这是一个那样的浅的调查简要看一个我们用来决定如何优化进一步研究。
简而言之
背景:
自动精密制造业提出了装配宏观技术对象定义的数据文件通过使用非常小的部分与原子建立对象精确使用地球上充足的材料。对其可行性几乎没有共识,如何开发它,或者,如果有的话,它可能被开发。这个页面主要集中于从自动精确制造潜在的风险。我们可以单独详细检查其潜在的好处和发展途径。
这个问题是什么?
如果创建、自动精确制造可能从根本上降低成本和扩大能力计算、材料、医学等领域。然而,它也可能会让你大大容易开发新武器和快速和廉价地生产规模与一个非常小的生产基地。此外,一些人认为,这将有助于使它可以创建小自我复制的机器,可以消耗地球的资源在一个场景中被称为“灰色粘性”,但这样的机器必须设计故意和我们高度不确定是否有可能让他们。
可能的干预措施是什么?
慈善家可以寻求影响研究和发展方向或支持政策研究。潜在的目标可能包括达成共识关于自动精确制造的可行性,确定有前景的发展战略,和/或减轻风险可能的军事应用。我们高度不确定如何权衡风险和收益加速进展APM和政策研究的有效性的缺失更大共识关于该技术的可行性。
还有谁在吗?
一些小的非营利组织都明确专注于研究、开发、和政策分析与自动精确制造。自动精确制造收到很少明确在学术界关注,但潜在的实现技术,比如DNA纳米技术和扫描探针显微镜领域的研究十分活跃。
1。背景
1.1术语
有许多相关,但不同,概念的上下文中讨论自动精确的制造,包括:1
- 纳米技术
- 分子纳米技术
- 自动精密制造(APM,大致等同于“分子制造”)
1.1.1纳米技术
根据美国国家纳米技术项目的定义:2
使用“纳米技术”从广义上讲包括APM,而且许多不同产品和研发项目。纳米材料(如碳纳米管),DNA折纸,扫描隧道显微镜都认为是纳米技术,但他们不考虑自动精密制造(如下定义),因为他们不允许可编程宏观结构的制造。
1.1.2分子纳米技术
“分子纳米技术”是一个概念与德雷克斯勒博士1986年出版的书中,创造的引擎。我们对这个概念的理解是非常有限的,虽然我们明白:
关于第一点,德雷克斯勒博士已经收到批评理查德·琼斯(谢菲尔德大学的物理教授),理查德·斯莫利(诺贝尔化学奖得主),和皇家社会。5然而,德雷克斯勒博士建议我们,这些批评是基于误解他的工作。6例如,他描述了“字面上建立原子的原子”作为一个“技术上不准确的自动精确制造的理念推广。”7在创造的引擎德雷克斯勒博士指出,分子纳米技术”将无法建设可能存在的一切。博士与我们在谈话中,德雷克斯勒表示,自动精确的生产工艺,它将是这次调查的重点——“不包括“通用的汇编”的概念的能力做任何可能的对象。”8
1.1.3自动精确制造
博士与我们在谈话中,德雷克斯勒APM特征如下:9
在纳米系统APM,德雷克斯勒博士提出以下的应用:10
- 可编程的定位精度~ 0.1 nm的活性分子
- Mechanosynthesis > 10 ^ 6操作/设备(/)
- Mechanosynthetic组装1千克的物体在< 10 ^ 4 s
- 纳米机械系统操作~ 10 ^ 9赫兹
- 逻辑门,占领~ 10 ^ -26 ^ 3 (~ 10 ^ 8μ^ 3)
- 逻辑门的开关~ 0.1 ns和消散< 10 ^ -21 J
- 计算机执行10 ^ 16指令每秒每瓦
- 立方厘米的冷却,在300 K ~ 10 ^ 5 W系统
- 紧凑10 ^ 15 MIPS并行计算系统
- 机械化学的能量变换> 10 ^ 9 W / m ^ 3
- 机电能量变换> 10 ^ 15 W / m ^ 3
- 宏观组件与抗拉强度> 5 x 10 ^ 10 Pa
- 生产系统可以双股< 10 ^ 4 s
这些功能,一些定性的小说,和其他改进目前的工程实践的一个或多个数量级。
德雷克斯勒博士也认为,这些纳米工厂可以用来迅速使额外的纳米工厂。11这有助于澄清APM上面的定义,尽管我们不完全理解的意义(甚至意义)提出的许多这样的应用程序。然而,我们的理解是,这些功能包括极其精确的制造,非常强大的电脑,很硬的材料,从原材料和宏观的快速装配对象。
