Að verða tegund margra reikistjarna

Árið er 2084. Arnold Schwarzenegger er byggingarverkamaður sem er þjakaður af endurteknum draumum um Mars. Til að komast að uppruna þessara drauma telur hann sig þurfa að ferðast til reikistjörnunnar. Á Mars blasa við honum iðandi stórborgir, skínandi glerhvelfingar og umfangsmikill námugröftur. Margbrotnir innviðir leiðslna, kapla og rafala sjá þúsundum íbúa fyrir orku og súrefni.

Kvikmyndin Total Recall dregur upp áhugaverða mynd af því hvernig borgir á Mars gætu litið út: glansandi, hreinar og með nýjustu tækni. Einn galli er þó á gjöf Njarðar. Þótt borgirnar ímynduðu séu frábær leikmynd fyrir Hollywood-myndir færi uppbygging þeirra með núverandi tækni fram úr fjárheimildum sérhvers leiðangurs NASA. Sem áður segir þyrfti að byrja á því að flytja hvern einasta hamar, pappírsörk og pappírsklemmu til Mars, sem er í tugmilljóna kílómetra fjarlægð frá Jörðinni. Og ef ferðast er út fyrir sólkerfið, til nálægra stjarna, þar sem skjótvirk samskipti við Jörðina eru ómöguleg, yrði verkið margfalt vandasamara. Því verður ekki hægt að reiða sig á birgðaflutninga frá Jörðinni heldur þarf að finna leið til að geta dvalið í geimnum án þess að setja þjóðarbúskapinn á hliðina.

Lausnin gæti legið í fjórðu iðnbyltingunni: Nanótækni og gervigreind gætu gjörbreytt forsendunum.

Seint á tuttugustu og fyrstu öld ættu framfarir í nanótækni að gera okkur kleift að framleiða grafín og nanópípur úr kolefni í miklu magni; fislétt efni sem munu gjörbylta byggingariðnaði. Grafín er gert úr einu lagi kolefnissameinda sem eru bundnar þétt saman og mynda örþunnar en slitsterkar þynnur. Efnið er því sem næst gegnsætt og vegur nánast ekki neitt. Samt er það sterkasta efni sem vitað er um – tvö hundruð sinnum sterkara en stál og jafnvel slitsterkara en demantar. Fræðilega séð væri hægt að láta fíl standa á blýantsenda og svo leggja blýantsoddinn á grafínþynnu án þess að hún rifnaði. Grafín hefur líka þann kost að leiða rafmagn. Vísindamönnum hefur þegar tekist að útbúa smára úr grafínþynnum sem eru á stærð við sameind. Tölvur framtíðarinnar verða hugsanlega smíðaðar úr þessu efni.

Nanópípur úr kolefnum eru gerðar úr grafínþynnum sem undnar eru í langar pípur. Þær eru svo gott sem óbrjótanlegar og næstum ósýnilegar. Ef burðarvirki yfir Ölfusá yrði smíðað úr kolefnapípum í nanóstærð væri sem brúin svifi um í lausu lofti.

En ef grafín og nanópípur eru slík töfraefni, hvers vegna hafa þau þá ekki verið notuð í hverri húsbyggingu, brúm og hraðbrautum? Sem stendur er geysierfitt að framleiða hreint grafín í miklu magni. Minnstu óhreinindi eða gallar á sameindastiginu gætu valdið því að efnið glataði undraverðum eiginleikum sínum. Reynst hefur erfitt að framleiða þynnur sem eru stærri en frímerki.

Efnafræðingar binda þó vonir við að á næstu öld verði mögulega hægt að fjöldaframleiða efnið, en það myndi draga verulega úr kostnaði við uppbyggingu innviða í geimnum. Efnið er svo létt að það yrði auðflutt til fjarlægra staða í geimnum og það mætti jafnvel framleiða það á öðrum reikistjörnum. Heilu borgirnar gætu risið úr þessu efni í eyðimörkinni á Mars. Byggingar gætu verið að hluta gegnsæjar og geimbúningar örþunnir og aðsniðnir. Bílar yrðu sérstaklega sparneytnir vegna þess hversu léttir þeir yrðu. Með tilkomu nanótækninnar gæti orðið bylting í húsagerðarlist.

