The emergence of "4D printing" | Skylar Tibbits

Skylar Tibbits: "4 Boyutlu" basımın ortaya çıkışı

Translator: Timothy Covell Reviewer: Morton Bast

Çeviri: Beyazit Sahin Gözden geçirme: Eren Gokce

This is me building a prototype

Bu benim, altı saattir

for six hours straight.

bir prototip inşa eden.

This is slave labor to my own project.

Bu kendi projesi için emek veren köle.

This is what the DIY and maker movements really look like.

Bu, "Kendin Yap" ve yapıcı hareketlerin gerçekten neye benzediği.

And this is an analogy for today's construction and manufacturing world

Ve bu kaba kuvvet montaj teknikleri ile bugünün inşaat ve imalat dünyası için

with brute-force assembly techniques.

bir analojidir.

And this is exactly why I started studying

Ve bu tam olarak fiziksel malzemelerin

how to program physical materials to build themselves.

kendilerini oluşturmak için nasıl programlanacağı hakkında çalışmaya başlamamın sebebidir.

But there is another world.

Ama bambaşka bir dünya var.

Today at the micro- and nanoscales,

Bugün mikro - ve nano ölçeklerde,

there's an unprecedented revolution happening.

benzeri görülmemiş bir devrim gerçekleşiyor.

And this is the ability to program physical and biological materials

Ve bu fiziksel ve biyolojik materyallerin

to change shape, change properties

şeklini değiştirmek, özelliğini değiştirmek ve hatta

and even compute outside of silicon-based matter.

silikon bazlı madde dışında hesaplanması için programlama yeteneğidir.

There's even a software called cadnano

Hatta nano robotlar veya ilaç dağıtım sistemlerindeki gibi

that allows us to design three-dimensional shapes

üç boyutlu şekilleri tasarlamaya izin veren

like nano robots or drug delivery systems

ve bu fonksiyonel yapıların kendi kendine birleşmesi için

and use DNA to self-assemble those functional structures.

DNA kullanan Cadnano adında bir yazılım mevcut.

But if we look at the human scale,

Ama eğer insan ölçeğinde bakacak olursak,

there's massive problems that aren't being addressed

bu nano ölçekli teknolojiler tarafından ele alınmayan

by those nanoscale technologies.

büyük problemler mevcut.

If we look at construction and manufacturing,

İnşaat ve imalata bakacak olursak,

there's major inefficiencies, energy consumption

orada büyük yetersizlikler, enerji tüketimi

and excessive labor techniques.

ve aşırı iş gücü teknikleri var.

In infrastructure, let's just take one example.

Altyapıdan hadi bir örnek ele alalım.

Take piping.

Boru döşemek.

In water pipes, we have fixed-capacity water pipes

Su tesisatı içinde, pahalı vanalar ve pompalar dışında,

that have fixed flow rates, except for expensive pumps and valves.

sabit akış hızlarına sahip, sabit kapasiteli su borularımız var.

We bury them in the ground.

Biz onları toprağa gömeriz.

If anything changes -- if the environment changes,

Herhangi bir değişiklik olduğunda -çevre değişiklikleri,

the ground moves, or demand changes --

yer hareketleri veya talebe bağlı değişiklikler olduğunda-

we have to start from scratch and take them out and replace them.

sıfırdan başlamak ve onları çıkarıp, değiştirmek zorundayız.

So I'd like to propose that we can combine those two worlds,

Bu yüzden ben bu iki dünyayı birleştirmeyi önermek istiyorum,

that we can combine the world of the nanoscale programmable adaptive materials

biz nano ölçekte programlanabilir uyarlamalı malzemelerin ve yerleşik çevrenin

and the built environment.

dünyasını birleştirebiliriz.

And I don't mean automated machines.

Ve otomatik makineleri kastetmiyorum.

I don't just mean smart machines that replace humans.

Ben insanların yerini alan akıllı makineleri de kastetmiyorum.

But I mean programmable materials that build themselves.

Yani kendi kendilerini inşa eden programlanabilir malzemeleri kastediyorum.

