Claytronics, Smart Dust en utility fog: verbazingwekkende, next-level nanotechnologie

  • Claytronics – tovenarij waarmee je materie kunt veranderen
  • Smart Dust – een stap naar een scifi-toekomst
  • Utility fog zal ons leven volledig veranderen

De beroemde sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke zei ooit dat “voldoende geavanceerde technologie niet van magie te onderscheiden is”. Dat is nogal een gedurfde bewering, maar je begrijpt wel wat hij ermee bedoelt. Als je je overgrootouders verteld zou hebben dat ze in 2018 met een draagbaar apparaat direct toegang zouden hebben tot een hele bibliotheek, zouden ze je voor gek verklaren. Ze zouden zich het concept waarschijnlijk niet eens kunnen voorstellen.

De meeste technologie die op deze blog de revue passeert – zoals bijvoorbeeld virtual reality of zelfrijdende systemen – is over het algemeen redelijk te begrijpen. Maar er komen in de nabije toekomst technologieën aan die écht complex zijn; technologieën die ons leven volledig zullen veranderen.

Stel je bijvoorbeeld een wereld voor waarin de lucht om je heen vol zit met miljarden minuscule machines. Heb je iets nodig om op te zitten? Dan hoef je maar aan een stoel te denken en de lucht om je heen verandert in een comfortabele zetel. Moet je snel naar de andere kant van de stad? Een onzichtbare golf schept je op en zet je aan de overkant weer neer. Denk aan vliegen – en deze microscopisch kleine machientjes tillen je de lucht in.

Dit heeft verdacht veel weg van tovenarij, maar deze nieuwe technologie zit er écht aan te komen.

Claytronics – ware magie waarmee je materie kunt betoveren

Een nanometer is één miljoenste millimeter – de schaal van moleculen en atomen. (‘Nanos’ betekent in het Oudgrieks overigens dwerg). Processen als het bewegen van onze spieren tot het verbranden van benzine en de voortplanting van DNA vinden bijvoorbeeld allemaal plaats op nanometerschaal. En bijvoorbeeld een laag van grafiet, ook wel grafeen genoemd, is maar één molecule dik en toch veel sterker dan staal, 1.000 keer lichter dan papier en ook nog eens supergeleidend. Grafeen wordt op diverse manieren en in diverse sectoren toegepast, variërend van de lucht- en ruimtevaart tot de geneeskunde. Ook goud heeft op nanoschaal interessante en onconventionele eigenschappen. Zo wordt het edelmetaal bijvoorbeeld selectief opgenomen door tumoren en verbrandt het kankercellen zonder de omliggende weefsels te beschadigen.

Maar dat is de ‘huis-tuin-en-keuken’ nanotechnologie. Aan de spits van de nanorevolutie kom je dingen tegen die zo bizar zijn dat het meer weg heeft van tovenarij.

Een mozaïek van 8 afbeeldingen die elektronische nano-apparaten voorstellen
Seth Copen Goldstein en Todd Mowry van de Carnegie Mellon University hebben onderzoek gedaan naar iets dat ze Claytronics noemen.

Seth Copen Goldstein en Todd Mowry van de Carnegie Mellon University hebben onderzoek gedaan naar iets dat ze Claytronics noemen. In wezen gaat het hier om het op nanoschaal manipuleren van materie en hun experiment met ‘klei’ gaat alle verbeelding te boven. “Ik zie Claytronics als een manier om materie met software van vorm te laten veranderen. Dat zou het bijvoorbeeld ook mogelijk maken om vormen op te nemen en af te spelen, net zoals we nu met audio- en video-opnamen van geluid en beeld doen”, zegt Jason Campbell, een onderzoeker van Intel Labs. Hij werkte tot 2010 aan het Claytronics-project – waarna de kosten voor het werken op nanoschaal zo astronomisch hoog werden dat investeerders het project de rug toekeerden. Het onderzoek wordt echter in de faciliteit van Goldstein voortgezet en zodra de technologie zich verder ontwikkelt, zullen investeerders vast en zeker weer op het toneel verschijnen.