En jafnvel þótt slíkar framfarir hafi orðið er því ósvarað hver eigi að vinna alla erfiðisvinnuna við að koma upp landnemabyggðum á Mars, námavinnslustöðvum í smástirnabeltinu eða bækistöðvum á Títani og fjarreikistjörnum? Gervigreind gæti verið hluti af lausninni.

Gervigreind: tækni á bernskuskeiði

Árið 2016 fór kliður um gervigreindarsamfélagið þegar það spurðist út að AlphaGo, hugbúnaður frá DeepMind, hefði borið sigurorð af Lee Sedol, heimsmeistaranum í hinu forna borðspili Go. Margir töldu að það myndi taka áratugi að vinna slíkt afrek. Ritstjórnargreinar birtust með kveinstöfum um að sigurinn væri minningargrein um mannkynið. Ekki yrði aftur snúið; vélarnar myndu senn taka völdin.

AlphaGo er þróaðasti leikjahugbúnaður sögunnar. Í skák er að meðaltali hægt að velja milli 20 og 30 leikja í hverri stöðu en í Og eru um 250 mögulegir leikir. Raunar eru stöðurnar sem komið geta upp í leiknum fleiri en atómin í alheiminum. Talið var að of erfitt yrði fyrir tölvu að telja alla mögulega leiki. Það vakti því eðlilega mikinn áhuga fjölmiðla þegar AlphaGo gat unnið Sedol í leiknum.

Það kom þó fljótt í ljós að sama hversu þróuð AlphaGo yrði gæti hún aðeins unnið þetta eina verkefni. Að vinna Go var allt og sumt. „AlphaGo getur ekki einu sinni teflt. Hún getur ekki spjallað um leikinn. Sex ára barnið mitt er klárara en AlphaGo,“ sagði Oren Etzioni, forstjóri Allen-gervigreindarstofnunarinnar. Þú gætir ekki gengið að tölvunni, klappað henni á bakið og óskað til hamingju með að hafa unnið manneskju og búist við viðbrögðum til samræmis, sama hversu öflugur hugbúnaðurinn væri. Tölvan er ekki meðvituð um að hún skráði nafn sitt í vísindasöguna. Raunar veit vélin ekki einu sinni að hún er tölva. Það vill gleymast að þjarkar nútímans eru upphafnar reiknivélar án sjálfsvitundar, sköpunargáfu, almennrar skynsemi eða tilfinninga. Þær geta skarað fram úr í tilteknum, endurteknum og sértækum verkefnum en brugðist bogalistin í flóknari verkefnum sem krefjast almennrar þekkingar.

Þótt ýmsar byltingar séu vissulega að verða á sviði gervigreindar þarf að setja framþróun hennar í samhengi. Sé þróun þjarka og eldflauga borin saman sést að þjarkafræði er komin lengra en Tsíolkovskíj var í sínum rannsóknum – það er að segja komin af hugmynda- og tilgátustigi. Við erum vel innan stigsins sem Goddard kom okkur á og erum að smíða frumgerðir sem eru frumstæðar en sýna að grunnreglurnar eru réttar. Við eigum hins vegar eftir að komast á næsta stig, stigið sem von Braun var á, þegar öflugir og skapandi þjarkar streyma af færibandinu og reisa borgir á fjarlægum reikistjörnum.

Þjarkar hafa reynst ótrúlega vel sem fjarstýrðar vélar. Þegar Voyager-geimfarið flaug til Júpíters og Satúrnusar, Viking-förin lentu á yfirborði Mars og Galíleó- og Cassini-geimförin flugu í kringum gasrisana stýrði her manna för. Líkt og drónar fylgdu þessir þjarkar einfaldlega fyrirmælum umsjónarmanna sinna í stjórnstöðinni í Pasadena. Allir „þjarkarnir“ sem birtast okkur í kvikmyndum eru leikarar í búningum, tölvuteikningar eða fjarstýrðar vélar. (Eftirlætisþjarki minn úr vísindaskáldskap er Robbi Róbot í kvikmyndinni Forboðna reikistjarnan, en þótt hann hafi verið framtíðarlegur var maður innan í honum.)

