آلة ذاتية التكاثر

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

شكل بسيط من أشكال التكاثر الذاتي للآلة

الآلة ذاتية التكاثر هي نوع من الروبوتات المستقلة القادرة على إعادة إنتاج نفسها ذاتيًا باستخدام المواد الخام الموجودة في البيئة، مما يُظهر قدرة على التكاثر الذاتي بطريقة مماثلة لتلك الموجودة في الطبيعة . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وقد طُوّر مفهوم الآلات ذاتية التكاثر ودُرِسَ من قِبَل هومر جاكوبسون ، وإدوارد ف. مور ، وفريمان دايسون ، وجون فون نيومان ، وكونراد تسوزه [ 4 ] [ 5 ] ، وفي الآونة الأخيرة من قِبَل ك. إريك دريكسلر في كتابه عن تقنية النانو ، " محركات الخلق" (حيث صاغ مصطلح "الناسخ الصاخب " لهذه الآلات)، ومن قِبَل روبرت فريتاس ورالف ميركل في مراجعتهما "الآلات الحركية ذاتية التكاثر" [ 6 ] التي قدمت أول تحليل شامل لمساحة تصميم الناسخ بأكملها. يُعدّ تطوير هذه التقنية في المستقبل جزءًا لا يتجزأ من العديد من الخطط التي تشمل استخراج المعادن والمواد الأخرى من الأقمار وأحزمة الكويكبات ، وإنشاء مصانع قمرية، وحتى بناء أقمار صناعية تعمل بالطاقة الشمسية في الفضاء. ويُعدّ مسبار فون نيومان [ 7 ] مثالًا نظريًا على هذه الآلة. كما عمل فون نيومان على ما أسماه " المُنشئ العالمي" ، وهو آلة ذاتية التكاثر قادرة على التطور، وقد صاغها في بيئة الأوتوماتا الخلوية . والجدير بالذكر أن مخطط فون نيومان للأوتوماتا ذاتية التكاثر افترض أن التطور المفتوح يتطلب نسخ المعلومات الموروثة ونقلها إلى النسل بشكل منفصل عن الآلة ذاتية التكاثر، وهي فكرة سبقت اكتشاف واتسون وكريك لبنية جزيء الحمض النووي (DNA ) وكيفية ترجمته وتكراره بشكل منفصل في الخلية. [ 8 ] [ 9 ]

الآلة ذاتية التكاثر هي نظام اصطناعي ذاتي التكاثر يعتمد على التقنيات التقليدية واسعة النطاق والأتمتة. وقد اجتذب هذا المفهوم، الذي اقترحه فون نيومان لأول مرة في أربعينيات القرن العشرين على أبعد تقدير، مجموعة متنوعة من المناهج المختلفة التي تتضمن أنواعًا مختلفة من التقنيات. وتُستخدم أحيانًا مصطلحات خاصة في الأدبيات العلمية. على سبيل المثال، استخدم دريكسلر [ 10 ] مصطلح "المُكرِّر الصاخب " لتمييز أنظمة التكاثر واسعة النطاق عن الروبوتات النانوية المجهرية أو " المُجمِّعات " التي قد تُتيحها تقنية النانو ، إلا أن هذا المصطلح غير رسمي ونادرًا ما يُستخدم في المناقشات العامة أو التقنية. كما أُطلق على المُكرِّرات اسم "آلات فون نيومان" نسبةً إلى جون فون نيومان، الذي درس الفكرة بدقة لأول مرة. ومع ذلك، فإن مصطلح "آلة فون نيومان" أقل تحديدًا، ويشير أيضًا إلى بنية حاسوبية لا علاقة لها بالموضوع اقترحها فون نيومان، لذا يُنصح بتجنب استخدامه عندما تكون الدقة مهمة. [ 6 ] استخدم فون نيومان مصطلح " المُنشئ الشامل" لوصف هذه الآلات ذاتية التكاثر.

حتى قبل عصر التحكم الرقمي ، كان مؤرخو أدوات الآلات ، أحيانًا، يستخدمون مصطلحًا مجازيًا للإشارة إلى أن أدوات الآلات تُشكل فئة فريدة من الآلات لقدرتها على "استنساخ نفسها" [ 11 ] عن طريق نسخ جميع أجزائها. ويتضمن هذا النقاش ضمنيًا أن الإنسان يُدير عمليات القطع (ثم يُخطط ويُبرمج الآلات لاحقًا)، ثم يُجمّع الأجزاء. وينطبق الأمر نفسه على آلات RepRap ، وهي فئة أخرى من الآلات تُذكر أحيانًا في سياق "الاستنساخ الذاتي" غير المستقل. وتشير هذه النقاشات إلى مجموعات من أدوات الآلات، وتتمتع هذه المجموعات بقدرة محدودة ومنخفضة على استنساخ أجزائها، وهي قدرة ترتفع إلى ما يقارب 100% في مجموعات تضم حوالي اثنتي عشرة آلة متشابهة الصنع، ولكنها تعمل بشكل فريد، مما يُرسي ما يُشير إليه المؤلفان فريتاس وميركل بـ"إغلاق المادة". ويُعد إغلاق الطاقة ثاني أصعب بُعد من حيث الإغلاق، والتحكم فيه هو الأصعب، مع ملاحظة أنه لا توجد أبعاد أخرى لهذه المشكلة. وعلى النقيض من ذلك، فإن الآلات التي تتكاثر ذاتيًا بشكل مستقل حقًا (مثل الآلات البيولوجية ) هي الموضوع الرئيسي الذي نناقشه هنا، وسيكون لها إغلاق في كل من الأبعاد الثلاثة.

