He estado reflexionando sobre la idea de los nanitos (máquinas microscópicas que realizan trabajo, generalmente para transformar un material en otro). He llegado a la conclusión de que, a nivel macroscópico, los nanitos deberían operar como vemos operar la vida microbiana.
Si el nanite es realmente vida microbiana cooptada (por ejemplo, bacterias reprogramadas para hacer algo que queremos) o simplemente funciona como tal, es irrelevante para mi pregunta.
El nanite necesitará una fuente de energía (ya respondida en otra pregunta) y los nutrientes necesarios (insumos químicos). Probablemente ayudaría a que los nanitos se suspendieran en algún tipo de fluido de trabajo (por ejemplo, agua) también.
A medida que los nanitos funcionan, utilizarán ciertos elementos o productos químicos necesarios para realizar su trabajo. Para terminar su trabajo, necesitarán reemplazar esos químicos constantemente.
¿Cómo se reponen los materiales utilizados por los nanites cuando están haciendo algo?
Pensamiento alternativo, no lo haces .
Al menos cuando se trata de producir algo, ya sea un producto terminado o los materiales para un producto terminado posterior. Esto no funcionaría cuando quieras hacer algo más que fabricar, pero me cuesta pensar en usos para los nanitos que no sean de alguna manera 'comer cosas' y/o 'hacer cosas'.
La reposición de materiales deja de ser un problema, ya que esta respuesta es la respuesta a la pregunta de , en primer lugar, ¿cómo se fabrican los nanitos?
Puedo pensar en dos ciclos de vida plausibles de nanitos. El resultado final es prácticamente el mismo, pero el orden de las cosas cambia ligeramente.
Alimenta a ambos para que estén grandes y flácidos.
2.1. Anime a un grupo a adherirse a la superficie de lo que se está construyendo. Es obvio lo que sucede aquí.
2.2. Deje que el otro grupo experimente la fisión celular binaria.
Tanto la alimentación como la fabricación van a producir residuos. No hace falta decir que serán comedores desordenados y constructores ineficientes. Los ciclos de vida anteriores tienen la ventaja de poder separar los dos procesos. Esto nos permite proporcionar recursos a los nanites sin interferir con el trabajo que realizarán y adaptar las medidas de limpieza en consecuencia.
Pero tiene el costo de tener que administrarlos. Y esto es un problema de control.
Controlar un gran número de cosas muy pequeñas va a ser impreciso. No podrá seleccionar un solo nano y dirigirlo a una ubicación específica. Confiarás en el comportamiento del enjambre. Dividir nanos en grupos es la tarea más fácil; si puede indicarles que formen una gota grande, entonces la separación mecánica está a la orden del día.
Si a los nanites les gusta estar un poco cerca unos de otros, entonces formarán una mancha, pero no puedes controlar la ubicación de la mancha.
Evitar la luz es una buena manera de dirigirlos, ya que funciona en líquido (advertencia: líquidos transparentes) y con luces ortogonales colocadas inteligentemente puede funcionar en 3D y hacer caminos para guiarlos.
La parte difícil es decirles a los pequeños bribones cuándo es el momento de convertirse en cosas. Esto es difícil por dos razones; lo que estás construyendo podría ser algo así como una CPU de computadora que tiene muchos elementos específicos y colocados con precisión, y no quieres que tus nanitos comiencen a construir incorrectamente demasiado pronto.
La señal a construir, y en qué se debe construir, debe ser muy destacada.
Los nanites no tendrán acceso a sus coordenadas x, y, z. Así que inspírate en la biología y usa combinaciones de señales químicas. Emita un químico desde un extremo de su producto y otro desde el otro extremo. Dale a los nanos el sentido del olfato. La proporción de un químico a otro puede inferir la posición y, por lo tanto, en qué se debe convertir el nanito. Esto tiene el beneficio adicional de que no huele igual que no hay construcción.
Ahora, lidiando con los residuos. Los desechos, obviamente, son las partes sobrantes de los nanites que no se usaron.
Los desechos vienen en dos tipos: solubles y no solubles. Los desechos solubles se dispersarán por todo el líquido. Si estos desechos pueden ser consumidos por los nanites, entonces eres dorado, ya que los filtrarán y reciclarán.
Los desechos solubles son un problema para la salud de sus nanites, ya que es probable que cambien los niveles de pH del líquido. Reaccionarán con la comida de nanites, los nanites mismos o ambos.
Los desechos no solubles afectarán la turbidez del líquido, lo que puede influir en su capacidad para controlar los nanitos. El agua turbia se trata de dos maneras; mecánicamente, a través de la filtración, y químicamente a través de reactivos. Ambos podrían ser dañinos para los nanites. Una solución alternativa sería enviar todos los nanitos a otro tanque/tina/etc, y procesar los desechos por separado. Tener siempre una cuba en funcionamiento y una cuba en limpieza.
