کاترینا موتا- بازی کردن با مواد هوشمند

مجموعه: تد تاک / سرفصل: Talks to inspire projects with kids /
شنبه 08 اردیبهشت 1397

کاترینا موتا- بازی کردن با مواد هوشمند

کاترینا موتا- بازی کردن با مواد هوشمند

توضیح مختصر

جوهری که الکتریسیته هدایت می‌کند؛ پنجره‌ای که با زدن یک کلید از شفاف به مات تغییر می‌کند؛ ژله‌ای که موسیقی می‌سازد. همه این چیزها وجود دارد، و کاترینا مواد می‌گوید- زمان بازی کردن با‌ آنهاست. موتا ما را در تور سیاحت از مواد تازه باحال و شگفت‌آور هدایت می‌کند، و روشی را پیشنهاد می‌کند که بواسطه‌ آن خواهیم توانست چیزهایی که برای آزمایش، سرهم بندی و تفریح کردن خوب هستد را کشف کنیم.

  • زمان مطالعه 9 دقیقه
  • سطح خیلی سخت

دانلود اپلیکیشن «زوم»

این سخنرانی را می‌توانید به بهترین شکل و با امکانات عالی در اپلیکیشن «زوم» بخوانید

دانلود اپلیکیشن «زوم»

فایل ویدیویی

ترجمه‌ی سخنرانی

دوستی در کشور پرتقال دارم که پدربزرگش از یک دوچرخه و ماشین لباس‌شویی خودروی ساخت تا بتواند خانوادش را جا به جا کند. او این کار را کرد چون توان خرید خودرو را نداشت اما بلد بود که چطور یک خودرو بسازد. زمانی بود که می‌فهمیدیم هر چیزی چطور کار می‌کرد و چطورساخته می‌شد، برای همین می‌توانستیم آنها را بسازیم‌ و تعمیرشان کنیم. یا حداقل اینکه می‌توانستیم درباره اینکه آگاهانه چه چیزی بخریم تصمیم بگیریم. بسیاری از این کار های” عادت کن خودت آن را انجام بده” از نیمه‌ی دوم قرن بیستم از بین رفتند. اما حالا، جامعه سازندگان و الگوی منبع آزاد در حال بازگرداندن این نوع از دانش درباره نحوه کارکرد وسایل و مواد سازنده آنها به زندگی‌های ماست. و من معتقدم ما باید این آگاهی عمومی رو تا حد شناخت اجزای تشکیل دهنده‌ی اشیا پیش ببریم.

حداکثر، ما هنوز هم می‌دانیم که مواد سنتی مثل کاغذ یا پارچه از چه موادی درست می‌شوند و چطور تولید می‌شوند. ولی الان ما این مواد مرکب فوق پیشرو و شگفت انگیز را داریم – مثل پلاستیکهایی که شکل عوض می‌کنند، رنگهایی که رسانای الکتریسیته هستند، رنگ دانه‌هایی که رنگ عوض می‌کنند، پارچه‌هایی که نور ساطع می‌کنند. بگذارید چند نمونه نشانتان دهم.

جوهر رسانا به ما امکان رنگ کردن مدارها را می‌دهد بعوض استفاده کردن از بردهای مداری چاپ شده یا سیم‌ها. در این نمونه کوچکی که اینجا دارم ما از آن برای ایجاد حسگر لمسی استفاده کردیم تا با روشن کردن این لامپ کوچک به پوست من واکنش نشان دهد. جوهر رسانا قبلاً توسط هنرمندان استفاده شده است، ولی پیشرفت‌های اخیر نشان از آن دارند که به زودی خواهیم توانست از آن در پرینترهای و خودکارهای لیزری استفاده کنیم. این یک ورقه‌ی اکریلیک است که با ذرات بی‌رنگ پخش کننده نور فشرده شده است. این يعنى در حالی که اکریلیک معمولی تنها نور را در لبه‌ها پخش مى‌كند، این یکی وقتی من نور دورش را روشن می‌کنم در تمام سطح نورافشانى مى‌كند. دو مورد از کاربردهای شناخته شده‌ی این ماده در طراحی داخلی و سیستم‌های چند لمسى است. و رنگدانه‌هاى ترموكروميك (گرمافامى) طبق دمای که به آنها داده می‌شود رنگ عوض می‌کنند. پس من اين را روی این ورقه داغ که دمايش فقط کمی از محیط بالاتر است، قرار مى‌دهم و می‌بینید که چه اتفاقى مى‌افتد. پس یکی از این کاربردهای اصلی این ماده، علاوه بر دیگر کاربردها، در شیشه هاى شیر بچه است، تا وقتى محتویات آن بحد كافى براى نوشیدن خنك مى‌شود را نشان دهد.

