I have a friend in Portugal whose grandfather built a vehicle out of a bicycle and a washing machine so he could transport his family. He did it because he couldn't afford a car, but also because he knew how to build one. There was a time when we understood how things worked and how they were made, so we could build and repair them, or at the very least make informed decisions about what to buy. Many of these do-it-yourself practices were lost in the second half of the 20th century. But now, the maker community and the open-source model are bringing this kind of knowledge about how things work and what they're made of back into our lives, and I believe we need to take them to the next level, to the components things are made of.
Tôi có một người bạn ở Bồ Đào Nha ông của bạn ấy đã thiết kế 1 loại xe từ 1 chiếc xe đạp và một chiếc máy giặt để có thể chở gia đình mình. Ông ấy làm vậy vì ông không có khả năng mua một chiếc ô tô và cũng bởi vì ông biết làm thế nào để lắp ráp một chiếc xe. Đã có lúc chúng ta hiểu được mọi thứ hoạt động ra sao và chúng được tạo như thế nào, nên chúng ta có thể tạo ra và sửa chữa chúng, hoặc ít nhất là đưa ra những quyết định mang đủ thông tin về việc sẽ mua cái gì Nhiều hoạt động tự-mình-làm đã biến mất trong nửa cuối của thế kỷ 20. Nhưng bây giờ, cộng đồng chế tạo và mô hình mở đang mang kiến thức về việc mọi thứ hoạt động ra sao và chúng được làm từ cái gì trở lại với chúng ta và tôi tin rằng chúng ta phải đưa chúng tiến thêm một bước nữa, tới những thành phần tạo nên đồ vật.
For the most part, we still know what traditional materials like paper and textiles are made of and how they are produced. But now we have these amazing, futuristic composites -- plastics that change shape, paints that conduct electricity, pigments that change color, fabrics that light up. Let me show you some examples.
Phần lớn chúng ta vẫn biết rằng những vật liệu truyền thống như giấy và hàng dệt may được làm từ gì và chúng được sản xuất ra sao. Nhưng bây giờ chúng ta có những hợp chất đáng kinh ngạc và cực kỳ hiện đại này - những chất dẻo có thể thay đổi hình dáng, những loại sơn dẫn điện, những chất nhuộm đổi màu, những loại vải phát sáng. Để tôi giới thiệu cho các bạn một vài ví dụ.
So conductive ink allows us to paint circuits instead of using the traditional printed circuit boards or wires. In the case of this little example I'm holding, we used it to create a touch sensor that reacts to my skin by turning on this little light. Conductive ink has been used by artists, but recent developments indicate that we will soon be able to use it in laser printers and pens. And this is a sheet of acrylic infused with colorless light-diffusing particles. What this means is that, while regular acrylic only diffuses light around the edges, this one illuminates across the entire surface when I turn on the lights around it. Two of the known applications for this material include interior design and multi-touch systems. And thermochromic pigments change color at a given temperature. So I'm going to place this on a hot plate that is set to a temperature only slightly higher than ambient and you can see what happens. So one of the principle applications for this material is, amongst other things, in baby bottles, so it indicates when the contents are cool enough to drink.
Mực dẫn điện cho phép ta vẽ các mạch điện thay vì sử dụng các loại bảng mạch in hay dây dẫn điện truyền thống. Trong trường hợp của cái ví dụ mà tôi đang cầm trên tay đây, chúng tôi dùng nó để tạo ra một cảm biến xúc giác phản ứng với da của tôi bằng cách bật sáng bóng đèn nhỏ này. Mực dẫn điện đã được các họa sỹ sử dụng, nhưng những phát triển gần đây cho thấy rằng chúng ta sẽ sớm có thể sử dụng nó trong các loại máy in laser và các loại bút. Và đây là một tờ giấy làm bằng acrylic được tẩm những hạt khuyếch tán ánh sáng không màu. Điều này có nghĩa là, trong khi acrylic bình thường chỉ có thể khuếch tán ánh sáng xung quanh rìa, tờ acrylic này thì lại toả sáng trên cả bề mặt khi tôi bật đèn xung quanh nó. Hai trong số những ứng dụng được biết đến của loại vật liệu này là thiết kế nội thất và hệ thống cảm ứng đa điểm. Và các sắc tố nhiệt sắc thay đổi màu ở một nhiệt độ đã cho sẵn. Tôi sẽ đặt miếng giấy này trên một tấm kim loại nóng được đặt ở nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh một chút và các bạn có thể thấy điều gì đang xảy ra. Do đó một trong những ứng dụng chính của loại vật liệu này, giữa rất nhiều ứng dụng khác, là trong các loại chai bình dành cho trẻ nhỏ để chỉ ra rằng những chất bên trong chai đã đủ nguội để uống
So these are just a few of what are commonly known as smart materials. In a few years, they will be in many of the objects and technologies we use on a daily basis. We may not yet have the flying cars science fiction promised us, but we can have walls that change color depending on temperature, keyboards that roll up, and windows that become opaque at the flick of a switch.
