Materia Programable: Las personas conjurarán objetos tan fácilmente como ahora reproducimos música o películas.

Por Fouad Sabry

¿Qué es la materia programable

La materia programable es materia que tiene la capacidad de cambiar sus propiedades físicas de manera programable, según la entrada del usuario o la detección autónoma. La materia programable se vincula así con el concepto de un material que inherentemente tiene la capacidad de realizar el procesamiento de información.

Cómo se beneficiará

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Materia programable

Capítulo 2: Metamaterial

Capítulo 3: Imán electropermanente

Capítulo 4: Robot modular autorreconfigurable

Capítulo 5: Claytronics

Capítulo 6: Autómata celular

Capítulo 7: Pozo cuántico

Capítulo 8: Biología sintética

(II) Responder a las principales preguntas del público sobre materia programable.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de materia programable en muchos campos.

(IV) 17 apéndices para explicar, brevemente, 266 tecnologías emergentes en cada industria para tener una comprensión completa de 360 ​​grados de las tecnologías de materia programable.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de grado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de materia programable.

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 27 ene 2022

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Otros libros del autor

1 - Propulsión por plasma

2 - Motor de detonación por pulsos

3 - Robótica Agrícola

4 - Sistemas Ecológicos Cerrados

5 - Carne cultivada

6 - Agricultura vertical

7 - Vehículos autónomos

8 - Drones autónomos

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26 - Laboratorio en un chip

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34 - Estructura multifunción

35 - Nanomateriales

36 - Materia programable

37 - Punto cuántico

38 - Siliceno

39 - Superaleación

40 - Diamante sintético

41 - Cristal de tiempo

42 - Hormigón translúcido

43 - Interfaz cerebro-computadora

44 - Inteligencia de enjambre

Serie de The Author

Tecnologías emergentes en el sector aeroespacial

1 - Propulsión por plasma

2 - Motor de detonación por pulsos

Tecnologías emergentes en la agricultura

1 - Robótica Agrícola

2 - Sistemas Ecológicos Cerrados

3 - Carne cultivada

4 - Agricultura vertical

Tecnologías emergentes en cosas autónomas

1 - Vehículos autónomos

2 - Drones autónomos

3 - Robótica Autónoma

4 - Armas autónomas

Tecnologías emergentes en la construcción

1 - Arcología

2 - Impresión 4D

3 - Ciudad Abovedada

Tecnologías emergentes en finanzas

1 - Libro mayor distribuido

2 - Moneda digital

3 - Finanzas descentralizadas

Tecnologías emergentes en tecnología de la información

1 - Máquinas inteligentes

Tecnologías emergentes en ciencia de materiales

1 - Aerogel

2 - Metal amorfo

3 - Bioplástico

4 - Polímero conductor

5 - Tratamiento criogénico

6 - Armadura dinámica

7 - Fullereno

8 - Grafeno

9 - Laboratorio en un chip

10 - Superconductividad de alta temperatura

11 - Nanopartículas magnéticas

12 - Fluido magnetorreológico

13 - Microfluídica

14 - Superfluidez

15 - Metamaterial

16 - Espuma metálica

17 - Estructura multifunción

18 - Nanomateriales

19 - Materia programable

20 - Punto cuántico

21 - Siliceno

22 - Superaleación

23 - Diamante sintético

24 - Cristal de Tiempo

25 - Hormigón translúcido

Tecnologías emergentes en neurociencia

1 - Interfaz cerebro-computadora

Tecnologías emergentes en robótica

1 - Inteligencia de enjambre

Mil millones de conocedores

Materia programable

La gente evocará objetos tan fácilmente como ahora reproducimos música o películas.

Fouad Sabry

Derechos de autor

Programmable Matter Copyright © 2021 por Fouad Sabry. Todos los derechos reservados.

Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida en cualquier forma o por cualquier medio electrónico o mecánico, incluyendo sistemas de almacenamiento y recuperación de información, sin el permiso por escrito del autor. La única excepción es por un revisor, que puede citar extractos cortos en una revisión.

Funda diseñada por Fouad Sabry.

Este libro es una obra de ficción. Los nombres, personajes, lugares e incidentes son productos de la imaginación del autor o se usan ficticiamente. Cualquier parecido con personas reales, vivas o muertas, eventos o lugares es completamente casual.

Sobresueldo

Puede enviar un correo electrónico a [e-mail] con el asunto Materia programable: la gente conjurará objetos tan fácilmente como ahora reproducimos música o películas, y recibirá un correo electrónico que contiene los primeros capítulos de este libro.

Fouad Sabry

Visite el sitio web de 1BK en

www.1BKOfficial.org

Prefacio

¿Por qué escribí este libro?

La historia de escribir este libro comenzó en 1989, cuando era estudiante en la Escuela Secundaria de Estudiantes Avanzados.