بنابراين این‌ها فقط چند مورد از چيزهايى است که معمولاًً به عنوان مواد هوشمند شناخته می‌شوند. ظرف كمتر از چند سال، اين مواد در بسیاری از اشیا و فناورى‌هایی که مصرف روزانه دارند، استفاده خواهند شد. شايد هنوز ماشین‌های پرنده‌ای که در داستان‌های علمی تخیلی به ما وعده داده شده را نداشته باشیم، ولی می‌توانيم دیوارهایی داشته باشیم که رنگشان بر اساس دما تغيير مى‌كند، کیبوردهایی که لوله می‌شوند، و پنجره‌هایی که با زدن یک دکمه تیره می‌شوند.

خب من با توجه به زمينه تحصيلاتم، دانشمند علوم اجتماعی هستم، پس چرا امروز در اینجا درباره مواد هوشمند حرف می‌زنم؟ خب اول از همه، چون من یک سازنده هستم. کنجکاوم که بدانم چيزها چطور کار می‌کنند و اینکه چطور ساخته مى‌شوند، اما همچنین به این دلیل که معتقدم ما باید درک عمیق‌تری از اجزای سازنده‌ی دنیای پیرامون خودمون داشته باشیم، و در حال حاضر، ما در مورد این مركب هاى با فناورى عالى كه آینده‌ی ما را خواهند ساخت اطلاعات کافی نداریم. مواد هوشمند را به سختی می‌شود در مقادیر کوچک تهیه کرد. بندرت اطلاعاتی درباره‌ی نحوه‌ی استفاده از آن‌ها وجود دارد، و در مورد نحوه‌ی تولید آن‌ها خیلی کم گفته شده است. پس فعلا، آنها بیشتر در قلمروی مبادله اسرار و حق ثبت اختراع هايي قرار دارند كه تنها در دسترس موسسات و دانشگاه هاست.

بنابراين در حدود سه سال قبل، كريستى بويل و من پروژه اى را تحت عنوان مواد آزاد شروع كرديم. وب سايتى است كه در آن، ما و هركسى كه مايل به محلق شدن به ما باشد، آزمايشها را به اشتراك مى‌گذاريم، اطلاعات را منتشر مى‌كنيم، ديگران را به همكارى در هر موقعى كه بتوانند، تشويق مى‌كنيم، و منابعى از قبيل مقاله هاى تحقيقى و خودآموزهايى كه توسط ديگر سازنده هايى مثل ما ارائه شده ست را جمع آورى مى كنيم. ما قصد داريم آن را تبديل به يك پايگاه داده هاى بزرگ گردآورى شده از اطلاعات «خودت انجام بده» در زمينه مواد هوشمند انجام دهيم.

اما چرا باید اهمیت دهیم که عملکرد مواد هوشمند چگونه است و از چه چیز ساخته می‌شوند؟ اول از همه، چون ما قادر به شکل دادن چیزی که نمی‌فهمیم نیستیم، و چیزی را که نمی‌فهمیم و استفاده می‌کنیم به شکل دادن ما مى انجامد. لوازمی که استفاده می کنیم، لباسهایی که می‌پوشیم، خانه‌هایی که در آنها زندگی می‌کنیم، تماماً اثری عمیق بر رفتار، سلامت و کیفیت زندگی دارند. بنابراین اگر قصد زندگی در جهانی ساخته شده از مصالح هوشمند را داریم، باید آنها را بشناسیم و بفهمیم. دوما اینکه، و با همان میزان اهمیت، نوآوری همواره از سوی سرهم‌بند کننده‌ها تغذیه می‌شود. بنابراین بسیاری مواقع، آماتورها، غیرمختصصین، نوآوران و بهبوددهندگان اشیاء بوده‌اند از دوچرخه‌های کوهستان گرفته تا نیمه‌ رساناها، کامپیوترهای شخصی، هواپیماها.