Reikniafl tölva hefur tvöfaldast á átján mánaða fresti síðustu áratugi en hvers má vænta í framtíðinni?

Næsta skref: sönn sjálfvirkni

Næsta skref á eftir fjarstýrðum þjörkum er að útbúa sanna sjálfvirkni: þjarka sem geta tekið eigin ákvarðanir með aðeins minniháttar mannlegri íhlutun. Sjálfvirkur þjarki hæfist handa um leið og einhver segði „tíndu upp ruslið“. Slíkt er nú handan getu þjarka. Við munum þurfa sjálfvirka þjarka sem geta rannsakað og lagt undir sig ytri reikistjörnurnar að mestu á eigin spýtur. Það tæki enda margar klukkustundir að eiga samskipti við þá.

Sjálfvirkir þjarkar gætu reynst ómissandi við stofnun nýlenda á fjarlægum reikistjörnum og tunglum. Höfum hugfast að næstu áratugi gætu landnemar í geimnum aðeins verið nokkur hundruð talsins. Vinnuafl verður af skornum skammti og kostnaðarsamt. Engu að síður verður mjög þrýst á að byggðar verði nýjar borgir á fjarlægum hnöttum. Þar geta þjarkar skipt sköpum. Til að byrja með verður verkefni þeirra að vinna áhættusöm, leiðigjörn og óþrifaleg verk.

Þegar við horfum á Hollywood-kvikmyndir, sem dæmi, gleymum við stundum hversu varasamur geimurinn getur verið. Jafnvel þar sem þyngdarkrafturinn er veikur verða þjarkar nauðsynlegir við þungaflutninga í byggingarframkvæmdum, en þeir munu fara létt með að bera stóra burðarbita, steyptar plötur, þungavinnuvélar og annað sem þarf til að byggja bækistöð á öðrum hnöttum. Þjarkar munu hafa yfirburði í þessum efnum umfram geimfara, sem eru í klunnalegum búningum, með viðkvæma vöðvabyggingu, hægir í hreyfingum og bera þunga súrefnistanka. Menn verða fljótt uppgefnir en þjarkar geta unnið dag og nótt.

Verði slys er jafnframt auðvelt að gera við þjarka eða skipta þeim út fyrir nýja við ýmsar hættulegar aðstæður. Þjarkar munu geta aftengt hættulegt sprengiefni sem notað er til að sprengja berg fyrir byggingar eða vegi. Þeir munu geta gengið í gegnum eldhaf til að bjarga geimförum í eldsvoða, eða unnið á hrollköldum stöðum á fjarlægum tunglum. Þeir þurfa heldur ekki súrefni og því er engin hætta á að þeir kafni en geimfarar búa stöðugt við þá ógn.

Þjarkar munu einnig geta rannsakað hættuleg landsvæði á fjarlægum hnöttum. Þannig er til dæmis lítið vitað um hversu varanlegur eða traustur ísinn er á pólum Mars eða á ísilögðum vötnum Títans, en ísinn gæti reynst mikilvæg uppspretta súrefnis og vetnis. Þjarkar gætu líka kannað hraunhella á Mars, sem gætu skýlt geimförum fyrir skaðlegum geimgeislum, eða rannsakað tungl Júpíters. Sólblossar og geimgeislar auka líkur á krabbameini hjá geimförum en þjarkar gætu unnið við banvæna geislun. Þjarkar gætu líka skipt út úr sér gengnum hlutum sem hafa veðrast í mikilli geislun, með því að halda vöruhús fyrir varahluti sem er sérstaklega varið fyrir geislun.

Ásamt því að sjá um hættulegu störfin gætu þjarkar unnið leiðigjörn verk, sér í lagi endurtekningarsöm verkefni í framleiðslu...