تاريخ

يعود المفهوم العام للآلات الاصطناعية القادرة على إنتاج نسخ من نفسها إلى مئات السنين على الأقل. ومن أوائل الإشارات إلى ذلك حكاية عن الفيلسوف رينيه ديكارت ، الذي اقترح على الملكة كريستينا ملكة السويد أن جسم الإنسان يُمكن اعتباره آلة؛ فأجابت بالإشارة إلى ساعة وأمرته: "تأكد من أنها تُنجب ذرية". [ 12 ] وتوجد أيضًا عدة روايات أخرى مشابهة لهذه الحكاية. فقد اقترح صموئيل بتلر في روايته "إيروهون" عام 1872 أن الآلات قادرة بالفعل على استنساخ نفسها، لكن الإنسان هو من جعلها تفعل ذلك، [ 13 ] وأضاف أن "الآلات التي تُعيد إنتاج الآلات لا تُعيد إنتاج آلات من نوعها" . [ 14 ] في كتاب جورج إليوت الصادر عام 1879 بعنوان "انطباعات عن ثيوفراستوس سوتش" ، وهو عبارة عن سلسلة مقالات كتبتها على لسان عالم خيالي يُدعى ثيوفراستوس، تناولت المقالة "ظلال الجنس القادم" موضوع الآلات ذاتية التكاثر، حيث تساءل ثيوفراستوس: "كيف لي أن أعرف أنها قد لا تُصنع في نهاية المطاف لتحمل، أو قد لا تتطور في حد ذاتها، شروط الاكتفاء الذاتي، والإصلاح الذاتي، والتكاثر؟". [ 15 ]

في عام 1802، صاغ ويليام بالي أول حجة غائية معروفة تُصوّر الآلات وهي تُنتج آلات أخرى، [ 16 ] مُشيرًا إلى أن مسألة من صنع الساعة في الأصل تُصبح غير ذات جدوى إذا ثبت أن الساعة قادرة على صنع نسخة من نفسها. [ 17 ] وقد تنبأ جون برنال بالدراسة العلمية للآلات ذاتية التكاثر في وقت مبكر من عام 1929 [ 18 ] ، وكذلك علماء الرياضيات مثل ستيفن كلين الذي بدأ بتطوير نظرية التكرار في ثلاثينيات القرن العشرين. [ 19 ] ومع ذلك، كان الدافع وراء الكثير من هذا العمل الأخير هو الاهتمام بمعالجة المعلومات والخوارزميات أكثر من كونه دافعًا للتنفيذ المادي لمثل هذا النظام. وخلال خمسينيات القرن العشرين، طُرحت اقتراحات لعدة أنظمة ميكانيكية بسيطة بشكل متزايد قادرة على التكاثر الذاتي، ولا سيما من قِبل ليونيل بنروز . [ 20 ] [ 21 ]

نموذج فون نيومان الحركي

قدّم عالم الرياضيات جون فون نيومان أول اقتراح مفاهيمي مفصّل لآلة ذاتية التكاثر في محاضرات ألقاها عامي 1948 و1949، حيث اقترح نموذجًا حركيًا للآلات ذاتية التكاثر كتجربة فكرية . [ 22 ] [ 23 ] تناول فون نيومان مفهومه عن آلة مادية ذاتية التكاثر بشكل مجرد، حيث استخدمت الآلة الافتراضية "بحرًا" أو مخزنًا لقطع الغيار كمصدر للمواد الخام. كان للآلة برنامج مخزّن على شريط ذاكرة يُوجّهها لاستخراج الأجزاء من هذا "البحر" باستخدام ذراع آلية، وتجميعها في نسخة منها، ثم نقل محتويات شريط الذاكرة إلى النسخة الجديدة. تصوّرت الآلة على أنها تتكون من ثمانية أنواع مختلفة من المكونات: أربعة عناصر منطقية لإرسال واستقبال المؤثرات، وأربعة عناصر ميكانيكية لتوفير الدعم الهيكلي والحركة. على الرغم من سلامة نموذج فون نيومان من الناحية النوعية، إلا أنه كان غير راضٍ عنه بسبب صعوبة تحليله بدقة رياضية. ولذلك، قام بتطوير نموذج أكثر تجريدًا للآلة ذاتية التكاثر قائم على الأوتوماتا الخلوية . [ 24 ] وظل مفهومه الحركي الأصلي غامضًا حتى انتشر على نطاق واسع في عدد من مجلة ساينتفك أمريكان عام 1955. [ 25 ]

كان هدف فون نيومان من نظريته عن الأوتوماتا ذاتية التكاثر ، كما أوضح في محاضراته بجامعة إلينوي عام ١٩٤٩، [ ٢٢ ] تصميم آلة ينمو تعقيدها تلقائيًا على غرار الكائنات الحية الخاضعة للانتقاء الطبيعي . وتساءل عن عتبة التعقيد التي يجب تجاوزها لكي تتمكن الآلات من التطور. [ ٨ ] وكانت إجابته تصميم آلة مجردة، عند تشغيلها، تتكاثر ذاتيًا. والجدير بالذكر أن تصميمه يشير إلى أن التطور المفتوح يتطلب نسخ المعلومات الموروثة ونقلها إلى النسل بشكل منفصل عن الآلة ذاتية التكاثر، وهي فكرة سبقت اكتشاف واتسون وكريك لبنية جزيء الحمض النووي (DNA ) وكيفية ترجمته وتكراره بشكل منفصل في الخلية. [ ٨ ] [ ٩ ]

نباتات مور الحية الاصطناعية

في عام ١٩٥٦، قدّم عالم الرياضيات إدوارد ف. مور أول اقتراح معروف لآلة عملية ذاتية التكاثر في العالم الحقيقي، ونُشر هذا الاقتراح أيضًا في مجلة ساينتفك أمريكان . [ ٢٦ ] [ ٢٧ ] اقترح مور "نباتات حية اصطناعية" كآلات قادرة على استخدام الهواء والماء والتربة كمصادر للمواد الخام، واستمداد طاقتها من ضوء الشمس عبر بطارية شمسية أو محرك بخاري . واختار مور شاطئ البحر كموطن أولي لهذه الآلات، مما يتيح لها الوصول بسهولة إلى المواد الكيميائية الموجودة في مياه البحر، واقترح تصميم أجيال لاحقة من هذه الآلات لتطفو بحرية على سطح المحيط كسفن مصانع ذاتية التكاثر، أو لوضعها في أراضٍ صحراوية قاحلة غير صالحة للأغراض الصناعية. وسيتم "حصاد" هذه الآلات ذاتية التكاثر للحصول على مكوناتها، لاستخدامها من قبل البشرية في آلات أخرى غير متكاثرة.

