Wreszcie nadchodzi ten magiczny moment – kiedy gadanie zamieniamy w czyny. Taki przyjemny ból… Najważniejszym odkryciem jest to, że taka zmiana to iluzja, bo zawsze operujemy informacją, która (może) mieć materialną reprezentację.
Nowa technika, technika międzyplanetarna, czeka cierpliwie, aż ktoś ją zauważy…
Poprzednia część: https://quantumidea.pl/2020/08/23/dlaczego-zaczalem/
Nie robić nic, zmienić wszystko
Chcemy coś zrobić. Krzesło, pluszowego misia, dom, samolot.
Jak to zrobić najbardziej opłacalnie?
Nie robiąc nic. Wtedy nie zużyjemy ani energii, ani materii.
Cóż, wtedy też nie będziemy mieli niczego.
Takie podejście jest tylko pozornie durne. Prawda jest taka, że gdy zrobimy dokładnie to, rozwiązanie wyłoni się samo.
Kiedy byłem dzieciakiem, znalazłem małą książeczkę – „Algorytm wynalazku”. Było w niej mnóstwo dziwnych rzeczy. Książka radziła, żeby szukając rozwiązania, sprowadzać wszystko do absurdu, sprzeczności – i w ogóle się tym nie przejmować! Nie oceniać niczego emocjonalnie, tylko dotrzeć do sedna sprawy tak głęboko, jak to możliwe. Później dowiedziałem się, jak ważna jest ta książka. Jej autorem jest Gienrich Altszuller, twórca TRIZ.
Ustaliliśmy wcześniej, że idealna efektywność jest wtedy, gdy nie robimy nic.
Musimy więc zrobić więcej niż nic, żeby mieć cokolwiek.
Obiecałem, że rozwiązanie przyjdzie z automatu! – kryje się w słowie „więcej”.
Ile właściwie może wynosić to „więcej”? I jeszcze lepsze pytanie – jak może wyglądać?…
Szczypta
Właśnie posiedliśmy wiedzę z mądrych ksiąg, ale przypominam, że dokładnie tę samą mądrość dostaliśmy od naszego sojusznika i eksperta – Pana Trzmiela! Coś tam bąkał o powietrzu… Świetnie! Jesteśmy o krok dalej. Naszym głównym materiałem będzie powietrze. Trzeba od czegoś zacząć, a powietrze to najlepszy start, nie kosztuje nic…
Ile użytecznych rzeczy możemy z niego zrobić? Niewiele. Jeśli zrobimy misia z powietrza, to go nie przytulimy. Dobra, dodajmy drugi składnik. Robimy więc kompozyt – A (powietrze) i B (jakiś materiał). Pomyślmy – jak moglibyśmy rozprowadzić, rozmieścić ten nasz drugi materiał w przestrzeni? Ponieważ powietrze jest gazem, jest wszędzie i równomiernie. Zakładam, że drugi materiał będzie co najmniej cieczą, a jeszcze lepiej ciałem stałym, żeby dać jakikolwiek efekt konstrukcyjny… Szukamy więc jakiejś geometrii…
Rany boskie, co tu wybrać? Tyle możliwości… Spokojnie. Skoro sąsiadem, otoczeniem naszego składnika B jest powietrze, to rozpatrując wszystko w otwartej przestrzeni, załóżmy, że dany obszar powietrza przedstawimy jako kulę – bo to bardzo piękna figura, uniwersalna w każdym kierunku… Jeśli pozwolimy wielu kulom swobodnie i jak najciaśniej wypełnić przestrzeń, zostanie nam bardzo ciekawa reszta: https://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_packing
Nasz składnik B zajmie tylko ~26% całkowitej przestrzeni… Myślę, że to genialny wynik! Zauważcie, że w zamian za zajęcie około jednej czwartej przestrzeni dostajemy ogólną wytrzymałość naszego czegokolwiek. Oczywiście możemy użyć innych konfiguracji i te proporcje się zmienią, ale ta jedna czwarta to punkt odniesienia.
Tak oto doszedłem do wniosku, że pianki to nasze zbawienie.
Gotowanie
Oczywiście to był krótki, bezduszny opis. W rzeczywistości to wspaniała, zachwycająca przygoda, która zapiera dech w piersiach – badanie, jak radzą sobie z tym pszczoły, nasze kości czy komórki roślinne.
Wariacją na temat pianek są włókniny. Te dwie struktury to rodzeństwo.
Zauważcie, że kiedyś wszelkie tego typu stany traktowaliśmy jako wadę materiału. Dziś wreszcie zaczynamy doceniać tę formę tworzyw.
Produkujemy na przykład pianki metalowe. Niestety popełniamy tu grzech używania formy. Robimy coś o zadanym kształcie (prostokątnym), żeby to potem pociąć… Co gorsza, nie potrafimy regulować charakterystyki tej pianki w różnych miejscach – to po prostu obiekty izotropowe.
