https://www.youtube.com/watch?v=8X69_42Mj-g
Christian Schafmeister, phd и его группа проектируют белки и структуры из небиологических полимеров (Бис-пептиды, эта группа называет их Spiroligomers http://i.imgur.com/Rvd1oDk.gif ) сворачивающиеся в конфигурации позволяющие им реализовывать различные химические и биологические функции.
Schafmeister признает что его цель это разработка всё более сложных самосборных молекулярных систем реализующих катализ, структурную, сенсорную и информационно-обрабатывающую функцию, причём по-отдельности эти компоненты, кроме информационного, уже продемонстрированы в их экспериментах.
Проектирование молекулы реализующей нужную функцию, будь то катализ или структурная поддержка требует исследования комбинаторного пространства всех возможных конфигураций молекул и их потенциальных энергий, для этого исследователи используют разные по точности и эффективности модели молекулярной динамики, но всё равно грубый перебор всех молекул невозможен (20^N растёт очень быстро).
Schafmeister констатирует что основная стоящая перед ним проблема это дизайн а не производство молекул (давно отработанный химический процесс), а так как он является выдающимся программистом он применяет эвристические техники, pattern matching для более эффективного перебора конфигураций (на суперкомпьютере с 40000 ядер). Реализовывать эти высокоуровневые алгоритмы на С++ впрямую долго и сложно потому он применил python для управления низкоуровневым численным кодом, но он намучался с ним из-за проблем совмещения питона и С++. По совету друга он перешёл на интерпретируемый лисп в качестве top level language и дело пошло гораздо лучше, и в конце концов привело к тому что профессор написал свой компилятор common lisp ориентированный на взаимодействие с С++, символьное дифференцирование (для создания на лету минимизаторов потенциальных функций) и метапрограммирование.
Надо отметить что это не первый раз когда Lisp применяется для дизайна молекул, именно для этих целей его применяли в SRI 20 лет назад http://www.ai.sri.com/~kr/nano/cavstuf/cavstuf.html (программа Cavity Stuffer, одним из авторов выступал сам Эрик Дрекслер).
Эрик Дрекслер 18 июня выступал с презентацией http://www.youtube.com/watch?v=Gr2YlUnxZR0
Популярный рассказ об атомарно-точных технологиях и о том, какие перспективы это открывает для человечества.
Я тут откопал два видео из научно-популярной программы где выдающиеся люди рассказывают о том чем они занимаются.
Одно - с Ральфом Меркле, одним из ведущих исследователей в области молекулярной нанотехнологии (а также изобретателем ранней формы криптографии с открытым ключом, деревьев Меркле и других криптографических алгоритмов). Мне нравится его тезис о том что "наука нужна не для поиска абстрактной истины а для улучшения жизни людей". Ещё там есть кадры из лабораторий Zyvex Labs. http://www.youtube.com/watch?v=AUaGOh0d8hM
Второе - с Родни Бруксом, очень большим робототехником который сделал множество хороших роботов, руководил MIT CSAIL а потом основал успешную iRobot а сейчас и идущую к успеху Rethink Robotics. http://www.youtube.com/watch?v=PpuWASNRcu8
У них получается передать суть своей работы так что это понятно обычным людям, это непросто. Подозреваю что у рядовых исследователей так не получится потому что в них меньше энтузиазма.
Скоро (7 мая) выходит новая книга Эрика Дрекслера под названием Radical Abundance, первая после 20-летнего перерыва. Целевая аудитория - учёные, обычные люди, политики, т.е. это будет научно-популярная книга. Возможна такая реакция: "Выходит научно-популярная книга о молекулярной нанотехнологии - ну и что? Ведь уже 20 лет назад вышла настоящая физико-математическая книга Nanosystems, в которой детально проанализированы основные наномеханизмы" - реакция неправильная, потому что для того чтобы безопаснее пройти эпоху становления МНТ как можно больше людей, особенно тех что обладают большим количеством денег/власти должны осознавать возможности и последствия МНТ.
Книга будет включать в себя несколько связанных тем, вместо цитирования довольно большого списка приведу ссылку в которой автор сам их проясняет: http://metamodern.com/2011/07/21/my-next.....ance-2012/
Помимо всего прочего там будет персональный рассказ о становлении молекулярной нанотехнологии и бурной истории прогресса и политики сопутствоваших этому процессу - это важно, потому что МНТ может сильно изменить мировое равновесие в области вооружения - ошибки и глупость в этом вопросе могут привести к мировой войне №3.
В связи со скорым выходом книги доктор Дрекслер выложил набор первых статей, касающихся МНТ, которые ранне были недоступны в интернете для того чтобы заинтересованные люди могли составить представление о восприятии идей МНТ широкой публикой и правительствами.
Ссылка: http://metamodern.com/2013/02/13/history.....echnology/
Обсуждение и вопросы приветствуются.
Путешествие по разным масштабам, взгляд на микромир - от первого лица.
