Matière Programmable: Les gens conjureront des objets aussi facilement que nous jouons de la musique ou des films
Par Fouad Sabry
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À propos de ce livre électronique
Qu'est-ce que la matière programmable
La matière programmable est une matière qui a la capacité de modifier ses propriétés physiques de manière programmable, en fonction de l'entrée de l'utilisateur ou d'une détection autonome. La matière programmable est ainsi liée au concept d'un matériau qui a par nature la capacité d'effectuer un traitement de l'information.
Comment vous en bénéficierez
(I) Insights et validations sur les sujets suivants :
Chapitre 1 : Matière programmable
Chapitre 2 : Métamatériau
Chapitre 3 : Aimant électropermanent
Chapitre 4 : Robot modulaire auto-reconfigurable
Chapitre 5 : Claytronique
Chapitre 6 : Automate cellulaire
Chapitre 7 : Puits quantique
Chapitre 8 : Biologie synthétique
(II) Répondre aux principales questions du public sur la matière programmable.
(III) Exemples du monde réel pour l'utilisation de la matière programmable dans de nombreux domaines.
(IV) 17 annexes pour expliquer, brièvement, 266 technologies émergentes dans chaque industrie pour avoir une compréhension complète à 360 degrés des technologies de la matière programmable.
À qui s'adresse ce livre
Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui veulent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de matière programmable.
En savoir plus sur Fouad Sabry
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Aperçu du livre
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Matière programmable
Les gens évoqueront des objets aussi facilement que nous jouons maintenant de la musique ou des films
Fouad Sabry
Copyright
Programmable Matter Copyright © 2021 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.
Tous droits réservés. Aucune partie de ce livre ne peut être reproduite sous quelque forme que ce soit ou par quelque moyen électronique ou mécanique que ce soit, y compris des systèmes de stockage et de récupération d’informations, sans l’autorisation écrite de l’auteur. La seule exception est celle d’un réviseur, qui peut citer de courts extraits dans une revue.
Couverture conçue par Fouad Sabry.
Ce livre est une œuvre de fiction. Les noms, personnages, lieux et incidents sont soit des produits de l’imagination de l’auteur, soit sont utilisés de manière fictive. Toute ressemblance avec des personnes réelles, vivantes ou mortes, des événements ou des lieux est entièrement fortuite.
Bonus
Vous pouvez envoyer un e-mail à 1BKOfficial.Org+ProgrammableMatter@gmail.com avec la ligne d’objet « Matière programmable: les gens évoqueront des objets aussi facilement que nous jouons maintenant de la musique ou des films », et vous recevrez un e-mail contenant les premiers chapitres de ce livre.
Fouad Sabry
Visitez le site Web de 1BK à l’adresse
www.1BKOfficial.org
Préface
Pourquoi ai-je écrit ce livre ?
L’histoire de l’écriture de ce livre a commencé en 1989, alors que j’étais étudiant à l’école secondaire des étudiants avancés.
C’est remarquablement comme les écoles STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques), qui sont maintenant disponibles dans de nombreux pays avancés.
STEM est un programme basé sur l’idée d’éduquer les étudiants dans quatre disciplines spécifiques - sciences, technologie, ingénierie et mathématiques - dans une approche interdisciplinaire et appliquée. Ce terme est généralement utilisé pour traiter d’une politique éducative ou d’un choix de programme d’études dans les écoles. Cela a des répercussions sur le développement de la main-d’œuvre, les préoccupations en matière de sécurité nationale et la politique d’immigration.
Il y avait un cours hebdomadaire dans la bibliothèque, où chaque étudiant est libre de choisir n’importe quel livre et de lire pendant 1 heure. L’objectif de la classe est d’encourager les élèves à lire des matières autres que le programme éducatif.
Dans la bibliothèque, alors que je regardais les livres sur les étagères, j’ai remarqué d’énormes livres, totalisant 5 000 pages en 5 parties. Le nom du livre est « L’Encyclopédie de la technologie », qui décrit tout ce qui nous entoure, duzéro absolu aux semi-conducteurs, presque toutes les technologies, à cette époque, étaient expliquées avec des illustrations colorées et des mots simples. J’ai commencé à lire l’encyclopédie, et bien sûr, je n’ai pas pu la terminer dans le cours hebdomadaire de 1 heure.
J’ai donc convaincu mon père d’acheter l’encyclopédie. Mon père a acheté tous les outils technologiques pour moi au début de ma vie, le premier ordinateur et la première encyclopédie technologique, et les deux ont un grand impact sur moi-même et ma carrière.