Es notablemente como las escuelas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), que ahora están disponibles en muchos países avanzados.

STEM es un plan de estudios basado en la idea de educar a los estudiantes en cuatro disciplinas específicas: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, en un enfoque interdisciplinario y aplicado. Este término se usa típicamente para abordar una política educativa o una elección de currículo en las escuelas. Tiene implicaciones para el desarrollo de la fuerza laboral, las preocupaciones de seguridad nacional y la política de inmigración.

Hubo una clase semanal en la biblioteca, donde cada estudiante es libre de elegir cualquier libro y leer durante 1 hora. El objetivo de la clase es animar a los estudiantes a leer materias distintas al currículo educativo.

En la biblioteca, mientras miraba los libros en los estantes, noté libros enormes, un total de 5,000 páginas en 5 partes. El nombre del libro es La Enciclopedia de la Tecnología, que describe todo lo que nos rodea, desdeel cero absoluto hasta los semiconductores, casi todas las tecnologías, en ese momento, se explicaban con ilustraciones coloridas y palabras simples. Comencé a leer la enciclopedia y, por supuesto, no pude terminarla en la clase semanal de 1 hora.

Entonces, convencí a mi padre para que comprara la enciclopedia. Mi padre compró todas las herramientas tecnológicas para mí al comienzo de mi vida, la primera computadora y la primera enciclopedia tecnológica, y ambas tienen un gran impacto en mí y en mi carrera.

He terminado toda la enciclopedia en las mismas vacaciones de verano de este año, y luego comencé a ver cómo funciona el universo y cómo aplicar ese conocimiento a los problemas cotidianos.

Mi pasión por la tecnología comenzó hace más de 30 años y aún así el viaje continúa.

Este libro es parte de La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes, que es mi intento de dar a los lectores la misma experiencia increíble que tuve cuando estaba en la escuela secundaria, pero en lugar de las tecnologías del siglo 20,estoy más interesado en las tecnologías emergentes del siglo 21, las aplicaciones y las soluciones de laindustria.

La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes constará de 365 libros, cada libro se centrará en una sola tecnología emergente. Puede leer la lista de tecnologías emergentes y su categorización por industria en la parte de Próximamente, al final del libro.

365 libros para dar a los lectores la oportunidad de aumentar sus conocimientos sobre una sola tecnología emergente todos los días en el transcurso de un período de un año.

Introducción

¿Cómo escribí este libro?

En cada libro de The Encyclopedia of Emerging Technologies, estoy tratando de obtener información de búsqueda instantánea y cruda, directamente de las mentes de las personas, tratando de responder a sus preguntas sobre la tecnología emergente.

Hay 3 mil millones de búsquedas en Google todos los días, y el 20% de ellas nunca se han visto antes. Son como una línea directa a los pensamientos de la gente.

A veces eso es 'Cómo elimino la mermelada de papel'. Otras veces, son los miedos desgarradores y los anhelos secretos que solo se atreverían a compartir con Google.

En mi búsqueda por descubrir una mina de oro sin explotar de ideas de contenido sobre Materia programable, uso muchas herramientas para escuchar datos autocompletados de motores de búsqueda como Google, luego rápidamente saco cada frase y pregunta útil, la gente está preguntando alrededor de la palabra clave Materia programable.

Es una mina de oro de la percepción de las personas, que puedo usar para crear contenido, productos y servicios frescos y ultra útiles. La gente amable, como tú, realmente quiere.

Las búsquedas de personas son el conjunto de datos más importante jamás recopilado sobre la psique humana. Por lo tanto, este libro es un producto en vivo, y constantemente actualizado por más y más respuestas para nuevas preguntas sobre Materia Programable, formuladas por personas, como usted y yo, que se preguntan sobre esta nueva tecnología emergente y les gustaría saber más sobre ella.

El enfoque para escribir este libro es obtener un nivel más profundo de comprensión de cómo las personas buscan alrededor de Materia programable, revelando preguntas y consultas que no necesariamente pensaría en la parte superior de mi cabeza, y respondiendo a estas preguntas en palabras súper fáciles y digeribles, y navegar por el libro de una manera directa.

Por lo tanto, cuando se trata de escribir este libro, me he asegurado de que esté lo más optimizado y dirigido posible. El propósito de este libro es ayudar a las personas a comprender y aumentar aún más su conocimiento sobre la Materia Programable. Estoy tratando de responder a las preguntas de la gente lo más cerca posible y mostrando mucho más.