أنظمة النسخ من دايسون

كان التطور الرئيسي التالي لمفهوم الآلات ذاتية التكاثر سلسلة من التجارب الفكرية التي اقترحها الفيزيائي فريمان دايسون في محاضرته في فانكسيم عام 1970. [ 28 ] [ 29 ] اقترح دايسون ثلاثة تطبيقات واسعة النطاق لأجهزة التكاثر الآلي. أولها إرسال نظام ذاتي التكاثر إلى قمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل ، والذي بالإضافة إلى إنتاج نسخ من نفسه، سيُبرمج أيضًا لتصنيع وإطلاق مركبات فضائية للشحن تعمل بالطاقة الشمسية . ستحمل هذه المركبات كتلًا من جليد إنسيلادوس إلى المريخ ، حيث ستُستخدم في تهيئة الكوكب للحياة . أما اقتراحه الثاني فكان نظام مصنع يعمل بالطاقة الشمسية مصمم لبيئة صحراوية أرضية، وثالثها "مجموعة أدوات تطوير صناعية" تعتمد على جهاز التكاثر هذا، ويمكن بيعها للدول النامية لتزويدها بالقدرة الصناعية التي تحتاجها. عندما قام دايسون بمراجعة وإعادة طباعة محاضرته في عام 1979، أضاف مقترحات لنسخة معدلة من نباتات مور البحرية الحية الاصطناعية المصممة لتقطير وتخزين المياه العذبة للاستخدام البشري [ 30 ] و" الدجاجة الاصطناعية ".

الأتمتة المتقدمة لمهام الفضاء

تصور فنان لمصنع روبوتي قمري "ذاتي النمو".

في عام 1980، واستلهامًا من ورشة عمل "الاتجاهات الجديدة" التي عُقدت عام 1979 في وودز هول، أجرت وكالة ناسا دراسة صيفية مشتركة مع الجمعية الأمريكية لتعليم الهندسة (ASEE) بعنوان "الأتمتة المتقدمة للبعثات الفضائية" بهدف إعداد مقترح مفصل لمصانع ذاتية التكاثر لتطوير موارد القمر دون الحاجة إلى عمليات إطلاق إضافية أو عمالة بشرية في الموقع. أُجريت الدراسة في جامعة سانتا كلارا في الفترة من 23 يونيو إلى 29 أغسطس، ونُشر التقرير النهائي عام 1982. [ 31 ] كان النظام المقترح قادرًا على زيادة الطاقة الإنتاجية بشكل كبير، وكان من الممكن تعديل التصميم لبناء مجسات ذاتية التكاثر لاستكشاف المجرة.

تضمن التصميم المرجعي عربات كهربائية صغيرة تعمل بالتحكم الحاسوبي وتسير على قضبان داخل المصنع، وآلات رصف متنقلة تستخدم مرايا مكافئة كبيرة لتركيز ضوء الشمس على تربة القمر لإذابتها وتلبيدها إلى سطح صلب مناسب للبناء، وجرافات أمامية آلية للتعدين السطحي . وسيتم تكرير تربة القمر الخام بتقنيات متنوعة، أهمها الترشيح بحمض الهيدروفلوريك . واقتُرحت مركبات نقل كبيرة مزودة بأذرع وأدوات متنوعة كآلات بناء لتجميع المصانع الجديدة من أجزاء وتجميعات تنتجها الشركة الأم.

سيتم توفير الطاقة من خلال "مظلة" من الخلايا الشمسية المدعومة على أعمدة. وستوضع الآلات الأخرى تحت المظلة.

سيستخدم " روبوت الصب " أدوات وقوالب نحت لصنع قوالب جبسية . تم اختيار الجبس لسهولة صنع القوالب، وقدرته على إنتاج أجزاء دقيقة ذات تشطيبات سطحية جيدة، وإمكانية إعادة تدوير الجبس بسهولة بعد ذلك باستخدام فرن لتجفيف الماء. سيقوم الروبوت بعد ذلك بصب معظم الأجزاء إما من صخور منصهرة غير موصلة ( بازلت ) أو معادن نقية. كما تم تضمين نظام قطع ولحام باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون .

تم تحديد شركة تصنيع رقائق إلكترونية أكثر تعقيدًا وتخمينًا لإنتاج أنظمة الكمبيوتر والإلكترونيات، لكن المصممين قالوا أيضًا إنه قد يكون من العملي شحن الرقائق من الأرض كما لو كانت "فيتامينات".

طوّرت دراسة أجريت عام 2004 بدعم من معهد المفاهيم المتقدمة التابع لناسا هذه الفكرة. [ 32 ] بدأ بعض الخبراء في دراسة إمكانية استخدام آلات ذاتية التكاثر لتعدين الكويكبات .

