Безграничное будущее: нанотехнологическая революция - [21]

— Тепловые колебания могут вызвать ошибки, заставляя детали собираться вместе и образовывать связи в неправильном месте, — отмечает экскурсовод. — Они заставляют гибкие объекты изгибаться сильнее, чем жесткие, и поэтому руки ассемблера были изготовлены толстыми и короткими, чтобы сделать их очень жесткими. Вероятность ошибки может быть сведена к одной на триллион, и поэтому небольшие продукты могут быть совершенно стандартными и идентичными. Крупные изделия могут быть почти идеальными, отличаясь всего несколькими атомами, попавшими не на свое место.

Это должно гарантировать высокую надежность. Как ни странно, большинство вещей, которые вы увидели готовыми, выглядели довольно обычными — не гладкими, блестящими и совершенными, а шероховатыми и кустарными. Словно они изготовлены вручную. Гладкие, блестящие вещи больше не должны никого впечатлять.

Молекулярная робототехника

И вот рука ассемблера переместилась на ширину нескольких атомов. Через полупрозрачную поверхность этой руки видно, что она полна механизмов: крутящихся валов, шестерен и больших, медленно вращающихся колец, которые заставляют двигаться суставы. Вся система представляет собой огромную шарнирную руку робота. Рука большая, потому что ее самые маленькие детали размером с атом, а механизм внутри, который заставляет ее двигаться и изгибаться, состоит из многих различных частей. Внутри работает другой механизм: рука там заканчивается отверстием, и вы можете видеть, как старый, отработавший свое молекулярный инструмент втягивается через трубку посередине.

Терпение, терпение. В течение нескольких минут новый инструмент возвращается в трубу. В конце концов, он достигает своей цели. Валы и шестерни вращаются, а зажимы фиксируют инструмент в нужном положении. Другие валы вращаются, и рука медленно прижимается к заготовке теперь уже на новом месте. И снова рука подергивается, некоторое количество атомов перемещается, а блок становится немного больше. Цикл повторяется снова. Эта огромная рука кажется удивительно медленной, но стандартные настройки моделирования сдвинули скорости более чем в 400 миллионов раз. Несколько минут времени моделирования соответствуют менее чем одной миллионной секунды реального времени, поэтому эта кажущаяся неповоротливой рука выполняет около миллиона операций в секунду.

Посмотрев вниз, на основание руки ассемблера, вы можете разглядеть еще больше механизмов, скрытых под полом: электрические двигатели вращаются, нанокомпьютер шумит и стержни яростно перемещаются. Во время каждого цикла работы тяжелой руки все эти штанги и шестерни быстро двигаются, множество раз скользя и поворачиваясь. Кажется, что это очень неэффективно; механические колебания должны генерировать много тепла, поэтому электродвигатели будут потреблять много энергии. Иметь компьютерное управление каждой рукой сейчас гораздо неудобнее, чем это было в допрорывные годы. Тогда рука робота была большой и дорогой, а компьютер — дешевым чипом; но сейчас компьютер больше, чем рука. Должен быть лучший способ, но мы пока в музее древних концепций.

Сборка строительных блоков

Куда попадают блоки, когда ассемблеры заканчивают свою работу? Следуя за конвейерной лентой мимо дюжины рук, вы доходите до конца зала, поворачиваете за угол и оказываетесь на балконе с видом на более обширный зал. Здесь блок сходит с конвейерной ленты и оказывается в сложном приспособлении. Его части движутся, и огромная рука нависает над ним, как строительный кран. Через мгновение гид заговорил и подтвердил ваши подозрения: «После изготовления каждый блок тестируется. Большие манипуляторы отбирают безошибочно изготовленные блоки. В этом зале большие руки собирают почти тысячу блоков различных видов, чтобы сделать полноценный нанокомпьютер».

В большом зале имеется собственная конвейерная лента, по которой движутся частично собранные нанокомпьютеры. Вдоль нее установлен ряд огромных манипуляторов, способных раскачиваться взад и вперед и дотягиваться до меньших конвейерных лент, доставлять миллионоатомные блоки из тестировочных станций и соединять их с другими заготовками нанокомпьютера в стадии строительства. Конвейерная лента проходит по всей длине зала, и в конце полностью собранные нанокомпьютеры поворачивают за угол в еще более грандиозный зал.

Наблюдая зал в течение нескольких минут заключительной сборки, вы замечаете, что ничего не движется. И терпеливое ожидание не поможет: со скоростью, с которой меньшие манипуляторы двигались в предыдущем зале, сборка каждого блока должна занимать месяцы. Большие манипуляторы все это время находятся в простое. Создание компьютера от начала до конца может занять ужасно много времени. Возможно, даже столько, сколько длится мгновение ока.

Молекулярные ассемблеры изготовляют блоки, из которых блочные ассемблеры собирают компьютеры. А далее системные ассемблеры вставляют эти компьютеры в изготавливаемую продукцию. По крайней мере, естественный путь от молекул до создания крупных продуктов кажется достаточно ясным. Если бы автомобиль был собран обычными роботами из тысячи узлов, каждый из которых был собран меньшими роботами из тысячи исходных деталей и так далее, вниз и вниз, то всего лишь десять уровней процесса сборки отделили бы автомобили от молекул. Возможно, завернув еще за несколько углов и попав в другие, еще большие залы, вы увидите постпрорывной автомобиль в процессе создания, с неизвестными пока двигателями и удобными сиденьями, которые были соединены вместе в процессе, длящемся век, в зале настолько огромном, что Тихий океан показался бы рядом с ним лужей…