J’ai terminé toute l’encyclopédie pendant les mêmes vacances d’été de cette année, puis j’ai commencé à voir comment fonctionne l’univers et comment appliquer ces connaissances aux problèmes quotidiens.
Ma passion pour la technologie a commencé il y a plus de 30 ans et le voyage continue.
Ce livre fait partie de « L’Encyclopédie des technologies émergentes » qui est ma tentative de donner aux lecteurs la même expérience incroyable que j’ai eue quand j’étais au lycée, mais au lieu des technologies du 20ème siècle, je suis plus intéressé par les technologies émergentes du 21ème siècle, les applications et les solutions industrielles.
« L’Encyclopédie des technologies émergentes » sera composée de 365 livres, chaque livre sera axé sur une seule technologie émergente. Vous pouvez lire la liste des technologies émergentes et leur catégorisation par industrie dans la partie « Coming Soon », à la fin du livre.
365 livres pour donner aux lecteurs la chance d’accroître leurs connaissances sur une seule technologie émergente chaque jour au cours d’une période d’un an.
Introduction
Comment ai-je écrit ce livre ?
Dans chaque livre de « L’Encyclopédie des technologies émergentes », j’essaie d’obtenir des informations de recherche instantanées et brutes, directement de l’esprit des gens, en essayant de répondre à leurs questions sur la technologie émergente.
Il y a 3 milliards de recherches Google chaque jour, et 20% d’entre elles n’ont jamais été vues auparavant. Ils sont comme une ligne directe vers les pensées des gens.
Parfois, c’est « Comment puis-je enlever le bourrage papier ». D’autres fois, ce sont les peurs déchirantes et les désirs secrets qu’ils n’oseraient jamais partager avec Google.
Dans ma quête pour découvrir une mine d’or inexploitée d’idées de contenu sur la « matière programmable », j’utilise de nombreux outils pour écouter les données de saisie semi-automatique des moteurs de recherche comme Google, puis je lance rapidement toutes les phrases et questions utiles, les gens demandent autour du mot-clé « Matière programmable ».
C’est une mine d’or de perspicacité des gens, que je peux utiliser pour créer du contenu, des produits et des services frais et ultra-utiles. Les gens gentils, comme vous, veulent vraiment.
Les recherches de personnes sont l’ensemble de données le plus important jamais collecté sur la psyché humaine. Par conséquent, ce livre est un produit en direct, et constamment mis à jour par de plus en plus de réponses pour de nouvelles questions sur la « Matière Programmable », posées par des gens, tout comme vous et moi, s’interrogeant sur cette nouvelle technologie émergente et souhaitant en savoir plus à ce sujet.
L’approche pour écrire ce livre est d’obtenir un niveau plus profond de compréhension de la façon dont les gens recherchent autour de la « matière programmable », révélant des questions et des requêtes que je ne penserais pas nécessairement du haut de ma tête, et répondant à ces questions avec des mots super faciles et digestes, et de naviguer dans le livre d’une manière simple.
Donc, quand il s’agit d’écrire ce livre, j’ai veillé à ce qu’il soit aussi optimisé et ciblé que possible. Le but de ce livre est d’aider les gens à mieux comprendre et développer leurs connaissances sur la « matière programmable ». J’essaie de répondre le plus possible aux questions des gens et d’en montrer beaucoup plus.
C’est une façon fantastique et magnifique d’explorer les questions et les problèmes que les peuples ont et d’y répondre directement, et d’ajouter de la perspicacité, de la validation et de la créativité au contenu du livre – même des pitchs et des propositions. Le livre révèle des domaines de recherche riches, moins encombrés et parfois surprenants que je n’atteindrais pas autrement. Il ne fait aucun doute qu’il est prévu d’augmenter les connaissances de l’esprit des lecteurs potentiels, après avoir lu le livre en utilisant cette approche.
J’ai appliqué une approche unique pour rendre le contenu de ce livre toujours frais. Cette approche dépend de l’écoute de l’esprit des gens, en utilisant les outils d’écoute de recherche. Cette approche m’a aidé à :
Rencontrez les lecteurs exactement là où ils se trouvent, afin que je puisse créer un contenu pertinent qui touche une corde sensible et conduit à une meilleure compréhension du sujet.
Gardez le doigt fermement sur le pouls, afin que je puisse obtenir des mises à jour lorsque les gens parlent de cette technologie émergente de nouvelles façons, et surveiller les tendances au fil du temps.