我们的调查集中在APM而不是纳米技术或分子纳米技术,因为:
- 我们意识到APM的参数和分子纳米技术可能会带来全球灾难性的风险(见“问题是什么?”),但没有意识到的参数,其他形式的纳米技术可能会带来全球灾难性风险。
- 德雷克斯勒博士有有力的证据的可行性APM比分子纳米技术的可行性(如上所述)。
1.2 APM的潜在发展途径
进展APM可能继续沿着两个不同的途径:
- “软”的方法使用生物分子材料能够组织成所需的三维结构,如DNA纳米技术。在溶液中DNA折纸,DNA魔法形成所需的三维分子结构,是DNA纳米技术的一个例子。12
- “硬实力”途径,如“扫描探针显微镜,显微镜用于地方拿单个原子和放在所需的安排,一个接一个。例如,IBM的研究人员用扫描隧道显微镜(一种特殊类型的扫描探针显微镜)阐明“IBM”与单个原子在一个二维表面,如图所示在这里。
有分歧的路径更有前途。人认为软通路更可能取得的进展包括:
- 埃里克·德雷克斯勒
- 理查德·琼斯,和
- 亚当•Marblestone科学顾问开放慈善项目和麻省理工学院的科学架构主管合成神经生物卡塔尔世界杯小组赛最新赛程出炉学。
菲利普莫里亚蒂,诺丁汉大学的物理学教授,更热衷于困难的路线。13
以下提供了额外的细节德雷克斯勒的首选开发途径APM博士:14
德雷克斯勒博士设想使用这些软纳米创建APM上面描述的更成熟的形式。15我们是高度不确定如何承诺这些发展途径,并没有仔细研究它们。
1.3将最终可能发展APM ?
没有科学共识是否APM原则上是可行的,和重要的怀疑已经表达了在某些方面。我们没有仔细考虑双方争论的对象级别的优点的这个问题,我们认为需要大量额外的工作——因此我们关注我们采访的人的观点,我们认为科学的来源。
自动精确制造的可行性一直在审查发表的一份报告由美国国家科学院(NAS)。NAS报告是在国会发起请求,结果是包含在第一个三年回顾美国国家纳米技术计划。16论述了APM 4页的标题下,“技术”特有的化学来大规模生产的可行性。17委员会指出,“许多科学家预见长远未来的各种策略、工具和流程允许几乎任何稳定的化学结构建立了原子分子由原子或分子从下到上,“18这份报告是不确定关于APM的技术可行性。指出,德雷克斯勒博士的工作是很难评估,因为它的关于未来的初步可行性技术之外的“目前主流传统的科学(旨在寻求新知识)和常规工程(通常关心事情的设计可以立即建立或多或少)。”19报告没有识别特定的技术缺陷,德雷克斯勒博士的理论计算。然而,它并不认为这些计算是一个可靠的依据预测未来制造业系统的潜在能力,说明“化学反应的最终实现范围周期,错误率,操作,速度和热力学效率的自底向上的制造系统不能可靠预测。”20.尽管这种不确定性,NAS报告建议研究经费实验演示链接到APM的抽象模型和指导长期愿景与APM有关。21
皇家学会的一份报告是不屑一顾的可行性的分子制造,说他们“没有看到证据的可能性等纳米机器在同行评议的文献,或兴趣从主流科学界或行业发展。”22然而,像NAS的报告,这份报告主要集中在纳米技术的其他方面而不是APM。只有28和109页讨论相关概念APM,和这些页面引用之间的关键通信埃里克·德雷克斯勒和理查德·斯莫利合著的一篇论文由克里斯·菲尼克斯(创始人之一,负责纳米技术中心的研究主任)和埃里克·德雷克斯勒和乔治·怀特赛兹教授的意见(哈佛大学的化学教授)。23此外,这些页面似乎集中在概念,我们和德雷克斯勒与分子纳米技术而不是分子制造/ APM,24所以目前尚不清楚这些批评APM。
我们采访的人普遍发现它似是而非,某种形式的自动精确制造在原则上是可行的。25然而,他们中的一些人也表示怀疑APM的某些方面的可行性。例如:
