Книга про современное образование

Как сделать… почти все что угодно

Первые компьютеры — мэйнфреймы — были «дорогими машинами с ограниченным рынком, использовались квалифицированными операторами, работающими в специализированных помещениях и выполняли повторяющиеся промышленные операции». Рынок их оценивался более сем скромно, и считалось что каждому человеку они ни к чему. Сегодня буквально та же ситуация с производственным оборудованием: это «дорогие машинами с ограниченным рынком, использовались квалифицированными операторами, работающими в специализированных помещениях и выполняли повторяющиеся промышленные операции». Рынок их оценивается более сем скромно, и считается, что каждому человеку они ни к чему.

Однако, так же как и раньше мэйнфреймы превратились в ПК, в будущем станки превратятся в ПФ (персональные фабрикаторы) и дадут каждому возможность индивидуализировать реальность на уровне атомов, как ПК позволили индивидуализировать информацию на уровне битов.

ПФ — машина, делающая машины. Не просто детали, а именно функциональные системы, включающие в себя логику, сенсоры, приводы и т.п. Примитивные ПФ существуют уже сегодня. Ведётся разработка таких машин, могущих производить свои копии.

Нейл Гершенфельд — руководитель Center for Bits and Atoms в Massachusets Institute of Technology (MIT). Центр был создан для изучения предстоящей цифровой революции в производстве. В 20 веке уже произошли две цифровые революции — в связи и в компьютерах. Новая революция означает переход к высокоточному, универсальному, гибкому производству. Подобные технологии называются «настольное производство».

Для изучения перспектив цифрового производства в Центре битов и атомов была построена производственная лаборатория, в которой было собрано оборудование с числовым программным управлением для выполнения любых производственных операций.

«Мы собрали ряд машин чтобы делать машины, которые будут делать машины»

Быстро выяснилось, что «студентам понадобится вся жизнь, чтобы изучить все эти машины», и кроме того, «большинство студентов не представляло себе как комбинировать функции этих машин чтобы создавать работающие системы».

Чтобы познакомить своих студентов с возможностями лаборатории и обучить их работе на оборудовании, Гершенфельд начал читать в 1998 году в МИТ курс «Как построить всё, что угодно».

Он сразу же столкнулся с рядом сюрпризов:

• На первое же занятие вместо 15 студентов пришло более сотни. Многие из них говорили «Всю мою жизнь я ждал этого курса» и «Я сделаю всё, чтобы вы разрешили мне остаться».
• Многие из пришедших студентов имели мало технических знаний и опыта
• Хотя курс был рассчитан на тех, кому нужно работать с машинами для своих научных работ, вместо них «пришли люди, желающие создать вещи, которые они всегда хотели, но их не существовало». Это были самые разные вещи: будильник, с которым надо бороться (и в итоге окончательно проснуться) чтобы его выключить, web-броузер для попугаев, или например, «персональное переносное пространство для крика».
• Их вдохновение не было профессиональным, оно было персональным. Они не собирались патентовать, публиковать или выводить на рынок свои продукты. Их мотивацией было их собственное удовольствие от изготовления и использования своих изобретений.
• Люди запросто справлялись с комплексными проектами, вовлекающими как разные виды деятельности: идеи, дизайн, производство, так и разные отрасли: электронику, механику, программирование, моделирование и т.п., то есть делали то, что в промышленности делают целые отдельные команды людей. Ни один участник этих команд в промышленности не умеет делать всего этого комплекса действий, а если бы и умел, то не стал, так как вряд ли бы компании всерьез рассматривали маркетинг таких проектов как «персональное переносное пространство для крика».
• Студенты учились необычным образом. Это было обучение, основанное на спросе, а не предложении. Они изучали то, что требовалось в данный момент, а те кто научился чему-то, учили этому других. В отличие от традиционной системы обучения, предлагающей стандартный набор знаний в надежде что часть из них когда-нибудь понадобится.

Эти сюрпризы оказались закономерными и Гершенфельд понял, что это не просто обучение, а новая форма грамотности — возврат к эпохе Возрождения, когда грамотностью называли владение широким спектром наук, а не просто умение читать и писать. Он называет исторической ошибкой то, что техническое творчество с тех пор стало постепенно в меньшем почете, чем гуманитарное.

