Инопланетные нанороботы в Солнечной системе.

[edward_p]

Понятно, что г-н Турчин упирается, но упирается как человек не технический.
Конструирование -- это создание будущего в рамках достижимых технологических возможностей, поэтому совершенно необязательно дожидаться появления первых образцов нанороботов, чтобы что-то сказать о них.
Давайте разберём вопрос об оперативной локальности наноробота. Какую область может исследовать такая частица? За какое время? Как ей построить модель окружающего мира из сопоставимых с её размерами лоскутов исследованного пространства? Ведь чтобы ей переместиться на расстояние в 1 мм -- это как для нас пройти путь в 10 км. Объекты человеческого мира для наноробота так же необозримы, как для нас необозримы объекты микромира.
Наконец, чтобы реализовать некоторое действие против макрообъекта, необходимы скоординированные усилия миллионов таких устройств, что заметно облегчает их обнаружение.
Поэтому, на мой взгляд, универсальные исследовательские и др. инопланетные роботы должны иметь вполне разумные макроразмеры.
Обладая технологическими возможностями сверхцивилизации, я бы делал их не материальными, а полевыми (голографическая память гигантских объёмов, возможность преодолевать любые материальные преграды (проходить сквозь стены), невидимость для биологических существ и возможность влиять на них, отсутствие средств противодействия и т. д.). Кроме того, через зомбированных журналистов изучение таких феноменов в исследуемой цивилизации легко можно объявить лженаукой.



 
 

[turchin]

У майкла крайтона есть роман "Рой" и там описаывается, как учёные пытались из нанороботов сделать фотокамеру. для этого каждый из них должен быть парить в определённой точке пространства, что было весьма нетривиальной задачей - но потом у них получилось и результаты были плачевны.

То есть понятно, что микророботы должны объединяться в некие сети, чтобы выполнять задачи по исследованию местности и может быть даже слипаться в твёрдые объекты. Но макрообъекты, состоящие из микророботов, будут выглядеть совсем не так, как макрообъекты из стали и сплавов.

например, макрообъекты из микророботов могут быть:

облаками
слоем тонкой пыли на поверхности предметов
чем-то вроде булыжника

[rtfai]

Наберите в гугле Multiagent Systems, или например, сразу идите в arxiv.org Почитайте насчет предмета и подумайте, надо ли излагать здесь мысли пятиклассника.

[turchin]

rtfai:  - так вы что хотели сказать - что могут быть инопланетные нанороботы в солнечной системе и системы из них, или нет?

[augustina]

так вы что хотели сказать - что могут быть инопланетные нанороботы в солнечной системе и системы из них, или нет?

НЕ могут.
Аргумент:  Любая разумная цивилизация, расходуя ресурсы на проект, справедливо ожидает от этого проекта отдачу. В Вашей фантазии реальной отдачи не предвидится, поскольку сама постановка вопроса похожа на жюль-верновскую отправку записки в бутылке - "на деревню бабушке".  Но все же допустим, что информация "нано-системой" передается создателям проекта. Что они имеют от этого? Сведения, что в некой звёздной системе имеется пригодная для жизни планета? Хорошо, и что же дальше? А дальше нужно сделать поправку на расстояние, а следовательно и на время. За время, требующееся приходу информации к создателям проекта, с этой(разведанной) планетой могли произойти такие изменения, что она стала не пригодной для создателей проекта (и причиной непригодности для жизни может являться вовсе даже не возникшая на планете жизнь, а ,например, катастрофическое столкновение с метеоритом или другой планетой). Отсюда следует, что информация, идущая к создателям проекта сотни лет (я уж не говорю о большем времени), совершенно бесполезна. Но опять допустим, что они настолько тупы, что решили переселиться, не подумав об устаревании информации. Тогда нужно позаботиться о реальном (не нано) переселении. С реальной, а не нано скоростью. А это опять время и ресурсы.И время уже не нано, да и ресурсы на подготовку переселения и само переселение - не нано.  Результат: Прилетели к разбитому корыту, затратив уйму ресурсов. Можно было бы просто лететь наугад, не заморачиваясь предварительно бесполезным проектом с нанороботами.

Контрольный вопрос: Для чего нужно было затевать с "нанороботами" изначально, если информацией от них невозможно воспользоваться из-за главного препятствия - времени?