- 莫里亚蒂教授认为,分子制造只会与有限范围的材料是可行的,26虽然我们不能确定这是一个分歧的程度与德雷克斯勒博士,只讨论了有限范围的材料在APM /分子制造的背景下(见上面德雷克斯勒APM的定义)。
- 琼斯教授持怀疑态度的可行性发展的“硬”从“软”纳米系统纳米系统。27
我们有一个不完整的APM的哪些方面(如各种材料、各种可能的结构、规模结构创建,生产的速度,和自我复制的能力)我们采访的人认为是现实的,他们没有。
德雷克斯勒博士最引人注目的个别批评家是理查德·斯莫利有一个开放的、至关重要的对应德雷克斯勒博士在化学与工程新闻。我们没有彻底审查德雷克斯勒博士和斯莫利博士之间的对应关系,但没有人我们采访了建议我们信件是结论性的APM的可行性。28我们不知道任何特定的普遍接受,发表科学证明或驳斥有关APM的可行性。
1.4当APM可能发展?
APM发展时间表是有争议的。埃里克·德雷克斯勒和克里斯•凤凰城有最短的开发时间在我们说话的人以及建议,鉴于大规模投资协议对发展途径,有可能开发自动精确制造一种可能带来重大的风险或极大地改变社会在十年。29日别人我们采访了(菲利普莫里亚蒂,理查德•琼斯和亚当Marblestone)认为自动精确制造先进到足以造成重大风险或显著改变社会在未来进一步。30.这与NAS报告的结论是一致的APM的发展路径是不清楚。因为APM是一个多层面的概念,缺乏一个准确的定义,我们不确定的程度我们采访的人不同意当APM将达到的不同方面不同层次的能力。
除非APM开发在一个秘密的“曼哈顿计划”——有分歧如何合理的31日——我们采访的人相信这将是非常不可能的观察员密切关注该领域感到惊讶突然增加的潜在危险APM的能力。32
2。这个问题是什么?
2.1有足够的工作和进展,APM吗?
德雷克斯勒博士关于可行性和实现途径缺乏共识是停滞发展APM的进展。33同时,琼斯教授认为,通过纳米科学家实验工作直接关系到德雷克斯勒博士的建议纳米系统,34和该领域的进展缓慢,主要是因为科学的内在困难(尽管他也承认一些机构的挑战为雄心勃勃的收到资金,确定研究项目)。35我们高度不确定的程度进展APM阻碍了可分解的可行性和实现途径和不确定性的程度将是可取的加速进展APM(下面讨论)的潜在风险。
2.2 APM的潜在风险是什么?
2.2.1 APM和武器的开发和生产
如果APM发达,它可能会大幅容易创造新的武器和快速和廉价地生产规模。我们的理解是,APM会使这一切成为可能,因为:36
- 正如上面所讨论的,APM将允许生产的超集现代工业产品的使用丰富的原料。
- 纳米工厂可以用来产生额外的纳米工厂(使用相同的原料)。
- APM可能原型和产品开发速度,因为工厂可以立即建立现场部分,导致更快的设计/原型/测试周期。
我们猜一些特别是关于军事应用将包括新类型的无人机和铀浓缩离心机,将会更容易产生。37
除了直接使用上面的武器,一些相关的风险包括:
- 上面的功能可能会扰乱地缘政治的可能性,包括威慑的关系。例如,克里斯凤凰暗示可能会有一场军备竞赛相关技术,或者一个国家想要强行阻止另一个获得先进的APM。38
- 个人或小组的可能性可以利用纳米工厂大量生产廉价武器,使恐怖组织。39
2.2.2灰色粘性
灰色粘性的提出是一个场景,在该场景中,微小的自我复制机器比有机生命和快速消耗地球的资源为了让更多的复制自己。40德雷克斯勒博士根据灰色粘性场景不可能偶然发生的;这需要深思熟虑的设计。41德雷克斯勒和凤凰都认为这样失控的复制器,原则上,一个物理的可能性,和凤凰城甚至认为,最终很可能会有人试图让灰色粘性。然而,他们认为其他风险来自APM (i)更有可能的是,和(2)很可能之前相关风险灰色粘性,因此更值得关注。42同样,琼斯教授和博士Marblestone认为灰色粘性的灾难是遥远的,或许不太可能,可能性。43我们高度不确定的是:
- 灰色粘性的初步可行性和困难,
- APM的程度将协助创建灰色粘性
- 是否,如果它是可行的,有人会故意开发灰色粘性。
3所示。可能的干预措施是什么?