ركزت دراسة التصميم بشكل كبير على نظام كيميائي بسيط ومرن لمعالجة الخامات، وعلى الفروقات بين نسب العناصر اللازمة للمُستنسخ والنسب المتوفرة في تربة القمر. وكان عنصر الكلور هو العنصر الأكثر تأثيرًا في تحديد معدل النمو ، وهو عنصر ضروري لمعالجة تربة القمر لاستخلاص الألومنيوم . ويُعدّ الكلور نادرًا جدًا في تربة القمر.

مكررات لاكنر-ويندت أوكسون

في عام ١٩٩٥، واستلهامًا من اقتراح دايسون عام ١٩٧٠ بزرع الصحاري غير المأهولة على الأرض بآلات ذاتية التكاثر لأغراض التنمية الصناعية، وضع كلاوس لاكنر وكريستوفر ويندت مخططًا أكثر تفصيلًا لهذا النظام. [ ٣٣ ] [ ٣٤ ] [ ٣٥ ] اقترحا مستعمرة من الروبوتات المتنقلة المتعاونة،  يتراوح حجمها بين ١٠ و٣٠ سم، تسير على شبكة من المسارات الخزفية المكهربة حول معدات تصنيع ثابتة وحقول من الخلايا الشمسية. لم يتضمن اقتراحهما تحليلًا كاملًا لمتطلبات النظام من المواد، ولكنه وصف طريقة مبتكرة لاستخلاص العناصر الكيميائية العشرة الأكثر شيوعًا في التربة السطحية الصحراوية الخام (الصوديوم، والحديد، والمغنيسيوم، والسيليكون، والكالسيوم، والتيتانيوم، والألومنيوم، والكربون، والأكسجين، والهيدروجين ) باستخدام عملية كربوحرارية عالية الحرارة. وقد شاع هذا الاقتراح في مجلة ديسكوفر ، حيث عرضت معدات تحلية المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي استُخدمت لريّ الصحراء التي بُني فيها النظام. [ 36 ] أطلقوا على آلاتهم اسم "Auxons"، من الكلمة اليونانية auxein التي تعني "النمو".

الأعمال الحديثة

دراسات NIAC حول الأنظمة ذاتية التكاثر

انطلاقاً من روح دراسة "الأتمتة المتقدمة للبعثات الفضائية" التي أجريت عام 1980، بدأ معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة عدة دراسات حول تصميم الأنظمة ذاتية التكرار في عامي 2002 و2003. وقد مُنحت أربع منح للمرحلة الأولى:

إنشاء مصانع ذاتية التكاثر في الفضاء

في عام ٢٠١٢، دعا باحثو ناسا ، ميتزجر ، وموسكاتيلو، ومولر، ومانتوفاني، إلى ما يُسمى بـ"نهج التأسيس الذاتي" لإنشاء مصانع ذاتية التكاثر في الفضاء. [ ٤٣ ] وقد طوروا هذا المفهوم استنادًا إلى تقنيات استخدام الموارد في الموقع (ISRU) التي تعمل ناسا على تطويرها "للاستفادة من موارد الأرض" على سطح القمر أو المريخ. وأظهرت نماذجهم أنه في غضون ٢٠ إلى ٤٠ عامًا فقط، يمكن لهذه الصناعة أن تصبح مكتفية ذاتيًا ثم تنمو إلى حجم كبير، مما يُمكّن من استكشاف الفضاء على نطاق أوسع، فضلًا عن توفير فوائد تعود بالنفع على الأرض. وفي عام ٢٠١٤، نشر توماس كاليل، من مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا بالبيت الأبيض، على مدونة البيت الأبيض مقابلة مع ميتزجر حول تأسيس حضارة النظام الشمسي ذاتيًا من خلال صناعة فضائية ذاتية التكاثر. [ ٤٤ ] وطلب كاليل من الجمهور تقديم أفكار حول كيفية "مساهمة الإدارة والقطاع الخاص والجهات الخيرية والمجتمع البحثي والرواة في تحقيق هذه الأهداف". ربط كاليل هذا المفهوم بما أطلق عليه كبير التقنيين السابق في ناسا، ماسون بيك، مصطلح "الاستكشاف عديم الكتلة"، أي القدرة على تصنيع كل شيء في الفضاء دون الحاجة إلى إطلاقه من الأرض. وقد صرّح بيك قائلاً: "...كل الكتلة التي نحتاجها لاستكشاف النظام الشمسي موجودة بالفعل في الفضاء. إنها فقط بالشكل غير المناسب." [ 45 ] وفي عام 2016، جادل ميتزجر بأنه يمكن إنشاء صناعة ذاتية التكاثر بالكامل على مدى عدة عقود بواسطة رواد فضاء في قاعدة قمرية بتكلفة إجمالية (القاعدة بالإضافة إلى بدء الصناعة) تبلغ حوالي ثلث ميزانيات الفضاء للدول الشريكة في محطة الفضاء الدولية ، وأن هذه الصناعة ستحل مشاكل الطاقة والبيئة على الأرض، بالإضافة إلى توفير الاستكشاف عديم الكتلة. [ 46 ]

أنماط بلاط الحمض النووي الاصطناعي بجامعة نيويورك

في عام 2011، ابتكر فريق من العلماء في جامعة نيويورك بنيةً تُسمى "BTX" (اللولب الثلاثي المنحني)، تعتمد على ثلاث جزيئات من اللولب المزدوج، كل منها مصنوع من شريط قصير من الحمض النووي DNA. وباعتبار كل مجموعة من ثلاثة لوالب مزدوجة بمثابة حرف رمزي، يمكنهم (من حيث المبدأ) بناء هياكل ذاتية التضاعف تُشفّر كميات كبيرة من المعلومات. [ 47 ] [ 48 ]

التكاثر الذاتي للبوليمرات المغناطيسية

في عام 2001، ابتكر جارل بريفيك في جامعة أوسلو نظامًا من وحدات البناء المغناطيسية، والتي تتشكل تلقائيًا بوليمرات ذاتية التضاعف استجابةً لتقلبات درجة الحرارة. [ 49 ]