[rtfai]

rtfai:  - так вы что хотели сказать - что могут быть инопланетные нанороботы в солнечной системе и системы из них, или нет?

Необходимо изучить предметную область прежде чем излагать "идеи", иначе получается -" а зачем мне география? Извозчик довезет". Вам уже объясняли, что идея автономных нанороботов приводит к реальным трудностям: малое время жизни элемента системы, проблемы с памятью и с передачей и маршрутизацией
данных

так вы что хотели сказать - что могут быть инопланетные нанороботы в солнечной системе и системы из них, или нет?

НЕ могут.
Аргумент:  Любая разумная цивилизация, расходуя ресурсы на проект, справедливо ожидает от этого проекта отдачу. В Вашей фантазии реальной отдачи не предвидится, поскольку сама постановка вопроса похожа на жюль-верновскую отправку записки в бутылке - "на деревню бабушке".  Но все же допустим, что информация "нано-системой" передается создателям проекта. Что они имеют от этого? Сведения, что в некой звёздной системе имеется пригодная для жизни планета? Хорошо, и что же дальше? А дальше нужно сделать поправку на расстояние, а следовательно и на время. За время, требующееся приходу информации к создателям проекта, с этой(разведанной) планетой могли произойти такие изменения, что она стала не пригодной для создателей проекта (и причиной непригодности для жизни может являться вовсе даже не возникшая на планете жизнь, а ,например, катастрофическое столкновение с метеоритом или другой планетой). Отсюда следует, что информация, идущая к создателям проекта сотни лет (я уж не говорю о большем времени), совершенно бесполезна. Но опять допустим, что они настолько тупы, что решили переселиться, не подумав об устаревании информации. Тогда нужно позаботиться о реальном (не нано) переселении. С реальной, а не нано скоростью. А это опять время и ресурсы.И время уже не нано, да и ресурсы на подготовку переселения и само переселение - не нано.  Результат: Прилетели к разбитому корыту, затратив уйму ресурсов. Можно было бы просто лететь наугад, не заморачиваясь предварительно бесполезным проектом с нанороботами.

Контрольный вопрос: Для чего нужно было затевать с "нанороботами" изначально, если информацией от них невозможно воспользоваться из-за главного препятствия - времени?

Искусственные спутники Земли запускаются  для того, чтобы повысить контроль  над окружающей средой и из-за конкуренции, не только военной.

Погода, системы глобального позиционирования, астероидная опасность, изучение космических лучей и радиовсплесков. И часто от самых чистых научных задач может зависеть очень многое  в практической жизни. 

Что в перспективе? Очень скоро будет запущен зонд к границам Солнечной системы, а затем к альфа Центавра, кажется планируется где-то в 25 году. Сейчас скорости малы, но с помощью солнечного паруса, эволюций около больших планет  и лазерных ускорителей уже сейчас эти зонды могут развить скорость до 0.01 с, а это означает что несколько сот лет и зонд в достигнет ближайшей звезды.  Вынос энергетики в космос и применение более мощных лазеров космического базирования возможно позволит добиться скорости в 0.1 с, больше нереалистично, из-за сопротивления среды. 

Это означает, что в ближайшие несколько сот лет вблизи каждой будет находиться система мониторинга, передающая информацию на Землю. Есть там разумная хизнь, нет ли ее, а спутники там будут.

[turchin]

rtfai  - можно поподробнее про проект запуска зонда к альфе центрара в 2025 году?

Несмотря на трудности коммуникации и оринтироывания микророботов, я думаю, что они разрешимы для достаточно продвинутой цивилизации. Преимущества  - микророботов как исслдедователей космоса - незаметность, устойчивость к повреждениям и то, что их можно использовать как "нанозвездолёты".

По повод целей - не обязательно отправителем будет вся цивилизация - это может быть просто одно частное лицо, которое создаст одну способную к саморепликации систему и запустит ее - дальше она будет распролстраняться, как вирус, бессмысленно и бексонечно.