一个慈善家工作在这一领域可能会:
- 帮助开发一个学术共识关于APM的可行性和可能的发展途径。这可能是通过召开会议、调试可行性研究,和沟通的结果。在过去类似的努力面临挑战。44
- 相关支持政策研究自动精密制造业的发展。这样的研究可以考虑开发自动精确制造的目标除了风险。然而,这样的研究可能没有大的影响有限共识自动精确制造的可行性和时间表,可能更好的离开,直到这样的共识。45这类研究的主题包括军备控制、经济影响的APM APM人工智能发展的影响,以及APM的影响监测技术。46
- 支持研究和开发的自动精确制造。这可能包括试图引导研究特定的方向或增长。47琼斯教授估计,十年内投资约1.5亿美元将大幅增长。48
- 监控进展自动精确制造,可能支持研发或政策研究高级功能变得更近。49
德雷克斯勒博士不知道有任何field-e.g技术研究议程。类似于技术从人工智能研究议程为减少可能的风险,已经提出的未来生活的研究所或者是机器智能研究所这可能有助于减少与APM相关的潜在风险。对未经授权使用的风险纳米工厂制造武器,他表明,纳米工厂可以这样设计他们只能够使有限范围的产品,不包括武器。50
如上所述,我们不确定的是更快的进展APM的愿望。之前追求的干预措施,推动其发展,我们认为这将是重要的衡量可能的风险,这样做的好处。
4所示。还有谁在这工作吗?
一些小的非营利组织明确关注影响和/或促进自动精密制造业的发展和/或分子纳米技术。这些组织包括:51
组织 | 2013年营收 | 2013资产 |
---|---|---|
远见研究所 | 814135美元 | 945461美元 |
负责纳米技术中心 | 不可用 | 不可用 |
分子制造研究所 | 2194美元 | 14028美元 |
我们有一个非常有限的理解这些组织的活动,因为我们的调查的领域迄今为止简短。
2015年美国联邦预算提供了超过15亿美元的国家纳米技术计划,美国政府研发倡议促进和协调发展的纳米技术。52然而,目前还没有集中研发努力实现自动精确生产,尽管有一些相关研究对各种应用和基本科学的短期目标。53虽然一些学者与纳米技术相关工作道德和法律问题(如纳米技术中心社会ASU),我们已被告知,小的工作与自动精密制造(相对于纳米材料)。54
虽然目前自动精确制造常常被忽视,它尚不构成重大风险。很难知道它会收到多少关注如果/当技术越来越成熟。
5。问题进一步调查
在这个领域我们的调查让我们与许多开放式问题可以解决在进一步的研究中,包括:
- 做学术组织相关的纳米技术研究社会问题(如ASU纳米技术和社会中心)工作相关的自动精确制造吗?
- 如何促进进步自动精确制造影响带来的潜在风险技术和/或相关技术?
- 如何有效地将召开会议和调试研究达成共识关于自动精确制造的可行性和/或支持特定的发展路径?
- 今天有可能的干预措施,可能是有用的在直接降低了风险,而不是简单的改善进展APM的步伐,或者我们的预测能力进步?
- 我们可以相信多少会有实质性的提前期的早期迹象之间APM的可行性和APM的部署?
- 有前途的建议推进发展自动精确制造吗?如果是这样的话,多久可以自动精确制造开发?