Es una manera fantástica y hermosa de explorar preguntas y problemas que tienen los pueblos y responderlos directamente, y agregar conocimiento, validación y creatividad al contenido del libro, incluso lanzamientos y propuestas. El libro descubre áreas ricas, menos concurridas y, a veces, sorprendentes de demanda de investigación que de otra manera no alcanzaría. No hay duda de que, se espera que aumente el conocimiento de las mentes de los lectores potenciales, después de leer el libro utilizando este enfoque.

He aplicado un enfoque único para hacer que el contenido de este libro sea siempre fresco. Este enfoque depende de escuchar las mentes de las personas, mediante el uso de las herramientas de escucha de búsqueda. Este enfoque me ayudó a:

Conozca a los lectores exactamente donde están, para que pueda crear contenido relevante que toque una fibra sensible e impulse una mayor comprensión del tema.

Mantenga mi dedo firmemente en el pulso, para que pueda obtener actualizaciones cuando la gente hable sobre esta tecnología emergente de nuevas maneras, y monitorear las tendencias a lo largo del tiempo.

Descubrir tesoros ocultos de preguntas que necesitan respuestas sobre la tecnología emergente para descubrir ideas inesperadas y nichos ocultos que aumentan la relevancia del contenido y le dan una ventaja ganadora.

Deje de perder el tiempo en la sensación y las conjeturas sobre el contenido deseado por los lectores y llene el contenido del libro con lo que la gente necesita y diga adiós a las infinitas ideas de contenido basadas en especulaciones.

Tome decisiones sólidas y tome menos riesgos para obtener asientos de primera fila para lo que la gente quiere leer y quiere saber, en tiempo real, y use los datos de búsqueda para tomar decisiones audaces, sobre qué temas incluir y qué temas excluir.

Optimice mi producción de contenido para identificar ideas de contenido sin tener que examinar manualmente las opiniones individuales para ahorrar días e incluso semanas de tiempo.

Es maravilloso ayudar a las personas a aumentar su conocimiento de una manera directa simplemente respondiendo a sus preguntas.

Creo que el enfoque de la escritura de este libro es único, ya que recopila y rastrea las preguntas importantes que hacen los lectores en los motores de búsqueda.

Reconocimientos

Escribir un libro es más difícil de lo que pensaba y más gratificante de lo que podría haber imaginado. Nada de esto hubiera sido posible sin el trabajo realizado por prestigiosos investigadores, y me gustaría reconocer sus esfuerzos para aumentar el conocimiento del público sobre esta tecnología emergente.

Dedicación

A los iluminados, los que ven las cosas de manera diferente y quieren que el mundo sea mejor, no les gusta el status quo o el estado existente. Puedes estar demasiado en desacuerdo con ellos, y puedes discutir con ellos aún más, pero no puedes ignorarlos, y no puedes subestimarlos, porque siempre cambian las cosas ... empujan a la raza humana hacia adelante, y mientras que algunos pueden verlos como locos o aficionados, otros ven genios e innovadores, porque los que están lo suficientemente iluminados como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que lo hacen y llevan a la gente a la iluminación.

Epígrafe

La materia programable es la materia que tiene la capacidad de cambiar sus propiedades físicas de una manera programable, basada en la entrada del usuario o la detección autónoma. La materia programable está así vinculada al concepto de un material que inherentemente tiene la capacidad de realizar el procesamiento de la información.

Tabla de contenidos

Materia programable

Otros libros del autor

Serie de The Author

Materia programable

Derechos de autor

Sobresueldo

Prefacio

Introducción

Reconocimientos

Dedicación

Epígrafe

Tabla de contenidos

Capítulo 1: Materia programable

Capítulo 2: Metamaterial

Capítulo 3: Imán electropermanente

Capítulo 4: Robot modular auto-reconfigurable

Capítulo 5: Claytronics

Capítulo 6: Autómata celular

Capítulo 7: Pozo cuántico

Capítulo 8: Biología sintética

Epílogo

Sobre el autor

Próximamente

Apéndices: Tecnologías emergentes en cada industria

Capítulo 1: Materia programable

La materia programable se define como la materia que puede cambiar sus propiedades físicas (como la forma, la densidad, los módulos, la conductividad, las propiedades ópticas, etc.) de una manera programable en respuesta a la entrada del usuario o la detección autónoma. Por lo tanto, la materia programable se asocia con el concepto de una sustancia que tiene la capacidad de ejecutar el procesamiento de información de forma innata.

Historia

Toffoli y Margolus crearon la frase materia programable en 1991 para describir un conjunto de unidades informáticas de grano fino dispuestas en el espacio. Su estudio ofrece un sustrato informático compuesto por nodos de cómputo de grano fino dispersos por todo el espacio que se comunican solo a través de las interacciones vecinas más cercanas. La materia programable, en este contexto, se refiere a modelos computacionales comparables a los autómatas celulares y autómatas de gas de red. La arquitectura CAM-8 es un ejemplo de la implementación de hardware de este modelo. En algunas formas de tecnología de máquina autorreplicante, esta función también se conoce como áreas de referencia digital (DRA).