кроме того, даже если отправители - целая цивилизация, то не обязательно их целью является "прилелететь и заселить"

Например, их целью может быть исследовать и получить назад данные. Или захватить как можно больше звёздных систем с тем, чтобы не дать конкурирующей галактической цивилизации их захватить

[edward_p]

Досадно, что всё ранее сказанное вами плохо воспринимается.
Поговорим о надёжности. Надёжность полупроводниковой структуры довольно невысока по космическим масштабам -- обычно 100 тыс. часов непрерывной работы. Это порядка 11,4 лет. Даже если за счёт технологии повысить её на два порядка, это будет меньше времени перемещения этих объектов между планетами. Если схема надолго (несколько лет) отключена, то в микросхемах возникают другие неприятные явления. Диапазон температур, в которых она должна работать, также нереально фантастический.
Для защиты электроники в условиях открытого космоса в СССР были такие суровые нормы "Мороз-5". Их отнюдь не просто так сделали такими драконовскими.

[turchin]

Да, но есть способ обойти эти ограничения, сделав систему самовосстанавливающейся. Представим себе, что микроробот состоит из тысячи более-менее одинаковых нанороботов, как многоклеточное из клеток. Естественно, отдельные нанороботы будут повреждаться космическими лучами итд, но оставшиеся нанороботы смогут разбирать испорченных на атомы и собирать новых.
таким образом, микроробот размером с песчинку сможет сущестовать достаточно долго в космосе, если будет получать достаточно энергии. (Плесень на МКС в вакууме как-то выжила и даже личинка комара http://news2.ru/story/153524/ )

Насчёт того, каковы границы температурных режимов для нанороботов трудно пока сказать - думаю, что они простираются от температур около абс. нуля до 200-300 С для специально оптимизированных конструкций.

Кроме того, нанороботы могут объединяться в твердые объекты  достаточно большого размера, как это делают муравьи на Амазонке, которые при наводнении сплетают плот из своих тел и переносят на нём матку и яйца. Хотя большиснтво муравьёв гибнет, муравеник как целое выживает.

Муравьи делают плот из собственных тел
http://www.sobesednik.ru/video/wow/ant_flood/

[augustina]

Искусственные спутники Земли запускаются  для того, чтобы повысить контроль  над окружающей средой и из-за конкуренции, не только военной.

Исследования Солнечной системы и обсуждаемый "нано-проект" это совсем не одно и то же. Тем более искусственные спутники Земли не размножаются и даже в преспективе никто не собирается снабжать их репрдуктивными механизмами, ибо не понятно, для чего это делать.
А Солнечная система для людей - всё же как бы "родной дом" и иссследовать ближний космос просто необходимо. Запуск зонда к ближайшей звезде (одного и с познавательно-научными целями) вполне допустимо, если это "по карману". Но встретить у ближайшей хоть какую-то цивилизацию - наивные мечты. Для этого следует тогда считать, что цивилизации незбежно присутствуют у каждой звезды.

Это означает, что в ближайшие несколько сот лет вблизи каждой будет находиться система мониторинга, передающая информацию на Землю. Есть там разумная хизнь, нет ли ее, а спутники там будут.

И опять это всего лишь фантазии. Как я уже писала здесь ранее, неизвестно, какие открытия может совершить человечество.
Возможно, что через сотню лет будут такие телескопы (например размером с Солнечную систему) что будут "видеть" в подробностях на расстояния десятков световых лет. Какой же смысл туда что-то отправлять, если есть возможность наблюдать эти звёздные системы в подробностях? Что нового могут добавить засланцы, которым добираться туда сотни лет, и информация от них будет добираться  десятки лет?

[rtfai]

Информация о зондах

http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=APCPCS000830000001000605000001&idtype=cvips&gifs=Yes


http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/850Howe.pdf


http://www.space.com/businesstechnology/technology/interstellar_travel_031217-1.html

[turchin]

В первой ссылке речь идёт об отправке зонда массой 10 грамм к альфе центавра, а во второй - зонда массой 10 милиграмм к поясу Койпера. Для того, чтобы эти зонды могли произвести научную работу, они должны быть набиты очень миниатюрной техникой. Таким образом, идея освоения вселенной с помощью микророботов рулит.

 Впрочем, о том, что этот план реально собираются сделать в 2025 году, я не нашёл, но вполне допускаю эту возможность, если мы к тому времени создадим собственные продвинутые технологии молекулярного производства.

Кроме того, по мере миниатюризации электроники вероятность попадания в неё заряженной частицы уменьшается - я читал, что миниатюризация помогла повысить надёжность земных электронных компонентов. Кроме того, миниатюризация делает возможным многократное дублирование управляющих компонентов.