Vì vậy, đây chỉ là một vài trong số những thứ được coi là vật liệu thông minh. Trong vài năm nữa, chúng sẽ hiện diện trong rất nhiều đồ dùng và công nghệ mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Chúng ta có thể chưa có những chiếc ô tô bay mà những bộ phim khoa học viễn tưởng đã hứa với chúng ta, nhưng chúng ta có thể có những bức tường có thể thay đổi màu sắc tùy vào nhiệt độ, những bàn phím có thể cuộn lại, và những cửa sổ chuyển sang mờ đục chỉ với một nút bật.
So I'm a social scientist by training, so why am I here today talking about smart materials? Well first of all, because I am a maker. I'm curious about how things work and how they are made, but also because I believe we should have a deeper understanding of the components that make up our world, and right now, we don't know enough about these high-tech composites our future will be made of. Smart materials are hard to obtain in small quantities. There's barely any information available on how to use them, and very little is said about how they are produced. So for now, they exist mostly in this realm of trade secrets and patents only universities and corporations have access to.
Tôi là một nhà khoa học xã hội được đào tạo, vậy tại sao tôi lại có mặt ở đây hôm nay để nói về các vật liệu thông minh? ồ, trước tiên, vì tôi là một nhà chế tạo. Tôi tò mò về việc mọi thứ hoạt động ra sao và chúng được tạo ra thế nào, và cũng bởi vì tôi tin rằng chúng ta có thể hiểu biết sâu rộng hơn về những vật liệu đang tạo nên thế giới của chúng ta, và ngay bây giờ, chúng ta không có đủ hiểu biết về những vật liệu công nghệ cao sẽ tạo ra tương lai của chúng ta. Những vật liệu thông minh rất khó có thể thu được với số lượng nhỏ. Có rất ít thông tin rõ ràng và công khai về việc sử dụng chúng như thế nào và rất ít thông tin nói về cách sản xuất chúng ra sao. Vì vậy, hiện nay chúng chỉ tồn tại phần lớn trong lĩnh vực bí mật thương mại và các bằng sáng chế vốn chỉ có các trường đại học và các công ty có thể truy cập.
So a little over three years ago, Kirsty Boyle and I started a project we called Open Materials. It's a website where we, and anyone else who wants to join us, share experiments, publish information, encourage others to contribute whenever they can, and aggregate resources such as research papers and tutorials by other makers like ourselves. We would like it to become a large, collectively generated database of do-it-yourself information on smart materials.
Khoảng gần 3 năm trước, Kirsty Boyle và tôi bắt đầu một dự án mà chúng tôi gọi là Những Vật Liệu Mở. Đó là một trang web nơi chúng tôi, và bất cứ ai muốn cũng có thể gia nhập, để sẽ chia kinh nghiệm, cung cấp các thông tin, khuyến khích những người khác cống hiến bất cứ khi nào họ có thể và tổng hợp những nguồn thông tin như các bài báo nghiên cứu và những hướng dẫn từ những nhà chế tạo như chúng tôi. Chúng tôi mong muốn trang web này có thể trở thành một nguồn dữ liệu lớn và tổng hợp chung của những thông tin tự-mình-làm về những vật liệu thông minh.
But why should we care how smart materials work and what they are made of? First of all, because we can't shape what we don't understand, and what we don't understand and use ends up shaping us. The objects we use, the clothes we wear, the houses we live in, all have a profound impact on our behavior, health and quality of life. So if we are to live in a world made of smart materials, we should know and understand them. Secondly, and just as important, innovation has always been fueled by tinkerers. So many times, amateurs, not experts, have been the inventors and improvers of things ranging from mountain bikes to semiconductors, personal computers, airplanes.
Nhưng tại sao chúng ta nên quan tâm đến việc các vật liệu thông minh hoạt động ra sao và chúng được tạo ra như thế nào? Trước hết, bởi vì chúng ta không thể định hình những gì chúng ta không hiểu và những gì chúng ta sử dụng nhưng không hiểu sẽ định hình chúng ta. Đồ vật chúng ta dùng, quần áo chúng ta mặc, ngôi nhà chúng ta sống, tất cả có ảnh hưởng sâu sắc đến thái độ, sức khỏe và chất lượng cuộc sống của chúng ta. Do đó nếu chúng ta sống trong một thế giới được tạo nên bởi các vật liệu thông minh, chúng ta nên biết và hiểu chúng. Điều thứ hai, và cũng quan trọng không kém, là sự đổi mới luôn được thúc đẩy bởi người thích chỉnh sửa. Rất nhiều lần, những người nghiệp dư, không phải là các chuyên gia, đã trở thành những nhà sáng chế và những nhà cải tiến của những thứ như xe đạp leo núi, đến chất bán dẫn, máy tính cá nhân, máy bay.
