Self-assembly: The power of organizing the unorganized - Skylar Tibbits

Самосборка: сила, объединяющая неупорядоченное — Скайлар Тиббитс

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Переводчик: Ольга Фирсова Редактор: Anna Kotova

Have you ever wondered

Вы когда-нибудь задумывались,

how things are built within our bodies?

как всё устроено внутри нашего тела?

Why our bodies can regrow and repair themselves,

Почему наши тела могут восстанавливать себя,

and how we can pass on genes

и как мы передаём гены

from one generation to the next?

от одного поколения другому?

Yet, none of our man-made objects have these traits;

Однако ни один из созданных человеком объектов не имеет этих особенностей;

they're simply thrown away when they break

когда они ломаются, их просто выбрасывают,

and they definitely can't reproduce.

и они определённо не могут давать потомство.

The answer lies in something called self assembly.

Ответ лежит в понятии «самосборки».

Self assembly is a system where unordered parts

Самосборка — это система, где неупорядоченные части

come together in an organized structure,

объединяются в организованную структуру

completely on their own.

совершенно самостоятельно.

This means that a pile of parts on your desk should,

Это значит, что груда деталей на вашем столе

in theory, be able to move around on their own,

должна в теории быть способной перемещаться сама по себе,

find one another,

соединяться

and build something useful.

и строиться в что-то полезное.

This seems impossible,

Это кажется невозможным,

like Transformers

or the Sandman,

как Трансформеры,

или Песочный Человек,

but it's exactly how our bodies are built,

но именно так созданы наши тела,

how our immune system works,

так работает наша иммунная система,

and why we can reproduce.

и поэтому мы можем оставлять потомство.

Self assembly is the factory and copy machines within our bodies

Самосборка — это фабрики и копировальные машины внутри наших тел,

that make proteins fold and DNA replicate.

которые заставляют сворачиваться белки и самовоспроизодиться ДНК.

It's a process that not only happens

Это процесс, который происходит не только

in the biological and chemical world,

в биологическом и химическом мире,

but is a phenomenon that can be seen from magnets

но и феномен, воплотившийся в магнитах,

to snowflakes,

снежинках,

robotics,

робототехнике,

social networks,

социальных сетях,

the formations of cities and galaxies,

возникновении городов и галактик.

to name just a few.

И это только малая часть примеров.

In biology and chemistry,

В биологии и химии

self assembly is everywhere,

самосборка везде,

from atomic interactions,

начиная с атомных взаимодействий,

cellular replication

клеточной репликации

to DNA, RNA, and protein folding.

до ДНК, РНК и сворачивания белков.

Proteins are like bicycle chains

Белки — как велосипедные цепи

with sequences of amino acid links.

с последовательностями аминокислот.

They self assemble into 3-D structures

Они самостоятельно собираются в 3D-структуры,

because of the interaction

как из-за взаимодействий

between the amino acids along the chain,

между аминокислотами вдоль цепи,

as well as the relationship

так и отношений

between the chain and the environment.

между цепью и окружающей средой.

These forces make the flexible chain

Эти силы заставляют гибкую цепь

fold into a 3-D shape

складываться в 3D-форму,

that governs the function in the protein.

которая регулирует деятельность в белке.

Viruses, on the other hand, are like soccer balls.

Вирусы, напротив, как футбольные мячи.

They're made up of a series of sub-units with specific shapes.

Они состоят из ряда элементов определённых форм.

Those shapes have attraction to one another,

Их формы соответствуют друг другу

so they fit together in precise ways.

и таким образом идеально совмещаются.

Представьте себе, что вы создаёте идеальную сферу.

Image you want to build a perfect sphere.

It turns out that making a precise sphere

Оказывается, сделать это обычным способом

through traditional means is actually quite difficult.

довольно затруднительно.

Alternatively, you could try to self assemble the sphere.

Как вариант, попробуйте самосборку сферы.

One way would be to inflate the sphere

Например, можно надуть сферу

like a bubble or a balloon.

как пузырь или воздушный шар.

Another option would be to create many identical pieces

Или создать множество идентичных частей,

that would come together to make a perfect sphere.

которые соединились бы в идеальную сферу.

You could try to put the pieces together one-by-one,

Вы можете соединить все части друг с другом,

but it might take a long time

но это займёт много времени,

and you would still have human errors.

и вы можете допустить ошибку.

Instead you could design a connection

Вместо этого, вы можете создать связь

between the components like magnets

между частями, как у магнита,

and dump them into a container.

и сложить их в один контейнер.

When you shook the container,

Когда вы встряхнёте контейнер,

all the parts would find one another

все части соединятся

and build the sphere for you.

в идеальную сферу.

Self assembly is being used as a new design,

Самосборка является инструментом дизайна,

science,

and engineering tool

науки,

инженерии

for making the next generation of technologies

для создания нового поколения технологий,

easier to build,

более простых в сборке,

more adaptive,

более адаптивных

and less reliant on fossil fuels.

и менее зависимых от добываемого топлива.

Scientists are now making molecular microchips for computers

Сейчас учёные разрабатывают молекулярные микрочипы для компьютеров,

where small, molecular elements are given

в которых малым молекулам задаются условия,

the right conditions to form themselves into organized pathways.

при которых они формируют организованные структуры.

Similarly, we can now use self assembly

Подобным образом мы можем использовать самосборку

as a way to make 3-D structures with DNA,

для создания 3D-структур с ДНК,

like capsules that could deliver drugs inside the body,

например, капсул с лекарственными препаратами,

releasing them only if certain conditions are met.

начинающих действовать в нужной части тела.

Soon, self assembly will be used for larger applications,

Скоро самосборка получит бóльшее применение,

where materials can repair themselves,

тогда материалы будут самовостанавливаться,

water pipes can reconfigure on demand,

водопроводные трубы будут сами принимать нужную форму,

buildings can adapt on their own

здания начнут самостоятельно приспосабливаться

to environment or dynamic loading,

к окружающей среде или динамической нагрузке,

and space structures can self assemble without humans.

а космические аппараты будут собираться без человека.

Imagine if our factories were more like organisms or brains

Представьте заводы, которые бы функционировали, как тело или мозг,

and our construction sites were like gardens

или стройплощадку, подобную саду,

that grow and adapt independently.

который растёт и обрабатывается самостоятельно.

The possibilities are endless

Возможности самосборки безграничны,

and it's now up to us

и сейчас в наших силах

to design a better world through self assembly.

сделать мир лучше с её помощью.