[edward_p]

Насчёт микроминиатюризации опять же г-ну Турчину не следует заблуждаться. Надёжность там не возрастает, а в тяжёлых условиях эксплуатации падает. Последствия же попадания тяжёлых частиц намного серьёзнее -- у обычной схемы она выбьет один битовый разряд, а в вашем случае -- накроет целый блок.
Надёжность, действительно, обеспечивается дублированием, но есть вещи, которые конструктивно продублировать тяжело -- это энергетическая установка и система самосборки.
Посылка куда-либо зондов весом даже в 100 г. совершенно бессмыслена, поскольку отправить собранные данные обратно невозможно -- недостаточно энергетического ресурса.

[turchin]

эдвард п, вы сами склонны к заблуждениям. Если мы уменьшим массу компьютера с 1 кг до 100 мг, то шансы того, что хотя бы один тяжёлый ион попадёт в него уменьшатся в 10 000 раз. А сбой в 1 бит или во весь блок в любом случае фатален. а если мы ещё и продублируем это устройство 10 раз, то мы можем получить сколь угодно большую степень надежности; наконец, мы можем отправить не один, а много лёгких зондов.

что касается связи с зондами, то я сторонник посылки зондов, способных к саморепликации, но это за пределами нашей темы - спросите RTFAI, как он понимает связь с микрозондами, которые он предлагает отправить.

Как только люди научились посылать радиолучи, они подумали, что можно поискать и инопланетные радиосигналы в нашей системе. И как только мы начнём рассылкать своих микророботов, то мы начёнм искать и чужих микророботов в своей солнечной системе. Та же логика.

[edward_p]

Как разработчик, сделавший пять советских компьютеров, в этой области я ошибаюсь редко.
Сбой в одном бите часто совершенно не фатален!
На самом деле, чтобы показать несостоятельность идеи нашествия нанороботов, нужно посчитать следующие вещи:
1. вероятность столкновения наноробота с тяжёлой частицей за срок в 1, 10 и 100 лет. Для этого нужно знать плотность их потока в космосе. Я этой цифры не знаю.
2. Нужно ответить на вопрос, что будет с нанороботом после такого столкновения и как изменится его траектория? В макромире мы это не учитываем. При каких размерах наноробота столкновения с частицами не приведут к изменению траектории?
3. Нужно также посчитать на какой скорости наноробот должен перемещаться, чтобы его не снесло солнечным ветром?
4. Самое страшное для полупроводников резкая смена температур. Стоит оценить температурный режим наноробота при попадании на его поверхность фотонов и столкновениях.
Любые столкновения приведут к кувырканию наноробота и большим скоростям его вращения, что делает невозможным ориентирование. Ставим наногироскопы?
5. Поскольку нанороботы подвержены действию полей тяготения, то каковы условия, чтобы они не образовали очередной пояс космической пыли в солнечной системе?
6. Как наноробот пройдёт земную атмосферу? Интересно, как проходят её частички космической пыли -- сгорают, разогреваются ли?
7. увеличение числа элементов в N раз не означает увеличение в N раз надёжности! Она растёт довольно медленно. А вот эффективность будет существенно падать, а проблемы с энергопотреблением расти.

Sorry за занудство!

 

[turchin]

Собственно, мы обсуждаем то, где находится минимум отношения масса/эффективность для гипотетических космических аппаратов.

Причём обсуждаем это отношение для возможнгостей некой сверхцивилизации, нам неизвестной.

Это отношение может быть разным для разных видом деятельности, а именно - для межзвёздных перелётов, жизни на поверхности планет и вхождения в атмосферы планет.

например, для межзвёздных перелётов может быть оптимален вес в 1 кг, для жизни на поверхности планет  - в 1 мг, а для вхождения в атмсоферу планеты - 1 тонну.

как быть? можно сделать большого робота из множества нанороботов - то есть в одном случае их будет вместе 1000 слипаться, в другом миллион, в третьем - миллиард - как муравьи в плот собираются или как человек является многоклеточным.

[edward_p]

Поэтому здесь и нужны специалисты разных профилей -- физики, математики, астрономы, материаловеды, конструкторы, системные архитекторы, типа меня, и прочия братия.
Мне, например, интересно следующее: нынешние электронные приборы по американским военным нормам работают в диапазоне температур -55 -- +60 гр. Цельсия (уже не помню точно, но с точностью до +-5 градусов). Что будет с полупроводниковым прибором вблизи абсолютного нуля? Как повлияет на него сверхпроводимость?