بزرگترين چالش اين است كه علوم مواد پيچيده است و مستلزم تجهيزات گران است. اما اين هميشه دغدغه نيست. دو دانشمند در دانشگاه ايلئنويز اين را زمانى فهميدند كه مقاله‌اى را درباره روشى ساده تر براى ايجاد جوهررسانه اى منتشر كردند. جوردن بانكر، كه تا آنموقع هيچ تجربه اى در شيمى نداشت، اين مقاله را خواند و آزمايش را تنها با استفاده از مواد و ابزار دم دستى در میکراسپیس دوباره تولید کرد. از فر یک تُستر استفاده کرد، و حتى میىكسر ورتكس خودش را طبق خودآموز سازنده/ دانشمند ديگرى ساخت. جردن سپس نتايجش را بصورت آن لاين منتشر كرد، از جمله همه چيزهايى كه تلاش كرده بود و جواب نداد، بنابراين آنها مى توانستند آن را مطالعه و مجدداً توليد كنند. در نتيجه فرم اصلى نوآورى جردن اين بود كه آزمايش خلق شده در يك دانشگاه مجهز را بگيرد و مجدداً در گاراژى در شيكاگو با تنها استفاده از مواد ارزان و ابزارى كه خودش ساخته بود، بسازد. و حالا كه كارش را منتشر كرده است ديگران مى‌توانند از جايى كه كار باقيمانده ادامه دهند و حتى اصلاحات و فرايندهاى ساده ترى را انجام دهند.

مثال ديگرى كه دوست دارم ذكر كنم پروژه قطعه‌ای از چیزی kit- of- no- parts از هاناپرنر- ويلسون است. هدف پروژه اش برجسته كردن ويژگيهاى گوياى مواد است درحاليكه بر خلاقيت و مهارتهاى سازنده تمركز دارد. كيت هاى برقى بسيار قوى هستند، با اين كه به ما نحوه كاركرد اشياء را آموزش مى‌دهند، اما محدوديت هاى ذاتى در طرحشان بر نحوه يادگيرى ما اثر مى‌گذارد. بنابراين روش هانا، از سوى ديگر، فرمول بندى كردن مجموعه اى از تكنيك‌ها براى خلق اشياء غير معمولى است كه ما را بواسطه آموزشى كه درباره خود مواد مى‌دهد از محدوديتهاى از قبل طراحى شده آزاد مى‌كند. بنابراين در ميان بسيارى از آزمايشهاى تاثیرگذار هانابنابراين در ميان بسيارى از آزمايشهاى تاثيرگذار هانا اين يكى از محبوبترین‌های مناست. [« بلندگوهاى كاغذى»] چيزى كه اينجا مى‌بينيم فقط يك تكه كاغذ است با کمی نوار مسى در رويش كه به يك پخش كننده موسیقی mp3 و آهن ربا متصل است. (موسيقى: «با هم خوشحال») در نتيجه بر پايه تحقيقى از مارسلو كوئلو از موسسه ُن آوری ماساچوست MIT است، هانا مجموعه اى از بلندگوهاى كاغذى را با استفاده از مجموعه گسترده اى از مواد ساخت، از نوار مسى ساده گرفته تا جوهر و پارچه رسانا. درست مثل جردن و بسيارى ديگر از سازنده ها، هانا دستورالعمل هايش را منتشر كرد و به سايرين اجازه كپى كردن و توليد مجدد آنها را داد.