- 有什么我们可以不同的技术加速来抵消APM的潜在风险?(例如,可能会有一些固有的防守技术,可以消除武器由纳米工厂)。
- 在多大程度上做评论的分子纳米技术在APM的可行性?
- 会付出怎样的代价发展APM ?
- 哪里APM提供最大的额外福利与其他技术相比目前存在和正在开发的吗?
6。我们的流程
我们决定调查这个话题,因为:
- 讨论了自动精确制造作为一个可能的全球灾难性的风险在某些全球灾难性风险的综合治疗。55
- 我们的印象是生存还是毁灭自动精确制造接收小的注意力从政府或慈善事业。
迄今为止我们的调查主要包括对话与五个人知识自动精确制造和/或其潜在风险:
- 埃里克·德雷克斯勒——学术访问者,牛津马丁规划未来科技的影响,牛津大学
- 理查德·琼斯,负责研究和创新,谢菲尔德大学的物理教授
- 亚当Marblestone主任——科学架构,麻省理工学院的神经生物学合成组(科学顾问开放慈善项目)卡塔尔世界杯小组赛最新赛程出炉
- 菲利普莫里亚蒂教授——物理,诺丁汉大学
- 的创始人之一兼主任克里斯•凤凰城——研究,负责纳米技术中心
我们也有和埃里克·德雷克斯勒随意的交谈中,回顾了他提供的文件,和听三个自动精确制造相关的有声读物:
- 纳米通过埃德瑞吉斯
- 激进的丰度由埃里克·德雷克斯勒
- 的Visioneers由帕特里克·McKray
此页面上的研究大大关注德雷克斯勒博士的观点,因为在这一领域的研究工作已经非常有限,56和我们的理解是,他一直负责工作相当大一部分自动精确制造。
关系披露:这个页面是由尼克•Beckstead德雷克斯勒博士曾与牛津大学人文学院的未来。
7所示。来源
文档 | 源 |
---|---|
2008年克里斯·菲尼克斯和迈克Treder,纳米技术在全球灾难性风险 | 源(存档) |
1986年德雷克斯勒,创造的引擎创造的引擎 | 源(存档) |
1992年德雷克斯勒,纳米系统纳米系统 | 源(存档) |
2013年德雷克斯勒,激进的丰富激进的丰富 | 源(存档) |
Drexler-Smalley辩论 | 源(存档) |
FLI的调查研究问题,2015年 | 源(存档) |
远见研究所2013年的990 | 源(存档) |
GiveWell non-verbatim总结与亚当Marblestone对话,2014年8月27日 | 源 |
GiveWell non-verbatim总结的跟克里斯•凤凰城2014年8月20日 | 源 |
GiveWell non-verbatim总结和埃里克·德雷克斯勒,2015年1月23日 | 源 |
GiveWell non-verbatim总结和埃里克·德雷克斯勒,10月8日,2014年 | 源 |
GiveWell non-verbatim总结和菲利普莫里亚蒂,2014年9月3日 | 源 |
GiveWell non-verbatim总结的跟理查德·琼斯2014年9月30日 | 源 |
“IBM”原子 | 源 |
分子制造研究所2013年的990 | 源(存档) |
琼斯2004年,软的机器软的机器 | 源(存档) |
琼斯2004年斯莫利杀手一击Drexlerian MNT吗? | 源(存档) |
琼斯2004年,分子纳米技术、德雷克斯勒和纳米系统——我站纳米系统——我站 | 源(存档) |
琼斯2005年mechanosynthesis辩论 | 源(存档) |
琼斯2007年,纳米技术和未来的愿景(第1部分) | 源(存档) |
琼斯2008年破裂的狂喜 | 源(存档) |
米里研究议程,2015年 | 源(存档) |
2006年国家科学院,的大小:三年审查的国家纳米技术项目的大小:三年审查的国家纳米技术项目 | 源(存档) |
国家纳米技术项目网站 | 源(存档) |
NNI网站,它是什么和它是如何工作的 | 源(存档) |
尼克Beckstead Brundage non-verbatim总结谈话的英里,2014年4月4日 | 源(存档) |
2011年桑德奥尔森采访菲利普莫里亚蒂 | 源(存档) |
英国皇家学会和皇家工程院2004 | 源 |