[turchin]

есть предложения использовать в нанороботах так называемую rod-logic - то есть механические вычислительные устройства использующие небольшие бруски из алмазов. Возможно, такая логика будет меньше зависеть от температуры, по карйней мере от холодной. принагревании можно перейти к вычислителю на полупроводниках... а может, наоборот, микророботы будут использовать сверхпроводимость, для экономии энергии на вычислениях. но мой воспроос в этой теме не в том, как сконстрировать наноробота, а в том, как обнаружить инопланетные микро и и нанороботы в солнечной системе.

например, было сообщение, что когда красный дождь выпал в Керале, то в нём были обнаружены кремниевые песчинки, которые "размножались" http://www.membrana.ru/articles/global/2006/05/30/152200.html

"Как оказалось, частицы эти размножались в воде, причём даже в воде, нагретой (под давлением) до 315 градусов по Цельсию, как пишет в недавнем материале на эту тему Popular Science.

Также опыты показали индийскому физику, что частицы эти, возможно, лишены ДНК (первый тест на ДНК был провален), а главные элементы красных частиц — углерод и кислород. Плюс там были найдены железо, натрий, кремний, алюминий, хлор, водород, азот и другие элементы."

чем не кандидат в инопланетные нанороботы?

[Raptar]

Как же любят на этом форуме перетирать сфероконей в вакууме! Сверхцивилизация посылает роботов-микробов исследовать космос! Это что же надо такого курнуть что бы такое придумать? Вот мы запустили Пионеры и Вояджеры. До ближайших звезд они долетят через пару сотен тысяч лет. Я думаю такая перспектива суперпупермегацивилизации  не светит. Может проще разработать гиперпространственный двигатель и летать с его помощью с планеты на планету. А то одно дело сам летаешь, другое дело за тебя и притом какие-то бактерии хоть и искусственные.

А насчет "красного дождя", так такие дожди переодически выпадают. И виной тому грибок который подымается смерчами в воздух и продолжает размножаться в облаках. Просто вся эта статья целиком говорит откуда у индийских ученых растут руки.

[edward_p]

Как говорит молодёжь, механика не катит. На микромеханике можно сделать несколько очень специализированных функций, не более того. Это возврат к аналоговым вычислениям, которые хороши именно в узкоспециализированных применениях.
Думаю, что г-н Турчин методически не прав, считая что вопрос реализации вторичен -- на самом деле он равнозначен идее.
Проблема обнаружения микророботов, только не инопланетных, а иностранных, вообще-то где-то рядом, если только уже не возникла.

Обобщая высказанные в теме мнения, можно констатировать следующее:
1. В области микро и нанороботов гипотетически возможны следующие формы:
а) биологические;
б) материальные;
в) полевые (бестелесные);
г) неизвестной природы (например, способные пересекать границы миров);
д) гибридные (например, обладающие возможностью переходить из одной формы в другую или совмещающие в себе разные формы).
2. По биологическим объектам исследования сейчас ведутся достаточно широко, но результаты пока достаточно скромные даже по сравнительно простым формам. Однако согласно циклам Кондратьева с 2015 г. начинается эра биотехнологий и прогресс неминуем.
3. По материальным нано- и микророботам прогресс ожидается в ближайшие десятилетие, особенно в связи с действующими программами роботизации армий передовых стран (без России).
Запуск нанороботов в виде предлагавшихся нанозвездолётов по многим причинам не представляется реальным. Запуски объектов от нескольких граммов и более нужно просчитать по ранее задававшимся мною вопросам. Проблема связи микророботов с отправителем в принципе может быть решена, если запускать их направленно (один вслед другому) с ускорителя, находящегося в космосе (star track), однако и тогда длина такой цепочки может быть слишком большой (миллионы штук), поэтому эффективнее строить нормальные аппараты с нормальными энергитическими установками.
4. По полевым и другим формам результатов нет  и непонятно будут ли.

Остаётся только рекомендовать АН РФ открыть научные направления "Конструирование нано- и микророботов", "Наномикроэлектромеханика", и "Модели группового поведения мобильных микророботов", а ФСБ РФ создать рабочую группу по теме "Обнаружение и противодействие иностранным и инопланетным перспективным сверхминиатюрным мобильным средствам сбора информации".