Smart Dust – een stap naar een scifi-toekomst

In 1997 werd bij Berkeley University al onderzoek gedaan naar een nieuwe benadering van nanotechnologie. In plaats van de vormveranderende Claytronics, was het idee om nanodeeltjes te voorzien van elektriciteit, sensoren en een communicatiesysteem. Het concept – dat Smart Dust werd genoemd – was het geesteskind van het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) van het Amerikaanse leger. Het is haast zeker dat Smart Dust een hightech spionagemiddel moest worden, want met deze minuscule zwevende deeltjes kon je onopgemerkt data verzamelen en versturen.

De ontwikkelingen staan zeker niet stil, maar het onderzoek is nu verhuisd naar John Barker’s lab aan de University of Glasgow. En hoewel hij toegeeft dat er nog steeds intelligente toepassingen zijn voor deze technologie, is zijn onderzoek gericht op ruimte-exploratie. Hij legt uit: “We kunnen de neuskegels van planetaire sondes volstoppen met zwermen van Smart Dust. Deze kunnen in de dampkring van een planeet vervolgens uitgestoten en daarna met de wind meegevoerd worden”. Op deze manier zouden we vijandige, onbegaanbare omgevingen tot in de kleinste details kunnen verkennen – een significante wetenschappelijke doorbraak.

Utility fog zal ons leven volledig veranderen

Gartner publiceert regelmatig de Hype Cycle for Emerging Technologies, een overzicht waarin te zien is waar op de hypecurve een nieuwe technologie zich bevindt – van innovatie via ‘opgeblazen’ hype naar echte adoptie en vervolgens bruikbaarheid. Sommige producten redden het nooit, terwijl andere ieders verwachtingen overtreffen.

Claytronics en Smart Dust staan bijvoorbeeld allebei nog in de kinderschoenen. Volgens Gartner moet er aan Smart Dust bijvoorbeeld nog tientallen jaren gewerkt worden voordat het levensvatbaar is. Maar dat heeft creatieve vernieuwers er niet van weerhouden om hun onderzoeken in allerlei verschillende richtingen uit te breiden.

Dr. J. Storrs Hall, het genie achter het utility fog-idee, werkt al tientallen jaren aan het concept. Zijn idee is een hybride van zowel Claytronics als Smart Dust; een ‘mist’ van apparaatjes op nanoschaal  die data waarnemen en overdragen én van vorm kunnen veranderen. Deze ‘mistdruppels’, Polymorphic Smart Materials genaamd, moeten een soort (onzichtbare) sneeuwvlokken worden die we op alle mogelijke manieren kunnen transformeren.

Deze magie wordt mogelijk gemaakt doordat de machines met elkaar kunnen samenwerken. Ze kunnen zich bijvoorbeeld met microscopisch kleine armen aan elkaar verbinden en daardoor in elke denkbare richting (en vanuit elke vorm) kracht uitoefenen. Op de website van Human Paragon staat: “Met controle over utility mist kun je objecten naar believen laten verschijnen en verdwijnen. Je kunt zo ongeveer alles uit het niets laten ontstaan. De mist kun je zonder problemen laten passeren, zodat je erdoor omringd wordt. Wil je een stoel? Je hoeft het maar te zeggen. Het lijkt heel sterk op Star Trek-achtige holodeck-technologie”.

Maar om dit haalbaar te maken, moet nanotechnologie nog wel een decennium lang doorontwikkeld worden. En om utility fog te laten werken heb je waarschijnlijk iets als kunstmatige algemene intelligentie (AGI – Artificial General Intelligence) nodig. AGI is veel meer dan de generieke intelligentie waarmee je met Google of Siri iets opzoekt; het heeft meer weg van een zelfstandig denkend iets, een alomtegenwoordige, intelligente entiteit. Dat – en de utility mist – zal nog wel even op zich laten wachten, maar de kans dat onze kleinkinderen met deze opmerkelijke technologie te maken krijgen is zeer reëel.

Zodra dat moment aanbreekt, is de wereld nooit meer zoals hij was.

Dan is alles magisch.

 Een grafiek toont een tijdlijn van de adoptie van verschillende geavanceerde technologieën

Gratis e-books voor 13 sectoren.

De wereld verandert in snel tempo en dat heeft grote impact op all sectoren. Daarom hebben we voor maar liefst 13 sectoren een compact e-book ontwikkeld. Daarin vind je de laatste trends op een rij, onderbouwd met interessante statistieken.
Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Trendwatcher, futurist en internationaal topspreker Richard Van Hooijdonk neemt je mee naar een inspirerende toekomst die leven, werken en ondernemen drastisch gaat veranderen.

Alle Lezingen