And that's called self-assembly,

Ve bu kendi kendine montaj adı verilen,

which is a process by which disordered parts build an ordered structure

düzensiz parçaların sadece yerel etkileşim yoluyla sıralı bir yapı

through only local interaction.

inşa etmesi işlemidir.

So what do we need if we want to do this at the human scale?

Eğer bunu insan ölçeğinde yapmak istiyorsak neye ihtiyacımız var?

We need a few simple ingredients.

Bize bir kaç basit bileşen gerekiyor.

The first ingredient is materials and geometry,

İlk bileşen malzeme ve geometri,

and that needs to be tightly coupled with the energy source.

bunların sıkı bir şekilde bir enerji kaynağı ile birleştirilmesi gerekmektedir.

And you can use passive energy --

Ve pasif enerji kullanabilirsiniz -

so heat, shaking, pneumatics, gravity, magnetics.

yani ısı, sallama, pnömatik, yerçekimi, manyetik.

And then you need smartly designed interactions.

Ve sonra akıllıca tasarlanmış etkileşime ihtiyacın var.

And those interactions allow for error correction,

Ve bu etkileşimler hata düzeltmesine olanak sağlar

and they allow the shapes to go from one state to another state.

ve şekillerin bir halden başka bir hale geçmesine olanak sağlar.

So now I'm going to show you a number of projects that we've built,

Şimdi inşa ettiğimiz bir dizi projeyi size göstereceğim;

from one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional

tek boyutlu, iki boyutlu, üç boyutlu

and even four-dimensional systems.

ve hatta dört boyutlu sistemler.

So in one-dimensional systems --

Tek boyutlu sistemlerde -

this is a project called the self-folding proteins.

bu, kendi kendini katlayan proteinler adı verilen bir proje.

And the idea is that you take the three-dimensional structure of a protein --

Ve amaç bir proteinin üç boyutlu yapısını almak -

in this case it's the crambin protein --

bu durumda crambin proteinini -

you take the backbone -- so no cross-linking, no environmental interactions --

omurgayı alırsınız - yani hiçbir çapraz bağlama, çevresel etkileşim yok -

and you break that down into a series of components.

ve bunu bir dizi bileşene ayırırsınız.

And then we embed elastic.

Ve sonra içine elastik yerleştiririz.

And when I throw this up into the air and catch it,

Ve ben bunu havaya atıp, yakaladığım zaman,

it has the full three-dimensional structure of the protein, all of the intricacies.

proteinin üç boyutlu yapısının tamamına, tüm inceliklerine sahip olur,

And this gives us a tangible model

Ve bu bize üç boyutlu proteinin

of the three-dimensional protein and how it folds

somut bir modelini ve nasıl kıvrıldığını,

and all of the intricacies of the geometry.

tüm geometrik inceliklerini verir.

So we can study this as a physical, intuitive model.

Yani biz bunu fiziksel, sezgisel bir modelmiş gibi çalışabiliriz.

And we're also translating that into two-dimensional systems --

Ve bunu aynı zamanda iki boyutlu sistemlere çeviriyoruz -

so flat sheets that can self-fold into three-dimensional structures.

yani kendini üç boyutlu yapılar haline katlayabilen düz levhalar.

In three dimensions, we did a project last year at TEDGlobal

Üç boyutlu olarak, Autodesk ve Arthur Olson ile geçen yıl

with Autodesk and Arthur Olson

TEDGlobal'de bir proje yaptık,

where we looked at autonomous parts --

Otonom parçalara baktık -

so individual parts not pre-connected that can come together on their own.

Yani önceden bağlanmış olmayan, kendi kendilerine bir araya gelebilen bireysel parçalar.

And we built 500 of these glass beakers.

Ve biz bu cam şişelerden 500 tanesini inşa ettik.

They had different molecular structures inside

İçlerinde farklı molekül yapılar vardı

and different colors that could be mixed and matched.

ve de karıştırılıp eşleştirilebilen farklı renkler.

And we gave them away to all the TEDsters.

Ve onları tüm TEDcilere verdik.

And so these became intuitive models

Ve böylece bunlar moleküler kendiliğinden montajın

to understand how molecular self-assembly works at the human scale.

insan ölçeğinde nasıl çalıştığını anlamak için sezgisel modeller oldular.