Например на картинке справа внизу (масштаб 200нм) - куб это компьютер на стерженьковой логике, уровня современных микроконтроллеров типа ARM Cortex-M3.
http://www.crnano.org/unbounding.htm
http://www.crnano.org/pic_3bw.gif
Важная статья, прорыв: http://www.sciencemag.org/content/339/6116/189.abstract
В работе описывается молекулярная система (молекулярный механизм), синтезирующий короткий пептид с заданной последовательностью. Система состоит из цепочки мРНК к которой линейно прикреплены аминокислоты которыми позже будет достроена стартовая пептидная цепь. Структура пептидной цепи - продукта определяется порядком аминокислот. На конце цепочки расположена блокирующая группа (она не даёт ротаксановому кольцу "слезть" с мРНК). Между блокирующей группой и первой аминокислотой после сборки находится ротаксановое кольцо, к которому прикреплена стартовая пептидная цепь с катализатором. После активации ротаксановое кольцо свободно ездит по мРНК (между блокирующей группой и первой аминокислотой) и "натыкается" на аминокислоты в заданном порядке. В результате катализа пептидная цепь прикреплённая к нему растёт. Когда аминокислоты кончаются, кольцо с петидом-продуктом свободно съезжает с мРНК. В дальнейшем кольцо можно отсоединить от пептида с помощью гидролиза, но это уже детали.
Всего в эксперименте работало 10^18 таких молекулярных машин, за 36 часов все исходные материалы были преобразованы в продукт - пептид из 6 оснований, что подтверждается масс-спектрометрией. Было получены десятки милиграмм продукта. Побочных продуктов практически не было - реакция шла по заданной схеме.
Принцип работы этой системы напоминает рибосому - природную молекулярную машину для синтеза белков, но конечно рибосома сложнее, и эффективнее выполняет свою работу.
Это важный шаг на пути к искусственной рибосоме, а там и к молекулярным машинам для синтеза молекулярных структур аналогов которым нет в природе.
PDF статьи: http://www.catenane.net/pdfs/articles/Le.....202013.pdf
Хорошая (но довольно схематичная) анимация показывающая принцип работы молекулярного сборщика: http://www.youtube.com/watch?v=zqyZ9bFl_qg
"Molecular Nanotechnology: A Realistic Treatment" (@ Zyvex Labs) http://www.zyvexlabs.com/Publications201.....otech.html
А вот краткий обзор технологий атомарного производства, того же автора: http://img233.imageshack.us/img233/86/as.....rswip1.jpg
Пока я делаю всякие дела (и пишу статью, и копаюсь в CADе для инженерии наносистем) буду иногда постить интересные вещи. Вот хронология развития молекулярной нанотехнологии, составленная хорошим человеком по имени eudoxia: http://img84.imageshack.us/img84/3403/nanotimeline.jpg
Я давно изучаю вопрос молекулярной нанотехнологии, об этом можно писать романы - присутствуют интриги, подковёрная борьба за финансирование, лоббирование, ожидания общества, страх политиков.
У меня уже собрано большое количество информации, и я начал писать статью-введение о том, как же термин "нанотехнология" вместо молекулярных механизмов стал обозначать такие далёкие от них области как коллойдная химия, материаловедение, вопросы инженерии литиевых батарей, технологию применяемую при создании зонтов и солнечных очков, светодиодов и т.д.
Почему это грустно? Потому что это затормозило прогресс лет на десять, не для кого-то а для нас с вами.
Считаю крайне важным для самодостаточности наличие технологического базиса - ведь пока что наше производство сильно централизовано. Централизованность влечёт за собой инерционность - устоявшийся мировой порядок более-менее устраивает многих, а стоимость реорганизации высока. На мой взгляд это - одна из причин того, что нынешняя, неэффективная государственно-регулируемая экономика продолжает существовать по всему миру.
Потому я не думаю, что мир изменится от идеи либертарианства или энтузиазма анархо-капиталистов. Для изменения нужен толчок снизу, старые институты должны перестать быть необходимыми.
Молекулярный сборщик и станет этим импульсом. В таком случае анархо-капитализм будет логичным следствием, оптимальной формой отношений между индивидуумами в новых условиях.
Есть у меня редкая книга "Наносистемы: молекулярные механизмы, производство и вычислительные устройства" за авторством Э.Дрекслера, которой в открытом доступе нету (есть на треть урезанный вариант). Эта книга 20 лет назад открыла область молекулярной нанотехнологии, за прошедшее время в ней не нашли серъёзных ошибок. Книга содержит анализ простых наномеханизмов с физической, химической, механической точек зрения.
Был бы рад, если бы кто-то кпокоил её на каком-нибудь публичном сервере. В любом случае, залил я её сюда (DJVU): http://rghost.ru/41264434
Есть 700 мегабайт хороших TIFF-сканов из которых и пережат этот DJVU, с радостью отдам.
Начну. Мои интересы разнообразны, и помимо всего другого включают в себя молекулярную нанотехнологию и молекулярную биологию.
Моя мечта - использование этих технологий для обретения полной материальной независимости для себя, и для остальных. Я - гуманист.
Что касается политических взглядов - мне близок анархо-капитализм. Сначала субъект, потом всё остальное.
Цоперайт © 2010-2016 @stiletto.