اما كاغذهاى الكترونيك يكى از مهمترين شاخه هاى آينده دار در علوم مواد است بطوريكه به ما امكان خلق الكترونيكهاى ارزانتر و قابل انعطاف را مى‌دهد. بنابراين اثر صنعتگرانه هانا، و اين واقعيت كه او يافته هايش را قسمت كرد، درهايى را به مجموعه اى از احتمالات تازه باز مى كند كه از لحاظ زيباشناسى هم جذابند و هم خلاقانه.

بنابراين نكته جالب درباره سازندگان اين است كه ما از روى كنجكاوى و علاقمندى خلق مى‌كنيم و از شكست نمى‌هراسيم. ما اغلب با مشكلات از زواياى غير معمول برخورد می‌کنیم، و، در اين روند، سرآخر به كشف راه حل هاى جايگزين يا حتى روشهاى بهترى را براى انجام كارها مى‌رسيم. در نتيجه هر چه آدمهاى بيشترى با اين مواد آزمايش انجام دهند، محققان بيشترى مايل به تقسيم كردن تحقيقات خواهند بود، و همينطور سازندگان درباره دانش‌شان، شانس بهترى براى خلق فناوريهاى كه حقيقتاً به ما خدمت مى كنند، خواهيم داشت.

خُب کمی حس تد نلسون باید داشته باشم هنگامی که، در اوائل دهه ۱۹۷۰، او نوشت، «شما باید الان کامپیوتر ها را بفهمید.» در آن موقع، کامپیوترها این پردازنده‌های مرکزی بزرگ بودند که تنها دانشمندان درباره‌شان اهمیت می‌دادند و هیچکس حتی خواب داشتن یکی از آنها را در خانه‌اش نمی‌دید. در نتیجه کمی عجیب است که من اینجا ایستاده‌ام و می‌گویم، «شما باید الان مواد هوشمند را بفهمید.» فقط بخاطر داشته باشید که بدست آوردن دانش انحصاری درباره پدیدار شدن فناوریها بهترین روش برای تضمین آن است که ما برای ساختن آینده‌مان حرفی برای گفتن داریم.

متشکرم.

(تشویق)

متن انگلیسی سخنرانی

I have a friend in Portugal whose grandfather built a vehicle out of a bicycle and a washing machine so he could transport his family. He did it because he couldn’t afford a car, but also because he knew how to build one. There was a time when we understood how things worked and how they were made, so we could build and repair them, or at the very least make informed decisions about what to buy. Many of these do-it-yourself practices were lost in the second half of the 20th century. But now, the maker community and the open-source model are bringing this kind of knowledge about how things work and what they’re made of back into our lives, and I believe we need to take them to the next level, to the components things are made of.

For the most part, we still know what traditional materials like paper and textiles are made of and how they are produced. But now we have these amazing, futuristic composites – plastics that change shape, paints that conduct electricity, pigments that change color, fabrics that light up. Let me show you some examples.

So conductive ink allows us to paint circuits instead of using the traditional printed circuit boards or wires. In the case of this little example I’m holding, we used it to create a touch sensor that reacts to my skin by turning on this little light. Conductive ink has been used by artists, but recent developments indicate that we will soon be able to use it in laser printers and pens. And this is a sheet of acrylic infused with colorless light-diffusing particles. What this means is that, while regular acrylic only diffuses light around the edges, this one illuminates across the entire surface when I turn on the lights around it. Two of the known applications for this material include interior design and multi-touch systems. And thermochromic pigments change color at a given temperature. So I’m going to place this on a hot plate that is set to a temperature only slightly higher than ambient and you can see what happens. So one of the principle applications for this material is, amongst other things, in baby bottles, so it indicates when the contents are cool enough to drink.

So these are just a few of what are commonly known as smart materials. In a few years, they will be in many of the objects and technologies we use on a daily basis. We may not yet have the flying cars science fiction promised us, but we can have walls that change color depending on temperature, keyboards that roll up, and windows that become opaque at the flick of a switch.