Аналогия между персонализацией компьютеров и фабрикаторов — весьма высокая и дающая инструкции к действию. Массовое принятие ПК было вызвано появлением «убойных приложений» (killer apps) — таких полезных программ, что ради их использования люди стали покупать компьютеры. Это были например VisiCalc и Lotus 1-2-3 (предшественники Excel). Для ПФ «убойным приложением» будет возможность просто осуществить свою идею, без необходимости убеждать кого-то в ее ценности.

Персональными компьютеры стали благодаря технологии интегральных микросхем. Есть ряд технологий — кандидатов, чтобы сделать реальными персональные фабрикаторы: многокомпонентные 3D-принтеры, самосборка, молекулярные машины, асемблеры и дизассемблеры. Противоположностью цифрового производства станет цифровая переработка отходов. Объект, созданный из цифровых материалов может сдержать достаточно информации как для его сборки, так и для его разборки — и последующего повторного использования материалов.

Так как эволюция ПФ повторяет эволюцию ПК, нынешние более-менее универсальные производственные комплексы хотя и имеют размер в одну или несколько комнат, но могут почти то, что в будущем сумеют настольные ПФ. Для изучения возможностей подобных технологий, была создана Fab Lab — недорогая компактная модификация производственной лаборатории СВА. Ее стоимость около 40—50 тыс. долл. В эту сумму входит стоимость оборудования (всё оборудование управляется компьютерами) — лазерного режущего станка для изготовления плоских и объёмных структур, режущий станок по металлу, фрезерный станок высокого разрешения для изготовления точных деталей и печатных плат, а также электронные компоненты для приборов (микроконтроллеры), компьютеры и открытое программное обеспечения для систем автоматизированного проектирования и производства.

С таким арсеналом Fab Lab способна на многое. Эти 40 тыс. долл. позволяют работать на уровне микронов и микросекунд, а этого достаточно для создания многих современных технологий. Примеры созданного пользователями Fab Lab — приборы для анализа качества молока в Индии, коммуникационные сети и системы спутниковой навигации для отслеживания стад оленей в Норвегии, энергетические установки в Гане и т. д.

На следующем этапе подобные центры начинают решать технологические проблемы местного сообщества. Появляются новые рабочие места. Так, в Норвегии саамские племена построили инновационную деревню, где сейчас находится норвежская Fab Lab. Наконец, благодаря свободе творчества и обмену идеями через Интернет развиваются инновации и создаются новые технические решения.

Сейчас функционирует 15 лабораторий: от Ганы, где 8-летняя девочка изготовила исправную монтажную плату, до Норвегии, где 14-летний мальчик изобрел автомобиль-робот. «В развитых странах наши технологии нужны для создания уникальных вещей. В остальном мире с их помощью люди смогут решать многие местные проблемы». Fab Labs также открыты в Индии, Бостоне, Коста-Рике, ЮАР.

Цель проекта FabLab — понять, какие процессы и технологии будут полезны в ПФ.

Сегодня трудно профинансировать изобретение. Продукция разрабатывается и производится большими компаниями. Раньше компьютерные программы делались только большими компаниями для больших компаний за большие деньги. Но потом появились компьютерные и социальные сети, сделавшие возможным крупные качественные open-source проекты. В open-source «программисты пишут понятный людям код, который может быть скомпилирован в код, понятный машинам. Коммерческие компании скрывают первый и продают своим клиентам второй». Но в модели open-source пользователи-программисты обмениваются между собой кусками исходного кода, координируют и усовершенствуют работу друг друга. В итоге появляются такие продукты как Linux, большие чем каждый из авторов мг бы написать в одиночку. Это похоже на то как научные исследования ученые продвигают, основываясь на работах друг друга.

• Бизнес-модели для open-source
• Доступность средств производства
• Пример принтеров
• Ограничение знанием что возможно
• Проекты студентов: крик, платье, будильник, и т.п.

ПРОШЛОЕ

НАСТОЯЩЕЕ

    Вычитание (Substraction)
    Сложение (Addition)
    Описание
    Вычисление
    Инструментарий
    Коммуникации
    Взаимодействие

БУДУЩЕЕ

ДЕТАЛИ

Перепечатано с сайта www.mntc.ru