التكاثر الذاتي للدوائر العصبية

في عام 1968، كتب زيليغ هاريس أن "اللغة الوصفية موجودة في اللغة نفسها"، [ 50 ] مشيرًا إلى أن التكرار الذاتي جزء لا يتجزأ من اللغة. وفي عام 1977، صاغ نيكلاوس ويرث هذا الطرح رسميًا بنشره قواعد نحوية حتمية ذاتية التكرار وخالية من السياق . [ 51 ] وبإضافة الاحتمالات، نشر برتراند دو كاستل في عام 2015 قواعد نحوية عشوائية ذاتية التكرار ، وقدم ربطًا بين هذه القواعد والشبكات العصبية ، مقدمًا بذلك نموذجًا لدائرة عصبية ذاتية التكرار. [ 52 ]

معهد هارفارد وايس

في 29 نوفمبر 2021، قام فريق في معهد هارفارد وايس ببناء أول روبوتات حية قادرة على التكاثر. [ 53 ]

مركبة فضائية ذاتية التكاثر

طُرحت فكرة مركبة فضائية آلية قادرة على بناء نسخ من نفسها لأول مرة في الأدبيات العلمية عام 1974 على يد مايكل أ. أربيب ، [ 54 ] [ 55 ] إلا أن هذا المفهوم ظهر سابقًا في أعمال الخيال العلمي ، مثل رواية "بيرسيركر" لفريد سابيرهاجن عام 1967، وثلاثية " رحلة بيغل الفضاء" لـ أ. إي. فان فوغت عام 1950. ونُشر أول تحليل هندسي كمي لمركبة فضائية ذاتية التكاثر عام 1980 على يد روبرت فريتاس ، [ 56 ] حيث عُدّل تصميم مشروع ديدالوس غير المُتكاثر ليشمل جميع الأنظمة الفرعية اللازمة للتكاثر الذاتي. وتتلخص استراتيجية التصميم في استخدام المسبار لإيصال "مصنع بذور" بكتلة تبلغ حوالي 443 طنًا إلى موقع بعيد، ليقوم مصنع البذور هناك باستنساخ نسخ عديدة من نفسه لزيادة طاقته الإنتاجية الإجمالية، ثم استخدام المجمع الصناعي الآلي الناتج لبناء المزيد من المسابير، يحمل كل منها مصنع بذور واحدًا.

آفاق التنفيذ

مع توسع استخدام الأتمتة الصناعية بمرور الوقت، بدأت بعض المصانع تقترب من شكل من أشكال الاكتفاء الذاتي، ما يوحي بإمكانية استنساخ الآلات ذاتيًا. [ 57 ] ومع ذلك، من غير المرجح أن تحقق هذه المصانع "الإغلاق الكامل" [ 58 ] حتى تقترب تكلفة ومرونة الآلات المؤتمتة من تكلفة ومرونة العمل البشري، ويصبح تصنيع قطع الغيار والمكونات الأخرى محليًا أكثر اقتصادية من نقلها من أماكن أخرى. وكما أشار صموئيل بتلر في كتابه "إيروهون" ، فإن استنساخ مصانع أدوات الآلات العالمية المغلقة جزئيًا أمر ممكن بالفعل. ولأن السلامة هدف أساسي في جميع الاعتبارات التشريعية لتنظيم هذا التطور، فقد تقتصر جهود التطوير المستقبلية على الأنظمة التي تفتقر إما إلى التحكم أو إغلاق المادة أو الطاقة. وتُعد آلات الاستنساخ ذات القدرات الكاملة مفيدة للغاية لتطوير الموارد في البيئات الخطرة التي يصعب الوصول إليها بواسطة أنظمة النقل الحالية (مثل الفضاء الخارجي ).

يمكن اعتبار المُستنسخ الاصطناعي شكلاً من أشكال الحياة الاصطناعية . وبحسب تصميمه، قد يخضع للتطور على مدى فترة زمنية طويلة. [ 59 ] ومع ذلك، بفضل آليات تصحيح الأخطاء القوية ، وإمكانية التدخل الخارجي، سيظل سيناريو الخيال العلمي الشائع المتمثل في خروج الحياة الروبوتية عن السيطرة أمراً مستبعداً للغاية في المستقبل المنظور. [ 60 ]

في الخيال

من بين المؤلفين الذين استخدموا الآلات ذاتية التكاثر في أعمالهم الروائية: فيليب ك. ديك ، [ 2 ] آرثر سي. كلارك ، [ 2 ] كارل تشابيك ( روبوتات روسوم العالمية (1920))، [ 2 ] [ 1 ] جون سلادك ( الجهاز التناسلي )، [ 2 ] صموئيل بتلر ( إيروهون )، [ 2 ] دينيس إي. تايلور [ 61 ] وإي . إم. فورستر ( توقف الآلة (1909)). [ 1 ]