Découvrir des trésors cachés de questions nécessite des réponses sur la technologie émergente pour découvrir des informations inattendues et des niches cachées qui renforcent la pertinence du contenu et lui donnent un avantage gagnant.
Arrêtez de perdre du temps sur les intuitions et les conjectures sur le contenu voulu par les lecteurs et remplissez le contenu du livre avec ce dont les gens ont besoin et dites adieu aux idées de contenu sans fin basées sur des spéculations.
Prenez des décisions solides et prenez moins de risques pour obtenir des sièges aux premières loges pour ce que les gens veulent lire et veulent savoir – en temps réel – et utilisez les données de recherche pour prendre des décisions audacieuses, sur les sujets à inclure et les sujets à exclure.
Rationalisez ma production de contenu pour identifier les idées de contenu sans avoir à passer au crible manuellement les opinions individuelles pour gagner des jours, voire des semaines de temps.
C’est merveilleux d’aider les gens à accroître leurs connaissances d’une manière simple en répondant simplement à leurs questions.
Je pense que l’approche de l’écriture de ce livre est unique car il rassemble et suit les questions importantes posées par les lecteurs sur les moteurs de recherche.
Remerciements
Écrire un livre est plus difficile que je ne le pensais et plus gratifiant que je n’aurais jamais pu l’imaginer. Rien de tout cela n’aurait été possible sans les travaux réalisés par des chercheurs prestigieux, et je tiens à souligner leurs efforts pour accroître les connaissances du public sur cette technologie émergente.
Dédicace
Pour les illuminés, ceux qui voient les choses différemment et veulent que le monde soit meilleur, ils n’aiment pas le statu quo ou l’État existant. Vous pouvez être trop en désaccord avec eux, et vous pouvez discuter avec eux encore plus, mais vous ne pouvez pas les ignorer, et vous ne pouvez pas les sous-estimer, parce qu’ils changent toujours les choses... ils poussent la race humaine vers l’avant, et tandis que certains peuvent les voir comme des fous ou des amateurs, d’autres voient des génies et des innovateurs, parce que ceux qui sont assez éclairés pour penser qu’ils peuvent changer le monde, sont ceux qui le font et conduisent les gens à l’illumination.
Épigraphe
La matière programmable est une matière qui a la capacité de modifier ses propriétés physiques de manière programmable, en fonction de l’entrée de l’utilisateur ou de la détection autonome. La matière programmable est donc liée au concept d’un matériau qui a intrinsèquement la capacité d’effectuer un traitement de l’information.
Table des matières
Matière programmable
Autres livres de The Author
Série de The Author
Matière programmable
Copyright
Bonus
Préface
Introduction
Remerciements
Dédicace
Épigraphe
Table des matières
Chapitre 1 : Matière programmable
Chapitre 2 : Métamatériau
Chapitre 3 : Aimant électropermanent
Chapitre 4 : Robot modulaire auto-reconfigurant
Chapitre 5 : Claytronics
Chapitre 6 : Automate cellulaire
Chapitre 7 : Puits quantique
Chapitre 8 : Biologie synthétique
Épilogue
À propos de l’auteur
À venir
Annexes : Technologies émergentes dans chaque industrie
Chapitre 1 : Matière programmable
La matière programmable est définie comme une matière qui peut modifier ses propriétés physiques (telles que la forme, la densité, les modules, la conductivité, les propriétés optiques, etc.) de manière programmable en réponse à l’entrée de l’utilisateur ou à la détection autonome. Ainsi, la matière programmable est associée au concept d’une substance qui a la capacité d’exécuter le traitement de l’information de manière innée.
Histoire
Toffoli et Margolus ont créé l’expression « matière programmable » en 1991 pour décrire un ensemble d’unités informatiques à grain fin disposées dans l’espace. Leur étude offre un substrat informatique composé de nœuds de calcul à grain fin dispersés dans l’espace qui ne communiquent que par le biais d’interactions entre voisins les plus proches. La matière programmable, dans ce contexte, fait référence à des modèles de calcul comparables aux automates cellulaires et aux automates à gaz en treillis. L’architecture CAM-8 est un exemple de l’implémentation matérielle de ce modèle. Dans certaines formes de technologie de machine auto-répliquante, cette fonction est également connue sous le nom de « zones référencées numériques » (DRA).
Il y avait une quantité substantielle de travail dans les robots modulaires reconfigurables avec un état d’esprit comparable à la matière programmable au début des années 1990.
