Настольный рог изобилия

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #077, стр. 077-036-2

Только после экспериментов с атомно-силовым микроскопом в 1999 году стало ясно, что механосинтез, в принципе, возможен. Тогда ученые задумались о том, можно ли аналогичным образом создать самую распространенную, самую простую и одновременно самую интересную структуру из атомов – алмаз. На самом деле, ученые – народ не особо жадный и алчный. Алмаз их привлекает потому, что это одно из самых твердых и инертных соединений. На его основе хотят сделать весь будущий наномир: от домов из цельного алмаза до медицинских нанороботов, ловящих вирусы.

Монстры нанотеха Роберт Фрайтас, Крис Феникс и Ральф Меркле представили модель производства алмазоидного листа – ровной-преровной алмазной поверхности. Для этого они разработали молекулу, которая будет инструментом, отделяющим одни атомы от других и располагающим их на поверхности. Все расчеты ученые проделали в новейшем симуляторе наномира Nano-Hive, который учитывает квантовую механику и другие особенности физики наномира. И получили довольно интересные результаты.

Во-первых, это возможно. Во-вторых — производство алмазоида таким методом будет довольно быстрым. В-третьих, наноманипулятор, удерживающий молекулы-инструменты механосинтеза, должен характеризоваться высоким количеством степеней свободы и фантастическим быстродействием.

А вот здесь поподробнее. Последнего условия уже не достичь с помощью обычного микроскопа. Представь, сколько потребовалось бы времени, чтобы собрать себе кроссовки по одному атому? То же подумали и ученые. А тот ученый, который представил, как он таким египетским трудом собирает себе новый Ferrari, предложил: а давайте сделаем очень много таких манипуляторов! И пусть они работают все вместе, как на большом заводе.

Ученым этим был Крис Феникс. Так появилась идея нанофабрики.

[нанофабрика: как это будет]

Идея приглянулась всем: действительно, зачем делать миллионы сложных нанороботов, собирающих кроссовки по атому, если можно получить тот же результат с меньшими затратами энергии и компьютерной мощности.

Крис предложил следующую архитектуру нанофабрики. На уровне "0" наноманипуляторы типа "рука робота" собирают по заданной программе ма-а-аленькие наноблоки. Их берет "рука-кран" и перемещает на следующую стадию сборки. И уже там "руки роботов" собирают эти фрагменты во что-то большее.

"Рука-кран" снова переносит блок побольше на следующий уровень сборки. И так далее – до тех пор, пока твой кроссовок не вылезет из приемного отверстия нанофабрики.

Основа нанофабрики – так называемый, фабрикатор. По сути, это и есть та самая "рука робота", связанная с центральным компьютером и линией доставки сырья.

Крис считает, что одним из разумных инженерных решений в постройке фабрикатора будет использование "двойного трипода" — такой конструкции, которая имеет шесть степеней свободы. Этого должно хватить для манипулирования молекулами.

Сама нанофабрика будет иметь блочную конструкцию для того, чтобы можно было легко сделать ее копию с помощью другой нанофабрики. Блочная система также будет удобна для производства различных компонентов наноэлектроники, нанокомпьютеров и нанороботов. Каждый фабрикатор должен быть способен произвести наноблок размерами 200х200х200 нанометров. Эта структура принимается Крисом как элементарный "кирпичик" нанофабрики. Подобный наноблок может содержать нанокомпьютер (механический или квантовый) или системы привода нанофабрики, генераторы, части конвейеров и наноманипуляторов крупноузловой сборки. Для изготовления этого наноблока фабрикатору понадобится всего несколько часов. Опять-таки, скорость производства не будет зависеть от того, насколько сложно описание объекта, а только от размера наноблока.