This is the polio virus.

Bu çocuk felci virüsüdür.

You shake it hard and it breaks apart.

Onu şiddetli sallarsan, parçalarına ayrılır.

And then you shake it randomly

Ve sonra onu rastgele sallarsın

and it starts to error correct and built the structure on its own.

ve kendi kendine hata düzeltmeye ve yapı inşa etmeye başlar.

And this is demonstrating that through random energy,

Ve bu, rastgele enerjiyle,

we can build non-random shapes.

rastgele olmayan şekiller oluşturabileceğimizi gösteriyor.

We even demonstrated that we can do this at a much larger scale.

Hatta biz bunu çok daha büyük ölçekte yapabileceğimizi kanıtladık.

Last year at TED Long Beach,

Geçen yıl TED Long Beach'te,

we built an installation that builds installations.

düzenekleri inşa eden bir kurulum yaptık.

The idea was, could we self-assemble furniture-scale objects?

Fikir şuydu, mobilya ölçeğinde nesnelerin kendi kendini monte etmesini sağlayabilir miydik?

So we built a large rotating chamber,

Bu yüzden büyük bir dönen daire inşa ettik

and people would come up and spin the chamber faster or slower,

ve insanlar yanına gelip daireyi hızlı veya yavaş döndürecekti,

adding energy to the system

sisteme enerji ekleyecek

and getting an intuitive understanding of how self-assembly works

ve kendi kendine montajın nasıl çalıştığının sezgisel bir anlayışını elde edecek

and how we could use this

ve makro ölçekli inşaat veya ürünler için imalat tekniği gibi

as a macroscale construction or manufacturing technique for products.

konularda nasıl kullanılabileceğini anlayacaktı.

So remember, I said 4D.

Bu yüzden unutmayın, 4B dedim.

So today for the first time, we're unveiling a new project,

Yani bugün ilk defa, Stratasys işbirliği ile

which is a collaboration with Stratasys,

4B baskı adında yeni bir projenin

and it's called 4D printing.

açılışını yapıyoruz.

The idea behind 4D printing

4B baskı arkasındaki fikir şudur,

is that you take multi-material 3D printing --

çoklu malzemeli 3B baskı alırsınız -

so you can deposit multiple materials --

böylece birden çok malzeme katabilirsiniz--

and you add a new capability,

ve yeni bir kabiliyet eklersiniz,

which is transformation,

bu değişimdir,

that right off the bed,

hem de hemen,

the parts can transform from one shape to another shape directly on their own.

parçalar bir şekilden başka bir şekle kendi kendilerine dönüşebilir.

And this is like robotics without wires or motors.

Ve bu kablosuz veya motorsuz robotbilimi gibidir.

So you completely print this part,

Yani bu parçayı olduğu gibi basarsınız

and it can transform into something else.

ve o başka bir şey haline dönüşebilir.

We also worked with Autodesk on a software they're developing called Project Cyborg.

Ayrıca Autodesk ile onların geliştirdiği Project Cyborg (Cyborg Projesi) adı verilen bir yazılım üzerinde çalıştık.

And this allows us to simulate this self-assembly behavior

Ve bu bizim kendi kendine montaj davranışını simule etmemize ve

and try to optimize which parts are folding when.

hangi parçaların ne zaman katlandığını optimize etmemize izin veriyor.

But most importantly, we can use this same software

Ama en önemlisi, biz bu aynı yazılımı

for the design of nanoscale self-assembly systems

nano ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için

and human scale self-assembly systems.

ve insan ölçekli kendi kendine montaj sistemleri için kullanabiliriz.

These are parts being printed with multi-material properties.

Bunlar çoklu malzeme özellikleri ile basılan parçalardır.

Here's the first demonstration.

İşte ilk gösteri.

A single strand dipped in water

Suya batırılmış tek bir iplikçik

that completely self-folds on its own

tamamen kendi kendine kıvrılarak

into the letters M I T.

M I T harflerini oluşturuyor.

I'm biased.

Taraflıyım.

This is another part, single strand, dipped in a bigger tank

Bu başka bir parça, tek iplikçik, daha büyük bir tanka batırılmış,

that self-folds into a cube, a three-dimensional structure, on its own.

kendi kendini bir küp, üç boyutlu bir yapı haline katlıyor.