Wyobraźcie sobie, że kilka lat temu udowodniłem samemu sobie, że da się uzyskać metalowe obiekty o dowolnym kształcie będące pianką o otwartych porach, mając jednocześnie możliwość różnicowania wielkości komórek w różnych strefach – czyli anizotropowe. O tak! A teraz najlepsze – da się to zrobić w kuchni. Szalony low-tech, który w rzeczywistości jest higher-techem… Metoda jest tak bezczelnie prosta i łatwa, że aż was szlag trafi…
[Dobra! No to robimy dokładnie to samo, co przed chwilą. Bierzemy kuleczki – cukrowe perełki… Pamiętajcie, jesteśmy w kuchni! Zwilżamy te kuleczki/perełki, żeby zrobiły się lepkie. Teraz możemy ulepić, co tylko chcemy – misia albo endoprotezę. Możemy użyć różnych rozmiarów kulek/perełek! Miłej zabawy! Potem zostawiamy nasze dzieło do wyschnięcia. Gdy stwardnieje, zalewamy je stopionym woskiem (ze świeczki na parapecie, ale uwaga! Bierzemy podgrzewacze, nawet nie dotykajcie ulubionej świecy zapachowej żony…). Kiedy wosk zastygnie, zdrapujemy go lekko, żeby dokopać się do kulek/perełek. Całość wrzucamy do wody. Nasze kule są z cukru, więc się rozpuszczą. Miały ze sobą punkty styku, więc wypłuczemy też te leżące głębiej… Nagle mamy woskową wersję naszej metalowej pianki! Teraz to już formalność – sięgamy po starożytną technologię… odlewanie metodą wosku traconego. Tak jest! W porządnej kuchni znajdzie się trochę gipsu… Zalewamy wosk gipsem. Potem wytapiamy wosk. Następnie roztapiamy na łyżce trochę cyny (ktoś, kto złożył parę drukarek, zawsze ma w kieszeni jakieś kawałki cyny, sprawdźcie!) i wlewamy do formy. Na koniec rozbijamy formę i mamy cudownego misia z metalowej pianki! Nawet w NASA nie mają takich słodziaków…]
Grzeszny raj
Mamy nasz pierwszy kształt. Piankę. Wiemy, że jest dobra. Ale uwaga, tutaj czai się niebezpieczeństwo!
Błędem byłoby traktowanie pianek i ich geometrii jako wypełnienia, wzoru, wnętrza byle jakiego obiektu. Taki wesoły goguś, zawsze dobry, sprawdzi się na każdą okazję. Jeśli wypełnimy prostopadłościenny sześcian pianką, wcale nie uzyskamy czegoś dobrego. To wciąż będzie zły obiekt, może tylko odrobinę mniej zły. Musimy dokonać wielkiej zmiany. Jakościowej, a nie ilościowej. Nie możemy wybierać mniejszego zła. Musimy szukać znacznie lepszego dobra.
Pianka to tylko idea. To nadzieja, nośnik, drogowskaz, zaczyn dobrej topologii.
Do tej pory zwykliśmy dzielić dany obiekt na zewnętrze i wnętrze. I dlatego bywa tak, że topologia na zewnątrz jest zła (np. sześcian), a w środku dzieją się lepsze rzeczy (bo jest pianka). Albo na odwrót – z zewnątrz wygląda to całkiem nieźle, ale wnętrze jest fatalne (po prostu lity blok). Tych spraw nie wolno rozdzielać. Topologia jest jedna. Od ogółu do szczegółu. Trzeba brać ją całościowo. Kobiety są wybitnym przykładem potwierdzającym tę regułę.
Pianki są więc jak bezpieczna przystań, spokojny port – dobrze z nich wypływać i do nich wracać, są bezpieczne w większości przypadków.
Kolejna uwaga: jeśli przygotowujemy technologię wykonawczą opartą na piankach, powinniśmy pomyśleć, jak swobodnie zmieniać ich właściwości w poszczególnych obszarach. Technologia kuchenna na to pozwala, ale musieliśmy przy niej wykonywać masę innych, frustrujących i kosztownych operacji pomocniczych. Dlatego porzuciłem tę metodę – choć jest lepsza od innych znanych, wciąż pozostaje prymitywna. A co najgorsze, jest potwornie energochłonna!
Więc to nie wystarczy, musimy pójść znacznie dalej. Musimy wreszcie zyskać możliwość swobodnego działania w przestrzeni.
Tworzony obiekt musi mieć pełną swobodę. Dlatego powinniśmy przyjąć zasadę: łapy przy sobie! Żadnych rąk, żadnych narzędzi, żadnych robotów. Żadnego kontaktu mechanicznego! Błagam, tylko nie to!
Będziemy wpływać na obiekt inaczej – dostarczać mu informację, co ma robić, dosyłać kolejne porcje materiału itd. Do tej roboty wybierzemy fale… To idealne kandydatki do tej misji!
Corpus delicti z kuchni:
Następna część: https://quantumidea.pl/2020/08/23/karakolowanie/