مصادر أخرى

  • مُنحت عدة براءات اختراع لمفاهيم الآلات ذاتية التكاثر. [ 62 ] براءة الاختراع الأمريكية رقم 5,659,477 بعنوان "آلات تصنيع أساسية ذاتية التكاثر (وحدات F)"، المخترع: تشارلز م. كولينز (بيرك، فرجينيا) (أغسطس 1997)، وبراءة الاختراع الأمريكية رقم 5,764,518 بعنوان "نظام آلة تصنيع أساسية ذاتية التكاثر"، المخترع: تشارلز م. كولينز (بيرك، فرجينيا) (يونيو 1998)؛ وبراءة اختراع كولينز بموجب معاهدة التعاون بشأن البراءات WO 96/20453: [ 63 ] "طريقة ونظام لمحطات تصنيع ذاتية التكاثر"، المخترعون: رالف س. ميركل (صني فيل، كاليفورنيا)، باركر؛ إريك ج. (وايلي، تكساس)، سكيدمور؛ جورج د. (بلانو، تكساس) (يناير 2003).
  • تم ذكر المكررات العيانية بإيجاز في الفصل الرابع من كتاب ك. إريك دريكسلر لعام 1986 بعنوان محركات الخلق . [ 10 ]
  • في عام 1995، طرح نيك سزابو تحديًا لبناء جهاز نسخ واسع النطاق باستخدام مجموعات روبوتات ليغو وأجزاء أساسية مماثلة. [ 64 ] كتب سزابو أن هذا النهج كان أسهل من المقترحات السابقة لأجهزة النسخ واسعة النطاق، لكنه تنبأ بنجاح بأنه حتى هذه الطريقة لن تؤدي إلى جهاز نسخ واسع النطاق في غضون عشر سنوات.
  • في عام ٢٠٠٤، نشر روبرت فريتاس ورالف ميركل أول مراجعة شاملة لمجال التضاعف الذاتي (والتي استُمدّ منها جزء كبير من محتوى هذه المقالة، بإذن من المؤلفين)، في كتابهما " الآلات الحركية ذاتية التضاعف" ، والذي يتضمن أكثر من ٣٠٠٠ مرجع أدبي. [ ٦ ] وقد تضمّن هذا الكتاب تصميمًا جديدًا للمُجمِّع الجزيئي، [ ٦٥ ] ومقدمة في رياضيات التضاعف، [ ٦٦ ] وأول تحليل شامل لمساحة تصميم المُضاعِف بأكملها. [ ٦٧ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 تايلور، تيم؛ دورين، آلان (2020)، "تطور الروبوتات ومصير البشرية: الثقافة الشعبية وعلم المستقبل في أوائل القرن العشرين" ، في تايلور، تيم؛ دورين، آلان (محرران)، صعود المُستنسخين ذاتيًا: رؤى مبكرة للآلات والذكاء الاصطناعي والروبوتات القادرة على التكاثر والتطور ، تشام: دار نشر سبرينغر الدولية، ص 29-40 ، doi : 10.1007/978-3-030-48234-3_4 ، ISBN  978-3-030-48234-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-04-06
  2. 1 2 3 4 5 6 دودسون، شون (2008-07-02). "الآلة التي تنسخ نفسها" . صحيفة الغارديان . ISSN 0261-3077 . تاريخ الاسترجاع: 2024-04-06 . 
  3. ↑ غرانكفيست، نينا؛ لوريلا، جوها (2011). "الغضب من الآلات ذاتية التكاثر: تأطير العلم والخيال في مجال تقنية النانو في الولايات المتحدة" . دراسات تنظيمية . 32 (2): 253-280 . doi : 10.1177/0170840610397476 . hdl : 10138/37303 . ISSN 0170-8406 . تاريخ الاسترجاع: 2024-04-06 . 
  4. ^ بوتيجر، هيلموت [بالألمانية] (26/10/2011). “Der Philosoph – Die technische Keimzelle”. في رابينسيفنر، أدولف (محرر). كونراد زوسي: Erfinder، Unternehmer، Philosoph und Künstler (في المانيا) (1 ed.). بيترسبرغ، ألمانيا: مايكل إيمهوف فيرلاغ . ص 69-75 [70-74]. رقم ISBN   978-3-86568-743-2.(128 صفحة)
  5. ^ إيبيش ، نورا (2016). تمت كتابته في ماونتن فيو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. Selbstreproduzierende Maschinen: Konrad Zuses Montagestraße SRS 72 und ihr Kontext (الرسالة). بحث (باللغة الألمانية). فيسبادن، ألمانيا: Springer Vieweg / Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH . دوى : 10.1007/978-3-658-12942-2 . رقم ISBN 978-3-658-12941-5.(272+4 صفحات)
  6. 1 2 3 فريتاس، روبرت أ.؛ رالف سي. ميركل (2004). الآلات الحركية ذاتية التكاثر . جورج تاون، تكساس: لاندز بيوساينس. ISBN 978-1-57059-690-2.
  7. ↑ "3.11 جهاز نسخ مجسات فريتاس بين النجوم (1979-1980)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  8. 1 2 3 روشا، لويس م. (1998)، "التنظيم الذاتي الانتقائي ودلالات الأنظمة التطورية"، الأنظمة التطورية ، سبرينغر، دوردريخت، ص 341-358 ، doi : 10.1007/978-94-017-1510-2_25 ، ISBN  978-90-481-5103-5
  9. 1 2 برينر، سيدني (2012)، "شفرة الحياة" ، مجلة نيتشر ، 482 (7386): 461، doi : 10.1038/482461a ، PMID 22358811 ، S2CID 205070101  
  10. 1 2 دريكسلر، ك. إريك (1986). "محركات الوفرة (الفصل 4) آلات النسخ المتداخلة" . محركات الخلق . مؤرشف من الأصل في 2011-08-07 . تم الاسترجاع في 2007-02-19 .
  11. ↑ كولفين 1947 ، ص 6-7 . 
  12. ↑ سيبر، موشيه؛ ريجيا، جيمس أ. (أغسطس 2001). "اصنع جهاز النسخ الخاص بك" . مجلة ساينتفك أمريكان . 285 (2): 38-39 . Bibcode : 2001SciAm.285b..34S . doi : 10.1038/scientificamerican0801-34 . JSTOR 26059294. PMID 11478000 .  توجد أيضاً عدة اختلافات أخرى في هذه الاستجابة القصصية.
  13. ↑ روبرت أ. فريتاس الابن؛ رالف س. ميركل (2004). الآلات الحركية ذاتية التكاثر . لاندز بيوساينس. ص 5. 