So no human interaction.

Yani hiçbir insan etkileşimi yok.

And we think this is the first time

Ve bunun ilk kez olduğunu düşünüyoruz,

that a program and transformation

bir program ve dönüşüm

has been embedded directly into the materials themselves.

doğrudan malzemenin kendisine gömülmüş.

And it also might just be the manufacturing technique

Ve aynı zamanda gelecekte daha uyarlanabilir altyapı oluşturmamızı

that allows us to produce more adaptive infrastructure in the future.

sağlayan bir imalat tekniği olabilir.

So I know you're probably thinking,

Evet biliyorum, muhtemelen şöyle düşünüyorsunuz,

okay, that's cool, but how do we use any of this stuff for the built environment?

tamam, bu güzel, ama bunu inşaatlar için nasıl kullanabiliriz?

So I've started a lab at MIT,

Bu yüzden MIT'de bir laboratuvar başlattım,

and it's called the Self-Assembly Lab.

ve adı Self-Assembly (Kendi kendine montaj) Lab.

And we're dedicated to trying to develop programmable materials

İnşaatlar için programlanabilir malzemeler geliştirmeyi

for the built environment.

denemeye kendimizi adadık.

And we think there's a few key sectors

Ve birkaç önemli sektörde

that have fairly near-term applications.

nispeten yakın vadede uygulamaları olduğunu düşünüyoruz.

One of those is in extreme environments.

Bunlardan biri sıradışı ortamlar.

These are scenarios where it's difficult to build,

Bu inşa etmenin zor olduğu senaryolardır,

our current construction techniques don't work,

şu anki yapım teknikleri işe yaramaz,

it's too large, it's too dangerous, it's expensive, too many parts.

çok büyük, çok tehlikeli, çok pahalı, çok fazla parçalı.

And space is a great example of that.

Ve uzay bunun için harika bir örnek.

We're trying to design new scenarios for space

Uzay için, çok fonksiyonlu sistemlerin birinden diğerine geçebilecek,

that have fully reconfigurable and self-assembly structures

tamamiyle yeniden kurulabilir ve kendi kendini monte edebilen senaryolar,

that can go from highly functional systems from one to another.

dizayn etmeye çalışıyoruz.

Let's go back to infrastructure.

Altyapıya geri dönelim.

In infrastructure, we're working with a company out of Boston called Geosyntec.

Altyapıda, Boston'dan Geosyntec adında bir şirket ile çalışıyoruz.

And we're developing a new paradigm for piping.

Ve borulama için yeni bir paradigma geliştiriyoruz.

Imagine if water pipes could expand or contract

Su borularının genişleyip daraldığını düşünün,

to change capacity or change flow rate,

suyun kapasitesini veya akış hızını değiştirmek için,

or maybe even undulate like peristaltics to move the water themselves.

ya da hatta su taşımak için kendilerini peristaltik (bağırsak hareketleri) gibi dalgalandırdığını.

So this isn't expensive pumps or valves.

Yani bu, pahalı pompalar veya vanalar değil.

This is a completely programmable and adaptive pipe on its own.

Bu, kendi başına tamamen programlanabilir ve adapte olabilen bir boru.

So I want to remind you today

Size bugün kurulumun dünyamızdaki

of the harsh realities of assembly in our world.

acı gerçeklerini hatırlatmak istiyorum.

These are complex things built with complex parts

Bunlar karmaşık şekillerde buluşan

that come together in complex ways.

karmaşık parçalar ile inşa edilmiş karmaşık şeylerdir.

So I would like to invite you from whatever industry you're from

Bu yüzden sizi hangi endüstriden olursanız olun davet ediyorum,

to join us in reinventing and reimagining the world,

dünyayı yeniden keşfetmek ve tasarlamak için bize katılmaya,

how things come together from the nanoscale to the human scale,

nano ölçeğinden insan ölçeğine nesneler nasıl biraraya geliyor,

so that we can go from a world like this

ki böyle bir dünyadan

to a world that's more like this.

böyle bir dünyaya gidebilelim.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkış)