Πώς να φτιάξετε σχεδόν τα πάντα!

Μια νέα ψηφιακή επανάσταση έρχεται, αυτή τη φορά στον κατασκευαστικό τομέα. Στηρίζεται στις ίδιες ιδέες που οδήγησαν τις προηγούμενες ψηφιοποιήσεις της επικοινωνίας και των υπολογισμών, αλλά τώρα αυτό που προγραμματίζεται είναι ο φυσικός κόσμος και όχι ο άυλος. Οι ψηφιακές κατασκευές θα επιτρέπουν στους ανθρώπους να σχεδιάζουν και να παράγουν απτά αντικείμενα κατά παραγγελία, όπου και όποτε τα χρειάζονται. Η ευρεία πρόσβαση σε αυτές τις τεχνολογίες θα αποτελέσει πρόκληση για τα παραδοσιακά μοντέλα των επιχειρήσεων, της ξένης βοήθειας και της εκπαίδευσης.

Οι ρίζες αυτής της επανάστασης χρονολογούνται πίσω στο 1952, όταν οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (Massachusetts Institute of Technology, ΜΙΤ) συνέδεσαν έναν πρώιμο ψηφιακό υπολογιστή με έναν τόρνο, δημιουργώντας τον πρώτο ψηφιακό έλεγχο εργαλειομηχανών. Με τη χρήση ενός προγράμματος ηλεκτρονικού υπολογιστή -αντί για έναν επαγγελματία μηχανικό- να γυρνά τους μοχλούς που ελέγχουν αυτό το μεταλλικό κομμάτι, οι ερευνητές ήταν σε θέση να παράξουν εξαρτήματα αεροσκαφών σε σχήματα που ήταν πιο περίπλοκα από ό, τι θα μπορούσαν να γίνουν με το χέρι. Από εκείνον τον πρώτο περιστρεφόμενο τόρνο, όλα τα είδη των κοπτικών εργαλείων έχουν τοποθετηθεί σε πλατφόρμες ελεγχόμενες από υπολογιστή, συμπεριλαμβανομένων των πιδάκων νερού που μεταφέρουν λειαντικά τα οποία μπορούν να κόψουν σκληρά υλικά, των λέιζερ που μπορούν γρήγορα να χαράξουν ωραία γραφικά και των λεπτών ηλεκτρικά φορτισμένων συρμάτων που μπορούν να κάνουν μακριές και λεπτές τομές.

Σήμερα, οι ψηφιακά ελεγχόμενες μηχανές αγγίζουν σχεδόν κάθε εμπορικό προϊόν, είτε άμεσα (παράγοντας τα πάντα, από φορητούς υπολογιστές ως κινητήρες τζετ) ή έμμεσα (παράγοντας τα εργαλεία που μορφοποιούν και σφραγίζουν τα αγαθά μαζικής παραγωγής). Και όμως, όλοι αυτοί οι μοντέρνοι απόγονοι του πρώτου ψηφιακά ελεγχόμενου μηχανικού τόρνου, μοιράζονται τον αρχικό περιορισμό του: μπορούν να κόψουν, αλλά δεν μπορούν να προσεγγίσουν τις εσωτερικές δομές. Αυτό σημαίνει, για παράδειγμα, ότι ο άξονας ενός τροχού πρέπει να κατασκευαστεί ξεχωριστά από το έδρανο μέσα από το οποίο θα περάσει.

Στη δεκαετία του 1980, ωστόσο, διαδικασίες κατασκευής ελεγχόμενες από υπολογιστή οι οποίες προσθέτουν αντί να αφαιρούν υλικό (ονομάζεται προσθετική παραγωγή) βγήκαν στην αγορά. Χάρη σε τρισδιάστατες «εκτυπώσεις» (σ.σ.: 3-D printing είναι η κατασκευαστική διαδικασία όπου ένα τρισδιάστατο αντικείμενο δημιουργείται με την σταδιακή εναπόθεση υλικού), ένα έδρανο και ένας άξονας θα μπορούσαν να κατασκευαστούν από το ίδιο μηχάνημα την ίδια στιγμή. Μια σειρά από τρισδιάστατες διεργασίες εκτύπωσης είναι πλέον διαθέσιμες, συμπεριλαμβανομένων της θερμικής σύντηξης πλαστικών νηματίων, της χρήσης υπεριώδους φωτός για τη διασταυρούμενη σύνδεση πολυμερών ρητινών, της εναπόθεσης συγκολλητικών σταγονιδίων για να ενοποιηθεί μία σκόνη, της κοπής και πλαστικοποίησης φύλλων χαρτιού και της χρήσης ακτίνας λέιζερ για να συγκολληθούν μεταλλικά μέρη. Οι επιχειρήσεις χρησιμοποιούν ήδη 3-D «εκτυπωτές» για να φτιάξουν μοντέλα προϊόντων πριν να μπουν σε παραγωγή, μια διαδικασία που αναφέρεται ως «ταχεία πρωτοτυποποίηση». Οι εταιρείες βασίζονται επίσης στην τεχνολογία αυτή για να φτιάξουν αντικείμενα με πολύπλοκα σχήματα, όπως κοσμήματα και ιατρικά εμφυτεύματα. Οι ερευνητικές ομάδες έχουν χρησιμοποιήσει 3-D «εκτυπωτές» ακόμα και για να δημιουργήσουν δομές από κύτταρα με στόχο την δημιουργία ζωντανών οργάνων.

Η προσθετική κατασκευή έχει ευρέως αναγνωριστεί ως μια επανάσταση, και φιλοξενήθηκε σε εξώφυλλα εκδόσεων από τον Economist ως το Wired. Αυτό είναι, όμως, ένα περίεργο είδος επανάστασης, διακηρυγμένης περισσότερο από αυτούς που την παρατηρούν παρά από εκείνους που εργάζονται γι’ αυτήν. Σε ένα καλά εξοπλισμένο εργαστήριο, ένας 3-D «εκτυπωτής» μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περίπου το ένα τέταρτο των εργασιών, με τα άλλα μηχανήματα να κάνουν τα υπόλοιπα. Ένας λόγος είναι γιατί οι «εκτυπωτές» είναι αργοί, κάνοντας ώρες ή ακόμη και ημέρες για να κατασκευάσουν πράγματα. Άλλα εργαλεία ελεγχόμενα από υπολογιστή μπορούν να παράγουν εξαρτήματα πιο γρήγορα ή με λεπτότερα χαρακτηριστικά ή που να είναι μεγαλύτερα, ελαφρύτερα ή ισχυρότερα. Λαμπερά άρθρα σχετικά με τους 3-D «εκτυπωτές» διαβάζονται σαν τις ιστορίες της δεκαετίας του 1950 που διακήρυτταν ότι οι φούρνοι μικροκυμάτων ήταν το μέλλον του μαγειρέματος. Ο φούρνος μικροκυμάτων είναι βολικός, αλλά δεν αντικαθιστά το υπόλοιπο της κουζίνας.

Η επανάσταση δεν αφορά στην προσθετική κατασκευή σε αντίθεση με την αφαιρετική κατασκευή. Είναι η ικανότητα να μετατρέπονται τα ηλεκτρονικά δεδομένα σε πράγματα και τα πράγματα σε ηλεκτρονικά δεδομένα. Αυτό είναι που έρχεται. Από μια άποψη, υπάρχει μια στενή αναλογία με την ιστορία των υπολογιστών. Το πρώτο βήμα προς αυτή την εξέλιξη ήταν η άφιξη των μεγάλων κεντρικών υπολογιστών στη δεκαετία του 1950, που μπορούσαν να τους αντέξουν οικονομικά μόνο εταιρίες, κυβερνήσεις, ιδρύματα και ελίτ. Στη συνέχεια ήρθε η ανάπτυξη των μικροϋπολογιστών τη δεκαετία του 1960, υπό την ηγεσία της γενιάς υπολογιστών PDP της Digital Equipment Corporation, η οποία βασίστηκε στον πρώτο υπολογιστή του MIT με τρανζίστορ, τον TX-0. Αυτοί μείωσαν το κόστος ενός υπολογιστή από εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια σε δεκάδες χιλιάδες. Αυτό το ποσό εξακολουθούσε να είναι πολύ μεγάλο για έναν ιδιώτη, αλλά ήταν προσιτό για ερευνητικές ομάδες, πανεπιστημιακά τμήματα και μικρές επιχειρήσεις. Οι άνθρωποι που χρησιμοποίησαν αυτές τις συσκευές ανέπτυξαν τα προγράμματα για περίπου όλα όσα κάνει τώρα κάποιος σε έναν υπολογιστή: την αποστολή e-mail, το γράψιμο σε έναν επεξεργαστή κειμένου, τα παιχνίδια βίντεο, την ακρόαση μουσικής. Μετά τους μίνι ηλεκτρονικούς υπολογιστές ήρθαν οι υπολογιστές για τους χομπίστες. Ο πιο γνωστός από αυτούς, ο MITS Altair 8800, πωλήθηκε το 1975 για περίπου 1.000 δολάρια συναρμολογημένος ή περίπου 400 δολάρια σε μορφή κιτ. Οι δυνατότητές του ήταν υποτυπώδεις, αλλά άλλαξε τη ζωή μιας γενιάς πρωτοπόρων της πληροφορικής, οι οποίοι μπορούσαν πλέον να κατέχουν ένα μηχάνημα ο καθένας ατομικά. Τέλος, η πληροφορική πραγματικά έγινε εξατομικευμένη με την εμφάνιση του προσωπικού υπολογιστή της IBM το 1981. Ήταν σχετικά μικρός, εύκολος στη χρήση, χρήσιμος και προσιτός.

Ακριβώς όπως με τους παλιούς υπολογιστές, μόνο οι μεγάλοι οργανισμοί μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά τις σύγχρονες εκδόσεις των πρώτων ογκωδών και ακριβών ελεγχόμενων από υπολογιστή συσκευών τόρνευσης. Στη δεκαετία του 1980, τα πρώτης γενιάς συστήματα «ταχείας πρωτοτυποποίησης» από εταιρείες όπως η 3D Systems, Stratasys, Epilog Laser, και Universal κατέβασαν την τιμή των ελεγχόμενων από υπολογιστή συστημάτων παραγωγής από εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια σε δεκάδες χιλιάδες, καθιστώντας τα ελκυστικά για τις ερευνητικές ομάδες. Τα επόμενης γενιάς ψηφιακά προϊόντα κατασκευής στην σημερινή αγορά, όπως το RepRap, το MakerBot, το Ultimaker, το PopFab και το Snap MTM, πωλούνται για χιλιάδες δολάρια συναρμολογημένα ή για εκατοντάδες δολάρια σε εξαρτήματα. Σε αντίθεση με τα ψηφιακά εργαλεία κατασκευής που υπήρχαν πριν από αυτά, τούτα τα εργαλεία έχουν σχέδια που συνήθως μοιράζονται ελεύθερα, έτσι ώστε εκείνοι που κατέχουν τα εργαλεία (όπως και εκείνοι που κατείχαν υπολογιστές για χομπίστες) να μπορούν όχι μόνο να τα χρησιμοποιούν αλλά και να κάνουν κάτι περισσότερο και να τα τροποποιούν. Ολοκληρωμένοι προσωπικοί ψηφιακοί κατασκευαστές -όπως κάποτε ήταν οι προσωπικοί υπολογιστές- δεν υπάρχουν ακόμη, αλλά θα υπάρξουν.

Η εξατομικευμένη κατασκευή υπάρχει εδώ και χρόνια ως βασικό στοιχείο της επιστημονικής φαντασίας. Όταν το πλήρωμα της τηλεοπτικής σειράς Star Trek: The Next Generation βρέθηκε αντιμέτωπο με ένα ιδιαίτερα απαιτητικό διάγραμμα ανάπτυξης, μπορούσε να χρησιμοποιήσει τον ενσωματωμένο αντιγραφέα για να φτιάξει ό, τι χρειαζόταν. Οι επιστήμονες σε μια σειρά από εργαστήρια (περιλαμβανομένου και του δικού μου) δουλεύουν τώρα με πραγματικούς όρους, αναπτύσσοντας διαδικασίες με τις οποίες να μπορούν να τοποθετήσουν μεμονωμένα μόρια και άτομα σε όποια δομή θέλουν. Σε αντίθεση με τους σημερινούς 3-D «εκτυπωτές», εκείνοι θα είναι σε θέση να δημιουργήσουν πλήρη λειτουργικά συστήματα ταυτόχρονα, χωρίς να έχουν ανάγκη για εξαρτήματα που πρόκειται να συναρμολογηθούν. Ο στόχος δεν είναι να παράγουν μόνο τα μέρη για ένα μη επανδρωμένο αεροσκάφος, για παράδειγμα, αλλά η κατασκευή ενός πλήρους οχήματος που να μπορεί να πετάξει αμέσως μόλις βγει από τον «εκτυπωτή». Αυτός ο στόχος εξακολουθεί να βρίσκεται χρόνια μακριά, αλλά δεν είναι απαραίτητο να περιμένει κανείς: οι περισσότερες από τις λειτουργίες που χρησιμοποιεί σήμερα κάποιος σε έναν υπολογιστή εφευρέθηκαν την εποχή των μίνι υπολογιστών, πολύ πριν ανθίσει η εποχή των προσωπικών υπολογιστών. Ομοίως, αν και οι ψηφιακές μηχανές κατασκευής σήμερα βρίσκονται ακόμα σε νηπιακό στάδιο, μπορούν ήδη να χρησιμοποιηθούν για να φτιάξουν (σχεδόν) οτιδήποτε, οπουδήποτε. Αυτό αλλάζει τα πάντα.

ΣΚΕΨΟΥ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ, ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΕ ΤΟΠΙΚΑ

Εκτίμησα για πρώτη φορά τον παραλληλισμό μεταξύ των προσωπικών υπολογιστών και των προσωπικών κατασκευαστικών μηχανών όταν δίδαξα ένα μάθημα που ονομάζεται «Πώς να Φτιάξετε (σχεδόν) Οτιδήποτε» στο Κέντρο για Bits και Άτομα (Center for Bits and Atoms, CBA) του ΜΙΤ, το οποίο διευθύνω. Το CBA, το οποίο άνοιξε το 2001 με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, αναπτύχθηκε για να μελετήσει τα όρια μεταξύ της επιστήμης των υπολογιστών και των φυσικών επιστημών. Χρησιμοποιεί μια εγκατάσταση που είναι εξοπλισμένη να φτιάχνει και να μετρά πράγματα που είναι τόσο μικρά όσο τα άτομα ή τόσο μεγάλα όσο τα κτίρια.

Σχεδιάσαμε το μάθημα για να διδάξουμε μια μικρή ομάδα ερευνητών - φοιτητών το πώς να χρησιμοποιούν τα εργαλεία του CBA, αλλά ήμασταν συγκλονισμένοι από τη ζήτηση από φοιτητές που απλά ήθελαν να φτιάξουν πράγματα. Αργότερα, κάθε φοιτητής ολοκλήρωσε ένα σχέδιο διάρκειας ενός εξαμήνου για να εμπεδώσει τις δεξιότητες που είχε μάθει. Ένας έκανε ένα ξυπνητήρι που ο μεθυσμένος ιδιοκτήτης του θα πρέπει να παλέψει για να αποδείξει ότι είναι ξύπνιος. Ένας άλλος έκανε ένα ρούχο εξοπλισμένο με αισθητήρες και κάτι σαν σπονδυλική στήλη που είχε κινητήρες έτσι ώστε να μπορεί να υπερασπιστεί τον προσωπικό χώρο του χρήστη. Οι μαθητές απαντούσαν σε μια ερώτηση που δεν είχα κάνει: Σε ποιο πράγμα είναι καλή η ψηφιακή κατασκευή; Όπως αποδεικνύεται, η κορυφαία εφαρμογή στην ψηφιακή κατασκευή, όπως και στην πληροφορική, είναι η εξατομίκευση, που παράγει προϊόντα για μια αγορά που αποτελείται από έναν άνθρωπο.

Εμπνευσμένοι από την επιτυχία αυτού του πρώτου γύρου μαθημάτων, το 2003, το CBA ξεκίνησε ένα σχέδιο προσέγγισης του θέματος με την υποστήριξη του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών. Αντί να περιγράφουμε απλώς τη δουλειά μας, σκεφτήκαμε ότι θα ήταν πιο ενδιαφέρον να παράσχουμε τα εργαλεία. Έχουμε συγκεντρώσει ένα σύνολο εξοπλισμού αξίας περίπου 50.000 δολαρίων (συμπεριλαμβανομένου ενός ελεγχόμενου από υπολογιστή λέιζερ, έναν 3-D «εκτυπωτή» και μεγάλα και μικρά, ελεγχόμενα από υπολογιστή μηχανήματα τόρνευσης) και υλικά αξίας περίπου 20.000 δολαρίων (συμπεριλαμβανομένων των συστατικών για χύτευση και κατασκευή καλουπιών και παραγωγή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων). Όλα τα εργαλεία συνδέονται με ειδικό λογισμικό. Αυτά έγιναν γνωστά ως «fab labs» (από το «fabrication labs» ή το «fabulous labs»). Το κόστος τους είναι συγκρίσιμο με αυτό ενός μίνι υπολογιστή, και ανακαλύψαμε ότι χρησιμοποιούνται με τον ίδιο τρόπο: για να αναπτυχθούν νέες χρήσεις και νέοι χρήστες για τα μηχανήματα.

Από τον Δεκέμβριο του 2003, μια ομάδα του CBA με επικεφαλής την Sherry Lassiter, μια συνάδελφό μου, έστησε το πρώτο fab lab στο South End Technology Center, στο κέντρο της Βοστώνης. Το SETC διοικείται από τον Mel King, έναν ακτιβιστή ο οποίος υπήρξε πρωτοπόρος στην εισαγωγή των νέων τεχνολογιών στις αστικές κοινότητες, από την παραγωγή βίντεο ως την πρόσβαση στο διαδίκτυο. Γι' αυτόν, οι ψηφιακές μηχανές κατασκευής ήταν ένα φυσικό επόμενο βήμα. Παρ’ όλες τις διαφορές μεταξύ της πανεπιστημιούπολης του MIT και του South End, οι αντιδράσεις και στις δύο περιοχές ήταν εξίσου ενθουσιώδεις. Μια ομάδα κοριτσιών από την περιοχή χρησιμοποίησε τα εργαλεία στο εργαστήριο για να στήσει ένα high-tech «εργαστήριο της γειτονιάς», ταυτόχρονα διασκεδάζοντας, αποκτώντας διέξοδο να εκφραστεί, να μάθει τεχνικές δεξιότητες, και να κερδίσει εισόδημα. Μερικά από τα σχολιαρόπαιδα στη γειτονιά είχαν χρησιμοποιήσει το fab lab για πρακτική εκπαίδευση και έχουν έκτοτε προχωρήσει για να σταδιοδρομήσουν στον τομέα της τεχνολογίας.

Το fab lab του SETC ήταν το μόνο που είχαμε προγραμματίσει για το σχέδιο προσέγγισης. Αλλά χάρη στο ενδιαφέρον από την κοινότητα των Γκανέζων που ζουν γύρω από το SETC, το 2004, το CBA με την υποστήριξη του National Science Foundation και την βοήθεια από μια τοπική ομάδα, έστησε ένα δεύτερο εργαστήριο fab lab στην πόλη της Sekondi-Takoradi, στις ακτές της Γκάνας. Από τότε, τα fab lab έχουν εγκατασταθεί παντού από τη Νότια Αφρική ως τη Νορβηγία, από το κέντρο του Ντιτρόιτ ως την αγροτική Ινδία. Κατά τα τελευταία χρόνια, ο συνολικός αριθμός διπλασιάζεται περίπου κάθε 18 μήνες, με πάνω από 100 να βρίσκονται σήμερα σε λειτουργία και πολλά άλλα να προγραμματίζονται. Αυτά τα εργαστήρια αποτελούν μέρος ενός ευρύτερου «κινήματος κατασκευής» για εξατομικευμένους κατασκευαστές υψηλής τεχνολογίας του τύπου «φτιάξτο μόνος σου» (do-it-yourselfers), οι οποίοι εκδημοκρατίζουν την πρόσβαση στα σύγχρονα μέσα που κατασκευάζουν πράγματα.

Η τοπική ζήτηση έχει σπείρει τα fab lab σε όλο τον κόσμο. Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν σε ένα ευρύ φάσμα χώρων και μοντέλων χρηματοδότησης, όλα τα εργαστήρια μοιράζονται τις ίδιες βασικές ικανότητες. Αυτό επιτρέπει στα σχέδια κατασκευής να μοιράζονται (και στους ανθρώπους να ταξιδεύουν) μεταξύ των εργαστηρίων. Η παροχή πρόσβασης στο διαδίκτυο υπήρξε στόχος πολλών fab labs. Από το εργαστήριο της Βοστώνης, ένα σχέδιο ξεκίνησε για να φτιάχνει κεραίες, πομπούς και τερματικούς σταθμούς για ασύρματα δίκτυα. Το σχέδιο τελειοποιήθηκε σε ένα fab lab στη Νορβηγία, δοκιμάστηκε σε ένα άλλο στη Νότια Αφρική, αναπτύχθηκε από ένα στο Αφγανιστάν, και τώρα λειτουργεί σε μια αυτοσυντηρούμενη εμπορική βάση στην Κένυα. Καμία από αυτές τις περιοχές δεν είχε την κρίσιμη μάζα γνώσεων για τον συνολικό σχεδιασμό και την παραγωγή των δικτύων από μόνη της. Αλλά με την κοινή χρήση των αρχείων σχεδιασμού και την παραγωγή των εξαρτημάτων σε τοπικό επίπεδο, μπόρεσαν να το κάνουν όλοι μαζί. Η δυνατότητα αποστολής των δεδομένων σε όλο τον κόσμο και στη συνέχεια η παραγωγή εξειδικευμένων προϊόντων κατά παραγγελία σε τοπικό επίπεδο έχει επαναστατικές συνέπειες για τη βιομηχανία.

Η πρώτη βιομηχανική επανάσταση μπορεί να επισημανθεί πίσω στο 1761, όταν άνοιξε το Κανάλι Bridgewater στο Μάντσεστερ της Αγγλίας. Φτιαγμένο με εντολή του Δούκα του Bridgewater για να φέρνει άνθρακα από τα ορυχεία του στο Worsley προς την αγορά του Μάντσεστερ και να μεταφέρει τα προϊόντα που κατασκευάζονται με αυτό το κάρβουνο έξω στον κόσμο, ήταν το πρώτο κανάλι που δεν ακολουθούσε μια υπάρχουσα υδάτινη οδό. Χάρη στο νέο κανάλι, το Μάντσεστερ αναπτύχθηκε ραγδαία. Το 1783, η πόλη είχε ένα εκκοκκιστήριο βάμβακος. Το 1853, είχε 108. Αλλά την ραγδαία άνοδο ακολούθησε μια εξίσου απότομη πτώση. Το κανάλι αχρηστεύθηκε από τους σιδηροδρόμους, στη συνέχεια από τα φορτηγά και τελικά από τα ναυτιλιακά εμπορευματοκιβώτια (κοντέινερ). Σήμερα, η βιομηχανική παραγωγή είναι μια κούρσα διολίσθησης, με τους κατασκευαστές να κινούνται προς τις περιοχές χαμηλότερου κόστους για να τροφοδοτήσουν τις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού.

Τώρα, το Μάντσεστερ έχει ένα καινοτόμο fab lab που λαμβάνει μέρος σε μια νέα βιομηχανική επανάσταση. Ένα σχέδιο που δημιουργήθηκε εκεί μπορεί να σταλεί ηλεκτρονικά σε όλο τον κόσμο για την παραγωγή κατά παραγγελία, κάτι που εξαλείφει ουσιαστικά το κόστος της μεταφοράς. Και σε αντίθεση με τα παλιά εκκοκκιστήρια, τα μέσα παραγωγής μπορούν να ανήκουν στον καθένα.

Γιατί θα μπορούσε κανείς να θέλει να κατέχει μια ψηφιακή μηχανή κατασκευής; Τα εξατομικευμένα εργαλεία κατασκευής έχουν θεωρηθεί ως παιχνίδια, επειδή το οριακό κόστος της μαζικής παραγωγής θα είναι πάντα μικρότερο από ό, τι η εφάπαξ παραγωγή αγαθών. Μια παρόμοια κατηγορία ανέκυψε και εναντίον των προσωπικών υπολογιστών. Ο Ken Olsen, ιδρυτής και Διευθύνων Σύμβουλος της Digital Equipment Corporation, που κατασκεύαζε μίνι υπολογιστές, έμεινε στην ιστορία επειδή δήλωσε το 1977 ότι «δεν υπάρχει κανένας λόγος για οποιονδήποτε άνθρωπο να έχει έναν υπολογιστή στο σπίτι του». Η εταιρεία του τώρα έχει κλείσει. Και ο καθένας πιθανότατα κατέχει έναν προσωπικό υπολογιστή. Και δεν τον κατέχει για να κάνει απογραφές και μισθοδοσίες. Τον έχει για να κάνει ό, τι κάνουν όλοι: να ακούνε μουσική, να μιλάνε με τους φίλους τους, να κάνει ηλεκτρονικές αγορές. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, ο στόχος της εξατομικευμένης προσωπικής κατασκευής δεν είναι να φτιάξει κανείς ό, τι μπορεί να αγοράσει στα καταστήματα, αλλά για να φτιάξει ό, τι δεν μπορεί να αγοράσει. Δείτε τις αγορές στο ΙΚΕΑ. Ο γίγαντας των επίπλων κυριαρχεί στην παγκόσμια ζήτηση για έπιπλα και στη συνέχεια τα παράγει και τα στέλνει στα μεγάλα του καταστήματα. Για μόλις μερικές χιλιάδες δολάρια, ένας άνθρωπος μπορεί ήδη να αγοράσει το κιτ για μια μεγάλου μεγέθους ψηφιακά ελεγχόμενη φρέζα που μπορεί να φτιάξει όλα τα εξαρτήματα που υπάρχουν σε μια συσκευασία του ΙΚΕΑ. Αν το μηχάνημα αντικαταστήσει μόλις δέκα αγορές από το ΙΚΕΑ, η δαπάνη που έγινε γι’ αυτό μπορεί να ανακτηθεί. Ακόμα καλύτερα, κάθε στοιχείο που παράγεται από το μηχάνημα θα προσαρμόζεται ώστε να ταιριάζει στην προτίμηση του πελάτη. Και αντί να απασχολούνται άνθρωποι σε απομακρυσμένα εργοστάσια, η κατασκευή επίπλων με αυτόν τον τρόπο γίνεται μια τοπική υπόθεση.

Αυτή η τελευταία παρατήρηση ενέπνευσε το σχέδιο για μια Fab Πόλη, το οποίο έχει επικεφαλής τον κύριο αρχιτέκτονα της Βαρκελώνης, Vicente Guallart. Η Βαρκελώνη, όπως και η υπόλοιπη Ισπανία, έχει ένα ποσοστό νεανικής ανεργίας πάνω από 50%. Μια ολόκληρη γενιά έχει λίγες προοπτικές να βρει θέσεις εργασίας και να φύγει από το πατρικό σπίτι. Αντί να αγοράζει προϊόντα που παράγονται μακριά, η πόλη, με τον Guallart, αναπτύσσει fab labs σε κάθε περιοχή, ως μέρος της αστικής υποδομής. Ο στόχος είναι να συνδεθεί η πόλη με ολόκληρο τον κόσμο για πρόσβαση στη γνώση, αλλά να είναι αυτάρκης για ό, τι καταναλώνει.
Τα ψηφιακά εργαλεία κατασκευής που διατίθενται σήμερα δεν είναι στην τελική τους μορφή. Όμως, αντί να περιμένουν, προγράμματα όπως της Βαρκελώνης χτίζουν την ικανότητα να χρησιμοποιούν αυτά τα εργαλεία ενώ εξελίσσονται.

ΨΗΦΙΑΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΑΤΟΜΑ

Στην κοινή χρήση, ο όρος «ψηφιακή κατασκευή» αναφέρεται στις διαδικασίες που χρησιμοποιούν τα ηλεκτρονικά ελεγχόμενα εργαλεία που είναι οι απόγονοι του ψηφιακά ελεγχόμενου τόρνου του ΜΙΤ από το 1952. Αλλά το «ψηφιακό» μέρος αυτών των εργαλείων κατοικεί στον ελέγχοντα υπολογιστή. Τα ίδια τα υλικά είναι αναλογικά. Μια βαθύτερη έννοια της «ψηφιακής κατασκευής» είναι οι κατασκευαστικές διαδικασίες στις οποίες τα υλικά είναι ψηφιακά. Μια σειρά από εργαστήρια (περιλαμβανομένου και του δικού μου) αναπτύσσουν ψηφιακά υλικά για το μέλλον των κατασκευών.

Η διάκριση δεν είναι απλώς σημασιολογική. Τα τηλεφωνήματα συνήθιζαν να υποβαθμίζονται με την απόσταση, επειδή ήταν αναλογικά: τυχόν σφάλματα από το θόρυβο του συστήματος συσσωρεύονταν. Στη συνέχεια, το 1937, ο μαθηματικός Claude Shannon έγραψε αυτό που ήταν αναμφισβήτητα η καλύτερη διατριβή για μάστερ όλων των εποχών στο MIT. Σε αυτήν, απέδειξε ότι διακόπτες θα μπορούσαν να υπολογίζουν κάθε λογική λειτουργία. Εφάρμοσε την ιδέα του στην τηλεφωνία το 1938, ενώ εργαζόταν στα εργαστήρια της τηλεφωνικής εταιρείας Bell. Έδειξε ότι με τη μετατροπή μιας κλήσης σε έναν κώδικα από «μονάδες» και «μηδενικά», ένα μήνυμα μπορούσε να σταλεί αξιόπιστα ακόμη και σε ένα θορυβώδες και ατελές σύστημα. Η βασική διαφορά είναι η διόρθωση του σφάλματος: εάν ένα «ένα» γίνεται 0,9 ή 1,1 το σύστημα μπορεί ακόμα να το διακρίνει από ένα «μηδενικό».

Στο ΜΙΤ, η έρευνα του Shannon είχε ως κίνητρο την δυσκολία του να εργάζεται με ένα γιγαντιαίο μηχανικό αναλογικό υπολογιστή. Χρησιμοποιούσε περιστρεφόμενους τροχούς και δίσκους, και οι απαντήσεις του χειροτέρευαν όσο περισσότερο δούλευε. Ερευνητές, όπως ο John von Neumann, ο Jack Cowan και ο Samuel Winograd, έδειξαν ότι η ψηφιοποίηση των δεδομένων θα μπορούσε επίσης να εφαρμόζεται στους υπολογιστές: ένας ψηφιακός υπολογιστής που αντιπροσωπεύει τις πληροφορίες ως «μονάδες» και «μηδενικά» μπορεί να είναι αξιόπιστος, ακόμη και αν τα εξαρτήματά του δεν είναι. Η ψηφιοποίηση των δεδομένων είναι αυτό που κατέστησε δυνατό να μπει αυτό που κάποτε είχε αποκληθεί «υπερυπολογιστής» μέσα στο smart phone κινητό τηλέφωνο στην τσέπη του καθενός.

Αυτές οι ίδιες ιδέες εφαρμόζονται τώρα για τα υλικά. Για να κατανοήσουμε τη διαφορά από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται σήμερα, ας συγκρίνουμε την απόδοση ενός παιδιού που συναρμολογεί κομμάτια LEGO με εκείνη του τρισδιάστατου «εκτυπωτή». Πρώτον, επειδή τα κομμάτια LEGO θα πρέπει να ευθυγραμμιστούν για να ενωθούν, η τελική τοποθέτησή τους είναι πιο ακριβής από όσο συνήθως οι κινητικές δεξιότητες του παιδιού. Αντίθετα, η διαδικασία τρισδιάστατης «εκτύπωσης» συσσωρεύει λάθη (όπως ο καθένας ο οποίος έχει ελέγξει μια 3-D «εκτύπωση» που κατασκευαζόταν για λίγες ώρες, απλώς για να διαπιστώσει ότι έχει αποτύχει, λόγω ατελούς πρόσφυσης στα κατώτερα στρώματα). Δεύτερον, τα κομμάτια LEGO αυτοπροσδιορίζουν την απόσταση τους, επιτρέποντας σε μια δομή να αναπτυχθεί σε οποιοδήποτε μέγεθος. Ένας 3-D «εκτυπωτής» περιορίζεται από το μέγεθος του συστήματος που τοποθετεί την κεφαλή «εκτύπωσης». Τρίτον, τα κομμάτια LEGO είναι διαθέσιμα σε μια ποικιλία από διαφορετικά υλικά, ενώ οι 3-D «εκτυπωτές» έχουν μια περιορισμένη ικανότητα να χρησιμοποιούν ανόμοια υλικά, γιατί πάντα πρέπει να περνούν μέσα από την ίδια διαδικασία «εκτύπωσης». Τέταρτον, μία κατασκευή LEGO που δεν είναι πλέον χρήσιμη, μπορεί να αποσυναρμολογηθεί και τα τμήματά της να επαναχρησιμοποιηθούν. Όταν τμήματα από έναν 3-D «εκτυπωτή» δεν χρειάζονται πλέον, πετιούνται. Αυτές ακριβώς είναι οι διαφορές μεταξύ ενός αναλογικού συστήματος (η συνεχής απόθεση του 3-D «εκτυπωτή») και ενός ψηφιακού (η συναρμολόγηση LEGO).

Η ψηφιοποίηση του υλικού δεν είναι μια νέα ιδέα. Είναι τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια παλιά, πηγαίνοντας πίσω στην εξελικτική ηλικία του ριβοσώματος, δηλαδή της πρωτεΐνης που δημιουργεί πρωτεΐνες. Οι άνθρωποι είναι γεμάτοι από μοριακές μηχανές, από τους κινητήρες που κινούν τους μύες μας μέχρι τους αισθητήρες στα μάτια μας. Το ριβόσωμα χτίζει όλα αυτά τα «μηχανήματα» από μια μικροσκοπική έκδοση σαν τα τεμάχια LEGO, τα αμινοξέα, τα οποία υπάρχουν σε 22 διαφορετικά είδη. Η αλληλουχία για την συναρμολόγηση των αμινοξέων είναι αποθηκευμένη στο DNA και αποστέλλεται στο ριβόσωμα με μια άλλη πρωτεΐνη που ονομάζεται αγγελιαφόρος RNA. Ο κώδικας δεν περιγράφει μόνο την πρωτεΐνη που πρόκειται να κατασκευαστεί: καθίσταται η νέα πρωτεΐνη.

Εργαστήρια σαν το δικό μου αναπτύσσουν τώρα 3-D «συναρμολογητές» (αντί «εκτυπωτές») που μπορούν να δημιουργήσουν δομές με τον ίδιο τρόπο όπως το ριβόσωμα. Οι συναρμολογητές θα είναι σε θέση και να προσθέτουν εξαρτήματα και να αφαιρούν εξαρτήματα από ένα διακριτό σύνολο. Ένας από τους συναρμολογητές που αναπτύσσουμε δουλεύει με συστατικά που είναι λίγο μεγαλύτερα από ό, τι τα αμινοξέα, με συμπλέγματα ατόμων μήκους περίπου δέκα νανόμετρων (ένα αμινοξύ είναι περίπου ένα νανόμετρο μακρύ). Αυτά μπορούν να έχουν ιδιότητες που τα αμινοξέα δεν μπορούν, όπως να είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού ή μαγνήτες. Ο στόχος είναι να χρησιμοποιήσουμε τον νανοσυναρμολογητή για να δημιουργήσουμε νανοδομές, όπως 3-D (τρισδιάστατα) ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ένας άλλος συναρμολογητής που αναπτύσσουμε χρησιμοποιεί συστατικά στην κλίμακα από μικρά του μέτρου ως χιλιοστά. Θα θέλαμε αυτό το μηχάνημα να φτιάχνει τα ηλεκτρονικά κυκλώματα όπου θα χρησιμοποιούνται τα 3-D ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ένας άλλος συναρμολογητής που αναπτύσσουμε χρησιμοποιεί εξαρτήματα της κλίμακας των εκατοστών του μέτρου, για να φτιάχνει μεγαλύτερες δομές, όπως εξαρτήματα αεροσκαφών, ακόμα και ολόκληρο το αεροσκάφος που θα είναι ελαφρύτερο, ισχυρότερο και πιο ικανό από τα αεροπλάνα του σήμερα - σκεφθείτε ένα τζάμπο τζετ που να μπορεί να φτερουγίζει.

Μια βασική διαφορά μεταξύ των υφιστάμενων 3-D «εκτυπωτών» και των συναρμολογητών είναι ότι οι συναρμολογητές θα είναι σε θέση να δημιουργήσουν πλήρη λειτουργικά συστήματα σε μια ενιαία διαδικασία. Θα είναι σε θέση να ενσωματώνουν σταθερές και κινούμενες μηχανολογικές κατασκευές, αισθητήρες και κινητήρες, και ηλεκτρονικά συστήματα. Ακόμη πιο σημαντικό είναι αυτό που οι συναρμολογητές δεν δημιουργούν: σκουπίδια. Τα σκουπίδια είναι μια έννοια που ισχύει μόνο για υλικά που δεν περιέχουν αρκετές πληροφορίες ώστε να είναι επαναχρησιμοποιήσιμα. Όλο το υλικό στο έδαφος του δάσους ανακυκλώνεται ξανά και ξανά. Ομοίως, ένα προϊόν που συναρμολογείται από ψηφιακό υλικό δεν χρειάζεται να πεταχτεί όταν πάψει να είναι χρήσιμο. Μπορεί απλά να αποσυναρμολογηθεί και τα τμήματά του να κατασκευάσουν κάτι νέο.

Το πιο ενδιαφέρον πράγμα που ένας συναρμολογητής μπορεί να συναρμολογήσει είναι ο εαυτός του. Για την ώρα, κατασκευάζονται από τα ίδια τα είδη εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται για μηχανές ταχείας κατασκευής πρωτοτύπων. Τελικά, όμως, ο στόχος είναι να είναι σε θέση να φτιάξουν οι ίδιοι όλα τα δικά τους εξαρτήματα. Το κίνητρο είναι πρακτικό. Η μεγαλύτερη πρόκληση για την οικοδόμηση νέων fab lab σε όλο τον κόσμο δεν είναι να προκαλέσουν το ενδιαφέρον ή να διδάξουν τους ανθρώπους πώς να τα χρησιμοποιούν ή ακόμα και το κόστος: είναι η υλικοτεχνική υποστήριξη, τα logistics. Η γραφειοκρατία, οι ανίκανοι ή διεφθαρμένοι συνοριακοί έλεγχοι και η αδυναμία των αλυσίδων εφοδιασμού για την κάλυψη της ζήτησης, παρακώλυσαν τις προσπάθειές μας να μεταφέρουμε τα μηχανήματα σε όλο τον κόσμο. Όταν είμαστε έτοιμοι να στείλουμε συναρμολογητές, θα είναι πολύ πιο εύκολο να ταχυδρομήσουμε ψηφιακά υλικά εξαρτήματα μαζικά και μετά με e-mail τους κωδικούς του σχεδιασμού για ένα fab lab έτσι ώστε ο ένα συναρμολογητής να μπορεί να φτιάξει έναν άλλον.

Οι αυτο-αντιγραφόμενοι συναρμολογητές είναι επίσης απαραίτητοι για την κλιμάκωσή τους. Τα ριβοσώματα είναι αργά, προσθέτοντας μερικά αμινοξέα ανά δευτερόλεπτο. Αλλά υπάρχουν πολλά από αυτά, δεκάδες χιλιάδες σε καθένα από τα τρισεκατομμύρια των κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, και μπορούν να δημιουργήσουν περισσότερα αντίγραφα του εαυτού τους όταν χρειάζεται. Ομοίως, για να ταιριάζει με την ταχύτητα του αντιγραφέα του Star Trek, πολλοί συναρμολογητές πρέπει να είναι σε θέση να εργάζονται παράλληλα.

ΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΟΥ ΚΟΣΜΟΥ

Υπάρχουν κίνδυνοι για αυτό το είδος της τεχνολογίας; Το 1986, ο μηχανικός Eric Drexler, του οποίου η διδακτορική διατριβή στο MIT ήταν η πρώτη στη μοριακή νανοτεχνολογία, έγραψε για αυτό που αποκάλεσε «gray goo» (σ.σ.: γκρίζα γλίτσα, είναι η ακριβής μετάφραση…), ένα καταστροφολογικό σενάριο στο οποίο ένα αυτο-αναπαραγόμενο σύστημα πολλαπλασιάζεται εκτός ελέγχου, απλώνεται πάνω στη γη και καταναλώνει όλους τους πόρους της. Το 2000, ο Bill Joy, ένας πρωτοπόρος της πληροφορικής, έγραψε στο περιοδικό Wired για την απειλή από εξτρεμιστές που μπορούν να δημιουργήσουν αυτο-αναπαραγόμενα όπλα μαζικής καταστροφής. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν ορισμένοι τομείς της έρευνας που οι άνθρωποι δεν θα πρέπει να συνεχίσουν. Το 2003, ανήσυχος ο πρίγκιπας Κάρολος ζήτησε από την Royal Society, την κοινότητα των υπότροφων διακεκριμένων επιστημόνων του Ηνωμένου Βασιλείου, να εκτιμήσουν τους κινδύνους της νανοτεχνολογίας και των αυτο-αναπαραγόμενων συστημάτων.

Αν και ανησυχητικό, το σενάριο του Drexler δεν ισχύει για τους αυτο-αναπαραγόμενους συναρμολογητές που αναπτύσσονται τώρα: αυτοί απαιτούν μια εξωτερική πηγή ενέργειας και την είσοδο τεχνητών υλικών. Παρά το γεγονός ότι ο βιολογικός πόλεμος αποτελεί μια σοβαρή ανησυχία, δεν είναι καινούργια: υπήρξε μια κούρσα εξοπλισμών στον τομέα της βιολογίας από την αυγή της ανθρώπινης εξέλιξης.

Μια πιο άμεση απειλή είναι ότι η ψηφιακή κατασκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή όπλων για εξατομικευμένη καταστροφή. Ένας ερασιτέχνης οπλοποιός έχει χρησιμοποιήσει ήδη έναν 3-D «εκτυπωτή» για να φτιάξει το κάτω μέρος του κορμού ενός ημιαυτόματου όπλου, του AR-15. Αυτό το μέρος ελέγχεται από τους νόμους εξονυχιστικά γιατί περιέχει τις σφαίρες και φέρει αναγκαστικά τον αύξοντα αριθμό του όπλου. Ένας Γερμανός hacker έκανε τρισδιάστατα αντίγραφα των κλειδιών από τις χειροπέδες της αστυνομίας, κλειδιών που κατασκευάζονται με αυστηρά ελεγχόμενο τρόπο και κωδικούς. Δύο από τους σπουδαστές μου, ο Will Langford και ο Matt Keeter, έκαναν αντικλείδια, χωρίς πρόσβαση στα πρωτότυπα, για λουκέτα αποσκευών που έχουν εγκριθεί από την αμερικανική Υπηρεσία Ασφάλειας Μεταφορών (Transportation Security Administration). «Φωτογράφησαν» με ακτίνες Χ τις κλειδαριές στον αξονικό τομογράφο στο εργαστήριο μας, χρησιμοποίησαν τα δεδομένα για να κατασκευάσουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο των λουκέτων στον υπολογιστή, βρήκαν ποιο είναι το κύριο κλειδί και στη συνέχεια έφτιαξαν λειτουργικά κλειδιά με τρεις διαφορετικές διαδικασίες: φρεζάρισμα με ψηφιακό έλεγχο , 3-D «εκτύπωση», και κατασκευή καλουπιών και χύτευση.

Αυτού του είδους οι ιστορίες έχουν οδηγήσει σε εκκλήσεις για δημιουργία κανόνων που θα διέπουν την λειτουργία των 3-D «εκτυπωτών». Όταν ενημέρωνα αναλυτές της υπηρεσίας πληροφοριών ή αξιωματικούς του στρατού για την ψηφιακή κατασκευή, κάποιοι από αυτούς πάντα έφταναν στο συμπέρασμα ότι η τεχνολογία αυτή πρέπει να περιοριστεί. Μερικοί έχουν προτείνει την μοντελοποίηση των ελέγχων όπως εκείνοι που έγιναν για τους έγχρωμους λέιζερ εκτυπωτές εγγράφων. Όταν αυτό το είδος εκτυπωτή εμφανίστηκε για πρώτη φορά, χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή πλαστών χαρτονομισμάτων. Παρά το γεγονός ότι τα πλαστά χαρτονομίσματα ήταν εύκολα ανιχνεύσιμα, στη δεκαετία του 1990 οι αμερικανικές μυστικές υπηρεσίες έπεισαν τους κατασκευαστές εκτυπωτών λέιζερ να συμφωνήσουν για την κωδικοποίηση κάθε συσκευής έτσι ώστε να εκτυπώνει μικροσκοπικές κίτρινες κουκίδες σε κάθε σελίδα που εκτυπώνεται. Οι κουκίδες είναι αόρατες με γυμνό μάτι, αλλά κωδικοποιούν την ώρα, την ημερομηνία και τον αριθμό σειράς του εκτυπωτή που τις τύπωσε. Το 2005, το Electronic Frontier Foundation, μια ομάδα που υπερασπίζεται τα ψηφιακά δικαιώματα, αποκωδικοποίησε και δημοσιοποίησε αυτό το σύστημα. Αυτό οδήγησε σε μια δημόσια κατακραυγή ότι οι εκτυπωτές παραβίαζαν την ιδιωτική ζωή των ανθρώπων, μια κατ΄ εξακολούθηση πρακτική που θεσμοθετήθηκε χωρίς δημόσια ενημέρωση ή εμφανείς ελέγχους.

Δικαιολογημένη ή μη, η ίδια προσέγγιση δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει με τους 3-D «εκτυπωτές». Υπάρχουν μόνο λίγοι κατασκευαστές που φτιάχνουν τις μηχανές εκτύπωσης εγγράφων που χρησιμοποιούνται σε λέιζερ εκτυπωτές εγγράφων. Έτσι, μια συμφωνία μεταξύ τους μπορεί να επιβάλει την ίδια πολιτική σε ολόκληρη τη βιομηχανία. Δεν υπάρχει κάτι αντίστοιχο για τους 3-D «εκτυπωτές». Τα εξαρτήματα που δεν μπορούν ακόμα να φτιαχτούν από τους ίδιους τους κατασκευαστές των μηχανών, όπως τα τσιπς των υπολογιστών και οι βηματικοί κινητήρες, είναι εμπορευματικά στοιχεία: είναι μαζικής παραγωγής και χρησιμοποιούνται για πολλές εφαρμογές, χωρίς κεντρικό σημείο ελέγχου. Τα μέρη που είναι μοναδικά στην 3-D «εκτύπωση», όπως οι τροφοδότες νήματος και οι κεφαλές εξέλκωσης, δεν είναι δύσκολο να φτιαχτούν. Μηχανές που κάνουν μηχανές δεν μπορούν να ρυθμίζονται νομοθετικά με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο μπορούν οι μηχανές που δημιουργούνται από λίγους κατασκευαστές.

Ακόμα κι αν οι 3-D «εκτυπωτές» μπορούσαν να τεθούν υπό έλεγχο, η ζήτηση της αγοράς που στοχεύει στο να πληγώνει τους ανθρώπους καλύπτεται ικανοποιητικά. Φτηνά όπλα μπορούν να βρεθούν οπουδήποτε στον κόσμο. Η εμπειρία του CBA στην λειτουργία των fab labs σε ζώνες συγκρούσεων ήταν ότι χρησιμοποιούνται ως εναλλακτική στην σύγκρουση. Και παρ’ όλο που οι καθιερωμένες ελίτ δεν βλέπουν την τεχνολογία ως απειλή, η παρουσία της μπορεί να αμφισβητήσει την εξουσία τους. Για παράδειγμα, το fab lab στο Τζαλαλαμπάντ, στο Αφγανιστάν, έδωσε ασύρματη πρόσβαση στο ίντερνετ σε μια κοινότητα που μπορεί τώρα, για πρώτη φορά, να μάθει για τον υπόλοιπο κόσμο και να επεκτείνει την δική της δικτύωση.

Μια τελευταία ανησυχία σχετικά με την ψηφιακή κατασκευή σχετίζεται με την κλοπή της πνευματικής ιδιοκτησίας. Εάν τα προϊόντα μεταδίδονται ως σχέδια και παράγονται κατά παραγγελία, τι θα αποτρέψει τα σχέδια από το να αναπαραχθούν χωρίς άδεια; Αυτό είναι το ερώτημα που έχουν αντιμετωπίσει οι βιομηχανίες μουσικής και λογισμικού. Η άμεση ανταπόκριση τους - η εισαγωγή τεχνολογίας για να περιοριστεί η αντιγραφή αρχείων - απέτυχε. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η τεχνολογία ήταν εύκολο να παρακαμφθεί από εκείνους που το ήθελαν και ήταν ενοχλητική για όλους τους άλλους. Η λύση ήταν να αναπτυχθούν τα καταστήματα με εφαρμογές (application stores) που διευκόλυναν την νόμιμη αγορά και πώληση λογισμικού και μουσικής. Τα αρχεία των ψηφιακών σχεδίων κατασκευής μπορούν να πωληθούν με τον ίδιο τρόπο, ικανοποιώντας εξειδικευμένα ενδιαφέροντα που δεν υποστηρίζουν την μαζική κατασκευή.

Η προστασία της ευρεσιτεχνίας (πατέντες) για σχέδια ψηφιακής κατασκευής μπορεί να λειτουργήσει μόνο εάν υπάρχει κάποιο εμπόδιο στο ξεκίνημα της χρήσης της πνευματικής ιδιοκτησίας και εάν η παράβαση μπορεί να εξακριβωθεί. Αυτό ισχύει και για τα προϊόντα που κατασκευάζονται σε ακριβά χυτήρια ολοκληρωμένου κυκλώματος, αλλά όχι σε εκείνα που φτιάχνονται σε οικονομικά προσιτά fab labs. Οποιοσδήποτε με πρόσβαση στα εργαλεία μπορεί να αναπαράξει ένα σχέδιο οπουδήποτε. Δεν είναι εφικτό να μπει κανείς σε αντιδικία με ολόκληρο τον κόσμο. Αντί να προσπαθούν να περιορίσουν την πρόσβαση, ακμάζουσες επιχειρήσεις λογισμικού έχουν ανακαλύψει την διαδικασία να μοιράζονται ελεύθερα τον πηγαίο τους κώδικα και να αμείβονται για τις υπηρεσίες που παρέχουν. Η εξάπλωση των εργαλείων ψηφιακής κατασκευής τώρα οδηγεί σε μια αντίστοιχη πρακτική για υλικό ανοιχτού κώδικα.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ

Οι κοινότητες δεν πρέπει να φοβηθούν ή να αγνοήσουν την ψηφιακή παραγωγή. Καλύτεροι τρόποι για να φτιάξουμε πράγματα μπορούν να βοηθήσουν να οικοδομήσουμε καλύτερες κοινότητες. Ένα fab lab στο Ντιτρόιτ, για παράδειγμα, το οποίο διευθύνεται από τον επιχειρηματία Blair Evans, προσφέρει ως κοινωνική υπηρεσία προγράμματα για τη νεολαία που βρίσκεται σε κίνδυνο. Τους δίνει τη δυνατότητα να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν πράγματα με βάση τις δικές τους ιδέες.

Είναι δυνατόν να αξιοποιηθούν τα οφέλη της ψηφιακής κατασκευής με διάφορους τρόπους. Ο ένας είναι από πάνω προς τα κάτω. Το 2005, η Νότια Αφρική ξεκίνησε ένα εθνικό δίκτυο fab labs για να ενθαρρύνει την καινοτομία μέσω της «Εθνικής Στρατηγικής για Προχωρημένη Κατασκευαστική Τεχνολογία». Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο βουλευτής Bill Foster (Δημοκρατικός από το Ιλινόις) πρότεινε νομοθεσία, τον νόμο για το Εθνικό Δίκτυο Fab Lab το 2010, ώστε να δημιουργηθεί ένα εθνικό εργαστήριο που να συνδέει τοπικά fab labs. Το υφιστάμενο εθνικό σύστημα εργαστηρίων περιλαμβάνει εγκαταστάσεις αξίας δισεκατομμυρίων δολαρίων, αλλά πασχίζει να επηρεάσει άμεσα τις κοινότητες γύρω τους. Το νομοσχέδιο του Foster προτείνει ένα σύστημα που θα φέρει τα εργαστήρια στις κοινότητες.