  14. ↑ صموئيل بتلر. "إيروهون، الفصل 24، كتاب الآلات" . Nzetc.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  15. ↑ جورج إليوت. "انطباعات عن ثيوفراستوس سوتش، الفصل 17، ظلال العرق القادم" . online-literature.com . تاريخ الاسترجاع: 25 أغسطس 2017 .
  16. ↑ روبرت أ. فريتاس الابن؛ رالف س. ميركل (2004). الآلات الحركية ذاتية التكاثر . لاندز بيوساينس. ص 11. 
  17. ↑ بالي، ويليام (1802). "الفصل الأول، القسم الأول". اللاهوت الطبيعي: أو أدلة على وجود الإله وصفاته، جُمعت من مظاهر الطبيعة . إي. جوديل. OCLC 1443744941 . انظر أيضًا: مايكل روس، محرر (1998). فلسفة علم الأحياء . الصفحات 36-40 . لينسكي ، ريتشارد (15 نوفمبر 2001). "طبيعية مرتين" . مجلة نيتشر . 414 (6861): 255. Bibcode : 2001Natur.414..255L . doi : 10.1038/35104715 . PMID: 11713507. S2CID : 205023396 .  
  18. ↑ برنال، جون ديزموند (1929). "العالم والجسد والشيطان: بحث في مستقبل الأعداء الثلاثة للروح العاقلة" .
  19. ↑ روبرت أ. فريتاس الابن؛ رالف س. ميركل (2004). الآلات الحركية ذاتية التكاثر . لاندز بيوساينس. ص 14. 
  20. ↑ ليونيل بنروز: الآلات ذاتية التكاثر ، مجلة ساينتفك أمريكان، المجلد 200، يونيو 1959، الصفحات 105-114
  21. ↑ "انطلقوا وكرروا" . مجلة ساينتفك أمريكان. 1 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2021 .
  22. 1 2 فون نيومان، جون؛ بيركس، آرثر دبليو. (1966)،نظرية الأتمتة ذاتية التكاثر.(كتاب ممسوح ضوئيًا على الإنترنت) ، مطبعة جامعة إلينوي ، تاريخ الاسترجاع : 28 فبراير 2017
  23. ↑ "2.1 إسهامات فون نيومان" . Molecularassembler.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  24. ↑ "2.1.3 نموذج الأوتوماتا الخلوية (CA) لتكرار الآلات" . Molecularassembler.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  25. ↑ كيميني، جون ج. (أبريل 1955). "الإنسان يُنظر إليه كآلة". مجلة ساينتفك أمريكان . 192 (4): 58-67 . Bibcode : 1955SciAm.192d..58K . doi : 10.1038/scientificamerican0455-58 .
  26. ↑ مور، إدوارد ف. (أكتوبر 1956). "النباتات الحية الاصطناعية". مجلة ساينتفك أمريكان . 195 (4): 118-126 . Bibcode : 1956SciAm.195d.118M . doi : 10.1038/scientificamerican1056-118 .
  27. ↑ "3.1 مور النباتات الحية الاصطناعية (1956)" . Molecularassembler.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  28. ↑ فريمان ج. دايسون (26 فبراير 1970). القرن الحادي والعشرون (خطاب). محاضرة فانكسيم. جامعة برينستون.
  29. ↑ "3.6 مُستنسخات دايسون لتشكيل الكواكب (1970، 1979)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  30. ↑ دايسون، فريمان ج. (1979). "الفصل 18: تجارب فكرية". اضطراب الكون . نيويورك: هاربر آند رو. ص 194-204 . 
  31. ↑ روبرت فريتاس ، ويليام ب. جيلبريث، محرران (1982). الأتمتة المتقدمة لمهام الفضاء . منشور مؤتمر ناسا CP-2255 (N83-15348).
  32. ↑ توث-فيجل، تيهامر (2004). "نمذجة الأوتوماتا الخلوية الحركية: نهج للتكرار الذاتي" . معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة.
  33. ↑ لاكنر، كلاوس س.؛ كريستوفر هـ. ويندت (1995). "النمو الأسي لأنظمة الآلات الكبيرة ذاتية التكاثر" . نمذجة الرياضيات والحوسبة . 21 (10): 55-81 . doi : 10.1016/0895-7177(95)00071-9 .
  34. ↑ لاكنر، كلاوس س.، وويندت، كريستوفر هـ.، "أنظمة الآلات ذاتية التكاثر للمشاريع العالمية"، الوثيقة LA-UR-93-2886، المؤتمر والمعرض الدولي الرابع للهندسة والإنشاء والعمليات في الفضاء/المؤتمر والمعرض/العروض التوضيحية حول الروبوتات للبيئات الصعبة، ألبوكيرك، نيو مكسيكو، 26 فبراير - 3 مارس 1994
  35. ↑ "3.15" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  36. ↑ باس، توماس (أكتوبر 1995). "الروبوت، ابنِ نفسك" . ديسكفر : 64-72 .
  37. ↑ ليبسون، هود؛ إيفان مالون. "آلات ذاتية التمدد ذاتية التشغيل لتسريع استكشاف الفضاء" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يناير 2007 .
  38. ↑ تشيريكجيان، غريغوري س. (26-04-2004). "بنية لمصانع قمرية ذاتية التكاثر" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 04-01-2007 .
  39. ↑ تود، بول (30 أبريل 2004). "التقرير النهائي عن التقدم المحرز في منصة اختبار التكوين البيئي القمري الروبوتية" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يناير 2007 .(تقرير المرحلة الأولى)
  40. ↑ تود، بول (2006-07-06). "منصة اختبار التكوين البيئي القمري الروبوتية" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2007-01-04 .(تقرير المرحلة الثانية)
  41. ↑ توث-فيجل، تيهامر؛ روبرت فريتاس؛ مات موسى (30-04-2004). "نمذجة الأوتوماتا الخلوية الحركية" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 04-01-2007 .