Au fur et à mesure que la technologie des semi-conducteurs, la nanotechnologie et la technologie des machines auto-réplicantes progressaient, le terme « matière programmable » a évolué pour refléter le fait qu’il est possible de construire un ensemble d’éléments qui peuvent être « programmés » pour modifier leurs propriétés physiques dans la réalité, plutôt que simplement dans la simulation. En conséquence, le terme « matière programmable » en est venu à désigner « toute substance en vrac qui peut être programmée pour modifier ses propriétés physiques ».
Wil McCarthy et G. Snyder ont inventé le nom de « pierre de puitsquantique» (ou simplement «pierre depuits») pour caractériser ce type spéculatif mais probable de matière programmable à l’été 1998, lors d’une conversation sur les atomes artificiels et la matière programmable. McCarthy a utilisé l’expression dans ses écrits.
Seth Goldstein et Todd Mowry ont fondé le projet claytronics de l’Université Carnegie Mellon en 2002 pour examiner les techniques matérielles et logicielles sous-jacentes nécessaires à l’actualisation de la matière programmable.
Le groupe des sciences et technologies de l’information (ISAT) de la DARPA a étudié les possibilités de la matière programmable en 2004. C’est ce qui a mené à l’étude de 2005-2006 « Realizing Programmable Matter », qui décrivait une approche pluriannuelle pour la recherche et le développement de la matière programmable.
Une sollicitation de recherche de la DARPA et un programme subséquent sur la matière programmable ont été publiés en 2007.
Approches
File:Adaptnetic Structures.webmUne matière programmable qui est « simple» dans le sens oùl’élément programmable est externe au matériau lui-même. Fluide non newtonien magnétisé, produisant des colonnes de support qui résistent aux chocs et à la pression brusque.
Selon une école de pensée, la programmation peut se produire en dehors du matériau et être accomplie par « l’application de la lumière, de la tension, des champs électriques ou magnétiques, etc. ». (McCarthy, 2006) Un écran à cristaux liquides, par exemple, est un type de matière programmable. Une deuxième école de pensée soutient que les unités individuelles de l’ensemble peuvent calculer, et que la conséquence de leur calcul est un changement dans les attributs physiques de l’ensemble. Claytronics est un exemple de cette forme plus ambitieuse de matériaux programmables.
Il y a eu de nombreuses propositions pour des implémentations de matière programmables. L’échelle est une distinction fondamentale entre différents types de matière programmable. À une extrémité du spectre, la robotique modulaire reconfigurable propose une sorte de matière programmable avec des unités individuelles de l’ordre du centimètre. Il existe une pléthore de bases possibles pour la matière programmable à l’extrémité nanométrique du spectre, allant des molécules changeant de forme aux points quantiques. En fait, les points quantiques sont souvent appelés atomes artificiels. Les unités à base de MEMS, les cellules fabriquées à l’aide de la biologie synthétique et le concept de brouillard utilitaire sont tous des exemples de l’ordre du micromètre au submillimètre.
Les matériaux robotiques, qui combinent les caractéristiques structurelles d’un composite avec les affordances offertes par l’intégration étroite des capteurs, des actionneurs, du calcul et de la communication, constituent un sous-groupe clé de la matière programmable.
Exemples
Il existe de nombreuses interprétations différentes de la matière programmable, et donc de nombreuses lignes d’enquête différentes qui utilisent le terme. Quelques cas spécifiques de matière programmable sont illustrés ci-dessous.
« Simple »
Ce sont des matériaux qui peuvent changer leurs propriétés en fonction d’une entrée, mais qui sont incapables de faire des calculs compliqués par eux-mêmes.
Fluides complexes
Les propriétés physiques de certains fluides complexes, tels que les cristaux liquides, peuvent être modifiées en ajoutant un courant ou une tension.
Métamatériaux
Les métamatériaux sont des composites artificiels qui peuvent être programmés pour réagir de manière inattendue. Un exemple produit par David Smith, plus tard par John Pendry et David Schuri,est celui d’un matériau dont l’indice de réfraction peut être modifié de sorte qu’il ait un indice de réfraction différent à différents sites du matériau. Cela pourrait entraîner une cape d’invisibilité si elle est correctement calibrée.
Bergamini et al. donnent un autre exemple de métamatériau programmable -mécanique-. Une bande passante dans la bande interdite phononique est ajoutée ici en utilisant la rigidité variable des éléments piézoélectriques reliant les talons d’aluminium à la plaque d’aluminium pour générer un cristal phononique, comme Wu et al. l’ont fait. Sur les inductances synthétiques, les