Μία άλλη προσέγγιση είναι από κάτω προς τα πάνω. Πολλές από τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις fab lab, όπως αυτή στο Ντιτρόιτ, ξεκίνησαν ως άτυπες οργανώσεις για την αντιμετώπιση τοπικών αναγκών που δεν είχαν ικανοποιηθεί ως τότε. Αυτά έχουν ενταχθεί σε περιφερειακά προγράμματα. Αυτά τα περιφερειακά προγράμματα, όπως το αμερικανικό Fab Lab Network και το FabLab.nl, στο Βέλγιο, το Λουξεμβούργο και την Ολλανδία, αναλαμβάνουν έργα που είναι πάρα πολύ μεγάλα για ένα μόνο εργαστήριο, όπως είναι η υποστήριξη στο λανσάρισμα νέων fab labs. Τα περιφερειακά προγράμματα, με τη σειρά τους, συνδέονται μεταξύ τους μέσω του διεθνούς Fab Foundation, το οποίο θα παρέχει υποστήριξη για παγκόσμιες προκλήσεις, όπως η προμήθεια εξειδικευμένων υλικών σε όλο τον κόσμο.

Για να συμβαδίσει με αυτό που οι άνθρωποι μαθαίνουν στα εργαστήρια, το δίκτυο fab labs έχει ξεκινήσει την Ακαδημία Fab. Τα παιδιά που εργάζονται σε απομακρυσμένα fab labs έχουν προχωρήσει τόσο πολύ πέρα από τις τοπικές εκπαιδευτικές ευκαιρίες που θα πρέπει να ταξιδέψουν μακριά για να προσεγγίσουν ένα προηγμένο εκπαιδευτικό ίδρυμα ώστε να συνεχίσουν τις σπουδές τους. Για να αποφευχθούν τέτοιου είδους διαρροές εγκεφάλων, η Ακαδημία Fab συνέδεσε τα τοπικά εργαστήρια μεταξύ τους σε μια παγκόσμια εικονική πανεπιστημιούπολη. Μαζί με την πρόσβαση σε εργαλεία, οι φοιτητές που πηγαίνουν σε αυτά τα εργαστήρια περιβάλλονται από ομόλογούς τους για να μάθουν από αυτούς και έχουν τοπικούς συμβούλους για να τους καθοδηγούν. Συμμετέχουν σε διαδραστικές παγκόσμιες διαλέξεις μέσω βίντεο και μοιράζονται σχέδια και εκπαιδευτικό υλικό σε απευθείας σύνδεση.

Το παραδοσιακό μοντέλο της προηγμένης εκπαίδευσης υποθέτει ότι η σχολή, τα βιβλία και τα εργαστήρια είναι σπάνια και μπορούν να προσεγγισθούν από μερικές μόνο χιλιάδες άτομα κάθε φορά. Με όρους πληροφορικής, το MIT μπορεί να θεωρηθεί ως ένα mainframe (σ.σ.: κεντρικός ηλεκτρονικός υπολογιστής): οι φοιτητές ταξιδεύουν εκεί για επεξεργασία. Πρόσφατα, υπήρξε ενδιαφέρον για εξ αποστάσεως εκπαίδευση ως εναλλακτική λύση, ώστε να είναι σε θέση να διαχειριστεί περισσότερους φοιτητές. Αυτή η προσέγγιση, ωστόσο, είναι σαν την χρονομερισματική μίσθωση (time-sharing) σε ένα mainframe, με τους απομακρυσμένους φοιτητές να παίζουν τον ρόλο των τερματικών που συνδέονται με μια πανεπιστημιούπολη. Η Ακαδημία Fab μοιάζει περισσότερο με το διαδίκτυο, συνδέεται τοπικά και διαχειρίζεται παγκόσμια. Ο συνδυασμός των ψηφιακών επικοινωνιών και της ψηφιακής κατασκευής επιτρέπει ουσιαστικά στην πανεπιστημιούπολη να έρθει στους μαθητές, οι οποίοι μπορούν να μοιράζονται έργα που παράγονται σε τοπικό επίπεδο κατά παραγγελία.

Το αμερικανικό Γραφείο Στατιστικής της Εργασίας προβλέπει ότι το 2020, οι Ηνωμένες Πολιτείες θα έχουν περίπου 9,2 εκατομμύρια θέσεις εργασίας στους τομείς της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών. Σύμφωνα με στοιχεία από το Εθνικό Επιστημονικό Συμβούλιο, την συμβουλευτική ομάδα του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, τα πτυχία σε αυτούς τους τομείς δεν συμβαδίζουν με τις σχετικές εγγραφές στις σχολές. Και οι γυναίκες και οι μειονότητες εξακολουθούν να υποεκπροσωπούνται σημαντικά στους τομείς αυτούς. Η ψηφιακή κατασκευή προσφέρει μία νέα απάντηση στην ανάγκη αυτή, ξεκινώντας από το πρώτο βήμα της διαδικασίας. Τα παιδιά μπορούν να έρθουν σε οποιοδήποτε από τα fab labs και να χρησιμοποιήσουν τα εργαλεία σύμφωνα με τα ενδιαφέροντά τους. Η Ακαδημία Fab επιδιώκει να εξισορροπήσει τον αποκεντρωμένο ενθουσιασμό του κινήματος «φτιάξ’ το μόνος σου» με την καθοδήγηση που προέρχεται από την συλλογική κατασκευή.

Στο κάτω - κάτω, η πραγματική δύναμη ενός fab lab δεν είναι τεχνική, είναι κοινωνική. Οι καινοτόμοι άνθρωποι που καθοδηγούν ένα μερίδιο της οικονομίας της γνώσης μοιράζονται ένα κοινό χαρακτηριστικό: εξ ορισμού δεν είναι καλοί στο να ακολουθούν κανόνες. Για να είναι σε θέση να εφεύρουν, οι άνθρωποι πρέπει να αμφισβητήσουν τα αξιώματα. Πρέπει να μελετήσουν και να εργαστούν σε περιβάλλοντα που είναι ασφαλές να το κάνουν. Προωθημένα εκπαιδευτικά και ερευνητικά ιδρύματα έχουν χώρο το καθένα μόνο για μερικές χιλιάδες από αυτούς τους ανθρώπους. Φέρνοντας φιλόξενο περιβάλλον για καινοτόμους ανθρώπους όπου κι αν βρίσκονται, αυτή η ψηφιακή επανάσταση θα καταστήσει δυνατή την αξιοποίηση μεγαλύτερου μέρους του πνευματικού δυναμικού του πλανήτη.

Η ψηφιακή κατασκευή αποτελείται από πολύ περισσότερα πράγματα από την 3-D «εκτύπωση». Είναι μια εξελισσόμενη ακολουθία δυνατοτήτων για να μετατραπούν τα ψηφιακά δεδομένα σε πράγματα και τα πράγματα σε ψηφιακά δεδομένα. Πολλά χρόνια έρευνας απομένουν για να ολοκληρωθεί αυτό το όραμα, αλλά η επανάσταση είναι ήδη σε εξέλιξη. Η συλλογική πρόκληση είναι να απαντήσουμε στο βασικό ερώτημα που θέτει: Πώς θα ζούμε, θα μαθαίνουμε, θα εργαζόμαστε και θα παίζουμε όταν ο καθένας θα μπορεί να φτιάξει οτιδήποτε, οπουδήποτε;

Copyright © 2002-2012 by the Council on Foreign Relations, Inc.
All rights reserved.

Στα αγγλικά: http://www.foreignaffairs.com/articles/138154/neil-gershenfeld/how-to-ma...

Μπορείτε να ακολουθείτε το «Foreign Affairs, The Hellenic Edition» στο TWITTER στη διεύθυνση www.twitter.com/#!/foreigngr αλλά και στο FACEBOOK, στη διεύθυνση www.facebook.com/ForeignAffairs.gr