  42. ↑ "3.25.4 أتمتة الخلايا الحركية من نوع توث-فيجل (2003-2004)" . Molecularassembler.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  43. ↑ ميتزجر، فيليب ؛ موسكاتيلو، أنتوني؛ مولر، روبرت؛ مانتوفاني، جيمس (يناير 2013). "التمويل السريع والميسور التكلفة لصناعة الفضاء وحضارة النظام الشمسي". مجلة هندسة الطيران والفضاء . 26 (1): 18-29 . arXiv : 1612.03238 . doi : 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000236 . S2CID 53336745 . 
  44. ↑ "بناء حضارة في النظام الشمسي" . whitehouse.gov . 14-10-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9-12-2016 – عبر الأرشيف الوطني .
  45. ↑ ويرنيك، آدم (15 يناير 2015). "الأفكار الجديدة والمثيرة في تكنولوجيا الفضاء تُهمَل من قِبَل الكونغرس" . PRI.org . تاريخ الاسترجاع: 9 ديسمبر 2016 .
  46. ↑ ميتزجر، فيليب (أغسطس 2016). "تطوير الفضاء وعلوم الفضاء معًا، فرصة تاريخية". سياسة الفضاء . 37 (2): 77-91 . arXiv : 1609.00737 . Bibcode : 2016SpPol..37...77M . doi : 10.1016/j.spacepol.2016.08.004 . S2CID 118612272 . 
  47. ↑ "عملية التكاثر الذاتي تبشر بإنتاج مواد جديدة" . ساينس ديلي. 17 أكتوبر 2011. تاريخ الاسترجاع: 14 أكتوبر 2011 .
  48. ↑ وانغ، تونغ؛ شا، روجي؛ دريفوس، ريمي؛ ليونيسن، ميريام إي.؛ ماس، كورينا؛ باين، ديفيد جيه.؛ تشايكين، بول إم.؛ سيمان، نادريان سي. (2011). "التكرار الذاتي للأنماط النانوية الحاملة للمعلومات" . مجلة نيتشر . 478 (7368): 225-228 . Bibcode : 2011Natur.478..225W . doi : 10.1038/nature10500 . PMC 3192504. PMID 21993758 .  
  49. ↑ بريفيك، جارل (2001). "التنظيم الذاتي للبوليمرات المكررة للقوالب والنشوء التلقائي للمعلومات الوراثية" . إنتروبي . 3 (4). إنتروبي: 273-279 . Bibcode : 2001Entrp...3..273B . doi : 10.3390/e3040273 .
  50. ↑ هاريس، زيليج (1968). البنى الرياضية للغة . نيويورك، نيويورك: جون وايلي وأولاده. ص 17. 
  51. ↑ ويرث، نيكلاوس (1977). "ماذا يمكننا فعله حيال التنوع غير الضروري في تدوين التعريفات النحوية؟" . مجلة الاتصالات ACM . 20 (11): 822-823 . doi : 10.1145/359863.359883 . S2CID 35182224 . 
  52. ↑ دو كاستل، برتراند (15 يوليو 2015). "نظرية تنشيط/التعرف على الأنماط في العقل" . مجلة فرونتيرز في علم الأعصاب الحاسوبي . 9 : 90. doi : 10.3389/fncom.2015.00090 . ISSN 1662-5188 . PMC 4502584. PMID 26236228 .   
  53. ↑ "فريق يبني أول روبوتات حية - قادرة على التكاثر" . 2021-11-29.
  54. ↑ "3.11" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  55. ↑ أربيب، مايكل أ. (1974). "التواصل بين النجوم: منظورات علمية". في سيريل بونامبيروما، إيه جي دبليو كاميرون (محرران). احتمالية تطور كائنات ذكية قادرة على التواصل على كواكب أخرى . بوسطن: شركة هوتون ميفلين. ص 59-78 . 
  56. ↑ فريتاس، روبرت أ. الابن (يوليو 1980). "مسبار بين النجوم ذاتي التكاثر" . مجلة الجمعية البريطانية لعلم الكواكب . 33 : 251-264 . رمز Bibcode : 1980JBIS...33..251F . تاريخ الاسترجاع : 1 أكتوبر 2008 .
  57. ↑ "3.7 المصنع الصناعي الآلي ذاتي التكاثر (1973-حتى الآن)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  58. ↑ "5.6 نظرية الإغلاق وهندسة الإغلاق" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  59. ↑ "5.1.9.L قابلية التطور" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  60. ↑ "5.11 أجهزة النسخ والسلامة العامة" . Molecularassembler.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-09-2009 .
  61. ↑ "عالم بوبي" . أمازون .
  62. ↑ "3.16 براءات اختراع كولينز في مجال ميكانيكا التكاثر (1997-1998)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  63. ↑ المنظمة العالمية للملكية الفكرية. "(WO/1996/020453) آلات التصنيع الأساسية ذاتية التكاثر (وحدات F)" . Wipo.int. مؤرشف من الأصل بتاريخ 1 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 سبتمبر 2009 .
  64. ↑ سزابو، نيك. "مُكرِّر على نطاق واسع" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 مارس 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2007 .
  65. ↑ "4.11.3 Merkle-Freitas Hydrocarbon Molecular Assembler (2000-2003)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  66. ↑ "5.9 مقدمة رياضية موجزة عن الأنظمة ذاتية التضاعف" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .
  67. ↑ "5.1.9 خريطة فريتاس-ميركل لمساحة تصميم المُكرِّر الحركي (2003-2004)" . Molecularassembler.com. 2005-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-09-16 .

للمزيد من القراءة