Usar la idea de @Magnanimancer de tener otra variedad de nanite que limpie el agua es una buena idea. Le permite tener un proceso mecánico in situ que no daña a los otros nanos. Suponga que tiene un nanito que puede sentir dos cosas; la presencia de otros nanos, y la turbidez del agua.
Si hay pocos nanos alrededor; alimentar y multiplicar.
Si hay muchos; no.
Si hay basura flotando en el agua, agárrala, no la sueltes y sumérgete en el fondo de la tina.
Parece que no solo tendrá que lidiar con el suministro de 'nutrición' para los nanites, sino que también tendrá que llevarse los desechos que producen después de metabolizar su comida. Después de todo, a la materia no le gusta simplemente ser destruida.
Sin embargo, dependiendo de lo que consuman, no puedo imaginar que sea mucho más difícil que simplemente dejar caer el equivalente a un terrón de azúcar de vez en cuando y llamarlo bueno (o, si metabolizan la glucosa, un terrón de azúcar real) . Lo que quede del proceso se puede recolectar y, a través de algún otro proceso (¿fotosíntesis, tal vez?), Se reconstituirá en glucosa nueva.
Alternativamente, puede mezclar los nanitos con otras máquinas diminutas que realizan activamente la recolección del exceso de desechos y producen lo que los nanitos necesitan nuevamente. Al hacer esto, esencialmente habrás producido un ecosistema artificial. más o menos
Eventualmente, sin embargo, habrá la necesidad de alguna fuente externa de energía, pero si está utilizando nanitos como medio de producción, adquirir energía barata no debería ser demasiado difícil, ya sea a través de energía solar, nuclear u otra. Es probable que el material también se adquiera del medio ambiente. La glucosa, por ejemplo, es solo carbono, oxígeno e hidrógeno, que no son particularmente difíciles de encontrar (el agua sola se compone de 2/3 de esos elementos).
Sin embargo, si se refiere a los materiales reales con los que están construyendo o alterando, entonces, sí, eso tendría que ser proporcionado por alguna línea de suministro externa. (A menos que se permita/instruya a los nanites para deconstruir su entorno cuando necesiten más minerales). Podría ser análogo a proporcionar a los trabajadores de la construcción la madera, el acero y el hormigón necesarios para hacer lo que hacen. Supongo que las ideas anteriores son más sobre cómo obtienen su almuerzo los trabajadores.
Lo más parecido que tenemos a esto es el sistema circulatorio humano, donde los nutrientes y las células que realizan trabajo se transportan juntos y luego se reponen en ciertos puntos (pulmones para obtener oxígeno, etc.). Parece probable que cualquier sistema que use nanomáquinas haría algo similar.
Intentar que las máquinas permanezcan en un lugar mientras les proporcionas recursos sería muy difícil, ya que el movimiento de las materias primas también llevaría consigo a las nanomáquinas. En su lugar, haga circular las máquinas a través del sistema y pídales que recojan las materias primas de ubicaciones adecuadas a medida que fluyen.
Esencialmente, un espacio de trabajo de nanite podría organizarse para funcionar como un jardín hidropónico. Los nanos están suspendidos en un tanque del medio de trabajo, y la luz del sol, los láseres o las microondas brillan sobre el tanque para suministrar la energía.
Una bomba o bombas dosificadoras suministran los nutrientes y las materias primas para los elementos que se construirán, y otra serie de bombas o sifones extraen los fluidos del tanque para filtrarlos y reciclarlos o procesarlos (los materiales de desecho se procesan, mientras que los nutrientes y las materias primas que no se utilizaron en la primera pasada se pueden realimentar al sistema).
Esto también le permite controlar la temperatura y eliminar el calor residual de los millones o miles de millones de niñeras en el tanque, mientras que el producto terminado (si es un objeto macroscópico) simplemente se extrae una vez que se completa la producción.
Si bien esto implica que el fluido de trabajo es el agua, no hay necesidad de limitarse, dependiendo de la naturaleza de los nanitos y los elementos que se crearán. Los objetos metálicos, como las piezas del motor, pueden necesitar una suspensión de metal suspendida en aceite, por ejemplo, y algunos procesos pueden necesitar un recipiente cerrado que se cargue con una mezcla gaseosa.
Todo lo que se necesita es el volumen de trabajo (generalmente un tanque), un medio para ingresar nutrientes, energía y materias primas y un medio para eliminar los desechos y el exceso de calor mientras se lleva a cabo el proceso.
Jim2B
usuario6511