So I’m a social scientist by training, so why am I here today talking about smart materials? Well first of all, because I am a maker. I’m curious about how things work and how they are made, but also because I believe we should have a deeper understanding of the components that make up our world, and right now, we don’t know enough about these high-tech composites our future will be made of. Smart materials are hard to obtain in small quantities. There’s barely any information available on how to use them, and very little is said about how they are produced. So for now, they exist mostly in this realm of trade secrets and patents only universities and corporations have access to.

So a little over three years ago, Kirsty Boyle and I started a project we called Open Materials. It’s a website where we, and anyone else who wants to join us, share experiments, publish information, encourage others to contribute whenever they can, and aggregate resources such as research papers and tutorials by other makers like ourselves. We would like it to become a large, collectively generated database of do-it-yourself information on smart materials.

But why should we care how smart materials work and what they are made of? First of all, because we can’t shape what we don’t understand, and what we don’t understand and use ends up shaping us. The objects we use, the clothes we wear, the houses we live in, all have a profound impact on our behavior, health and quality of life. So if we are to live in a world made of smart materials, we should know and understand them. Secondly, and just as important, innovation has always been fueled by tinkerers. So many times, amateurs, not experts, have been the inventors and improvers of things ranging from mountain bikes to semiconductors, personal computers, airplanes.

The biggest challenge is that material science is complex and requires expensive equipment. But that’s not always the case. Two scientists at University of Illinois understood this when they published a paper on a simpler method for making conductive ink. Jordan Bunker, who had had no experience with chemistry until then, read this paper and reproduced the experiment at his maker space using only off-the-shelf substances and tools. He used a toaster oven, and he even made his own vortex mixer, based on a tutorial by another scientist/maker. Jordan then published his results online, including all the things he had tried and didn’t work, so others could study and reproduce it. So Jordan’s main form of innovation was to take an experiment created in a well-equipped lab at the university and recreate it in a garage in Chicago using only cheap materials and tools he made himself. And now that he published this work, others can pick up where he left and devise even simpler processes and improvements.

Another example I’d like to mention is Hannah Perner-Wilson’s Kit-of-No-Parts. Her project’s goal is to highlight the expressive qualities of materials while focusing on the creativity and skills of the builder. Electronics kits are very powerful in that they teach us how things work, but the constraints inherent in their design influence the way we learn. So Hannah’s approach, on the other hand, is to formulate a series of techniques for creating unusual objects that free us from pre-designed constraints by teaching us about the materials themselves. So amongst Hannah’s many impressive experiments, this is one of my favorites. [“Paper speakers”] What we’re seeing here is just a piece of paper with some copper tape on it connected to an mp3 player and a magnet. (Music: “Happy Together”) So based on the research by Marcelo Coelho from MIT, Hannah created a series of paper speakers out of a wide range of materials from simple copper tape to conductive fabric and ink. Just like Jordan and so many other makers, Hannah published her recipes and allows anyone to copy and reproduce them.

But paper electronics is one of the most promising branches of material science in that it allows us to create cheaper and flexible electronics. So Hannah’s artisanal work, and the fact that she shared her findings, opens the doors to a series of new possibilities that are both aesthetically appealing and innovative.

So the interesting thing about makers is that we create out of passion and curiosity, and we are not afraid to fail. We often tackle problems from unconventional angles, and, in the process, end up discovering alternatives or even better ways to do things. So the more people experiment with materials, the more researchers are willing to share their research, and manufacturers their knowledge, the better chances we have to create technologies that truly serve us all.

So I feel a bit as Ted Nelson must have when, in the early 1970s, he wrote, “You must understand computers now”. Back then, computers were these large mainframes only scientists cared about, and no one dreamed of even having one at home. So it’s a little strange that I’m standing here and saying, “You must understand smart materials now”. Just keep in mind that acquiring preemptive knowledge about emerging technologies is the best way to ensure that we have a say in the making of our future.

Thank you.

مشارکت کنندگان در این صفحه

تا کنون فردی در بازسازی این صفحه مشارکت نداشته است.

🖊 شما نیز می‌توانید برای مشارکت در ترجمه‌ی این صفحه یا اصلاح متن انگلیسی، به این لینک مراجعه بفرمایید.