Hubo una cantidad sustancial de trabajo en robots modulares reconfigurables con una mentalidad comparable a la materia programable a principios de la década de 1990.

A medida que la tecnología de semiconductores, la nanotecnología y la tecnología de máquinas autorreplicantes avanzaron, el término materia programable evolucionó para reflejar el hecho de que es posible construir un conjunto de elementos que pueden ser programados para cambiar sus propiedades físicas en la realidad, en lugar de solo en la simulación. Como resultado, el término materia programable ha llegado a referirse a cualquier sustancia a granel que pueda programarse para modificar sus propiedades físicas.

Wil McCarthy y G. Snyder acuñaron el nombre de piedra de pozocuántica (o simplemente piedra depozo) para caracterizar este tipo especulativo pero probable de materia programable en el verano de 1998, durante una conversación sobre átomos artificiales y materia programable. McCarthy ha usado la frase en sus escritos.

Seth Goldstein y Todd Mowry fundaron el proyecto claytronics de la Universidad Carnegie Mellon en 2002 para examinar las técnicas subyacentes de hardware y software necesarias para actualizar la materia programable.

El grupo de Ciencia y Tecnología de la Información de DARPA (ISAT) investigó las posibilidades de la materia programable en 2004. Esto condujo al estudio de 2005-2006 Realización de la materia programable, que esbozó un enfoque de varios años para la investigación y el desarrollo de la materia programable.

En 2007 se publicó una solicitud de investigación de DARPA y un programa posterior sobre materia programable.

Enfoques

File:Adaptnetic Structures.webm

Una materia programable que es « simple» en el sentido de que el elementoprogramable es externo al propio material. Fluido no newtoniano magnetizado, produciendo columnas de soporte que soportan impactos y presiones bruscas.

Según una escuela de pensamiento, la programación podría ocurrir fuera del material y lograrse a través de la aplicación de luz, voltaje, campos eléctricos o magnéticos, etc. (McCarthy, 2006) Una pantalla de cristal líquido, por ejemplo, es un tipo de materia programable. Una segunda escuela de pensamiento sostiene que las unidades individuales del conjunto pueden computar, y que la consecuencia de su cálculo es un cambio en los atributos físicos del conjunto. Claytronics es un ejemplo de esta forma más ambiciosa de materiales programables.

Ha habido numerosas propuestas para la implementación de materia programable. La escala es una distinción fundamental entre varios tipos de materia programable. En un extremo del espectro, la robótica modular reconfigurable propone un tipo de materia programable con unidades individuales en el rango de centímetros. Hay una gran cantidad de bases posibles para la materia programable en el extremo nanoescala del espectro, que van desde moléculas que cambian de forma hasta puntos cuánticos. De hecho, los puntos cuánticos se conocen con frecuencia como átomos artificiales. Las unidades basadas en MEMS, las células hechas utilizando biología sintética y el concepto de niebla de utilidad son todos casos en el rango de micrómetro a submilimétrico.

Los materiales robóticos, que combinan las características estructurales de un compuesto con las posibilidades que ofrece la estrecha integración de sensores, actuadores, computación y comunicación, son un subgrupo clave de materia programable.

Ejemplos

Hay numerosas interpretaciones diferentes de la materia programable y, por lo tanto, muchas líneas de investigación diferentes que usan el término. A continuación se muestran algunos casos específicos de materia programable.

Simple

Estos son materiales que pueden cambiar sus propiedades en función de una entrada, pero son incapaces de hacer cálculos complicados por sí mismos.

Fluidos complejos

Las propiedades físicas de algunos fluidos complejos, como los cristales líquidos, pueden alterarse agregando una corriente o voltaje.

Metamateriales

Los metamateriales son compuestos hechos por el hombre que pueden programarse para reaccionar de maneras inesperadas. Un ejemplo producido por David Smith, más tarde por John Pendry y David Schuri,es el de un material cuyo índice de refracción puede ser modificado para que tenga un índice diferente de refracción en diferentes sitios dentro del material. Esto podría resultar en una capa de invisibilidad si se calibra correctamente.

Bergamini et al. dan otro ejemplo de metamaterial programable -mecánico-. Aquí se agrega una banda de paso dentro de la banda prohibida fonónica utilizando la rigidez variable de los elementos piezoeléctricos que unen los trozos de aluminio a la placa de aluminio para generar un cristal fonónico, como lo hicieron Wu et al. Sobre los inductores sintéticos, los elementos piezoeléctricos se desvían a tierra. Los componentes piezoeléctricos muestran una rigidez casi nula alrededor de la frecuencia de resonancia del circuito LC producida por el piezoeléctrico y