαρος γι’ αυτό. Δεν είναι ότι το κάνουμε αύριο. Αν μιλήσετε με ανθρώπους που κατασκευάζουν μικρομηχανικές συσκευές, θα γνωρίζετε ότι δεν είναι εύκολο,” λέει ο Campàs. Αλλά είπε ότι η ερευνητική κοινότητα έχει τώρα ένα παράδειγμα για το πώς θα μπορούσε να λειτουργήσει ένα υλικό όπως αυτό του T-1000, και το μόνο που μένει να γίνει είναι η μινιατουροποίηση των ρομπότ. “Ο στόχος μας ήταν να κάνουμε τους ανθρώπους να ενθουσιαστούν ώστε να πάνε και να το κάνουν,” προσθέτει ο Campàs.
Προσαρμογή από το άρθρο του Jacek Krywko