The biggest challenge is that material science is complex and requires expensive equipment. But that's not always the case. Two scientists at University of Illinois understood this when they published a paper on a simpler method for making conductive ink. Jordan Bunker, who had had no experience with chemistry until then, read this paper and reproduced the experiment at his maker space using only off-the-shelf substances and tools. He used a toaster oven, and he even made his own vortex mixer, based on a tutorial by another scientist/maker. Jordan then published his results online, including all the things he had tried and didn't work, so others could study and reproduce it. So Jordan's main form of innovation was to take an experiment created in a well-equipped lab at the university and recreate it in a garage in Chicago using only cheap materials and tools he made himself. And now that he published this work, others can pick up where he left and devise even simpler processes and improvements.
Thách thức lớn nhất là khoa học vật liệu rất phức tạp, và yêu cầu trang thiết bị đắt tiền. Nhưng không phải lúc nào cũng như thế. Hai nhà khoa học của trường đại học Illinois hiểu điều này khi họ công bố một bài báo về một phương pháp đơn giản hơn để tạo ra mực dẫn điện. Jordan Bunker, một người chưa từng có kinh nghiệm với hóa học trước đó, đã đọc bài báo này và tiến hành lại thí nghiệm tại xưởng của mình, chỉ bằng những hoá chất và các dụng cụ dễ kiếm được. Anh ấy đã sử dụng một lò nướng bánh, và thậm chí anh ấy còn tạo ra một máy khuấy trộn của riêng mình dựa trên hướng dẫn của một nhà khoa học/chế tạo khác. Sau đó Jordan công bố những kết quả của mình trên mạng, bao gồm cả những việc anh ấy đã thử và không thành công, để những người khác có thể học tập và tiến hành lại. Như vậy dạng cải tiến chính của Jordan là đưa một thí nghiệm được tiến hành trong một phòng thí nghiệm đầy đủ tiện nghi ở một trường đại học và thực hiện lại trong một ga-ra ở Chicago chỉ sử dựng những nguyên vật liệu và công cụ rẻ tiền mà anh ấy có thể tìm thấy. Và bây giờ anh ấy đã công bố nghiên cứu của mình, những người khác có thể tiếp tục tại nơi anh ấy dừng lại và thậm chí tìm ra những cải tiến và cách thực hiện đơn giản hơn.
Another example I'd like to mention is Hannah Perner-Wilson's Kit-of-No-Parts. Her project's goal is to highlight the expressive qualities of materials while focusing on the creativity and skills of the builder. Electronics kits are very powerful in that they teach us how things work, but the constraints inherent in their design influence the way we learn. So Hannah's approach, on the other hand, is to formulate a series of techniques for creating unusual objects that free us from pre-designed constraints by teaching us about the materials themselves. So amongst Hannah's many impressive experiments, this is one of my favorites. ["Paper speakers"] What we're seeing here is just a piece of paper with some copper tape on it connected to an mp3 player and a magnet. (Music: "Happy Together") So based on the research by Marcelo Coelho from MIT, Hannah created a series of paper speakers out of a wide range of materials from simple copper tape to conductive fabric and ink. Just like Jordan and so many other makers, Hannah published her recipes and allows anyone to copy and reproduce them.
Một ví dụ khác mà tôi muốn nói đến là trường hợp Kit-of-No-Parts của Hannah Perner-Wilson. Mục tiêu dự án của cô ấy là làm nổi bật tính thể hiện của các vật liệu trong khi tập trung vào tính sáng tạo và kỹ năng của người lắp đặt. Các bộ dụng cụ điện rất hữu ích khi dạy chúng ta cách đồ vật hoạt động như thế nào nhưng những sự ràng buộc cố hữu trong thiết kế của chúng ảnh hưởng đến cách mà chúng ta học. Cách tiếp cận của Hannah thì ngược lại, cô công thức hóa một loạt các kỹ thuật để tạo ra các đồ vật khác thường và để giải thoát chúng ta khỏi những ràng buộc tiền thiết kế bằng việc dạy chúng ta về chính bản thân các vật liệu. Do vậy trong số nhiều những thí nghiệm ấn tượng của Hannah, đây là một thí nghiệm yêu thích của tôi. ["Loa giấy"] Cái mà chúng ta đang thấy ở đây chỉ là một mẩu giấy với một vài vòng bằng đồng kết nối với một máy mp3 và một nam châm (Âm nhạc: “Happy Together”) Dựa trên nghiên cứu của Marcelo Coelho từ MIT, Hannah đã tạo ra một loạt loa giấy từ rất nhiều loại vật liệu, từ sợi băng đồng đơn giản đến vải và mực dẫn điện. Cũng giống như Jordan và rất nhiều nhà chế tạo khác, Hannah đã công bố thí nghiệm của mình và cho phép mọi người sao chép và tái thí nghiệm
But paper electronics is one of the most promising branches of material science in that it allows us to create cheaper and flexible electronics. So Hannah's artisanal work, and the fact that she shared her findings, opens the doors to a series of new possibilities that are both aesthetically appealing and innovative.
Nhưng thiết bị điện tử bằng giấy là một trong những ngành có triển vọng nhất của khoa học vật liệu cho phép chúng ta sáng tạo những thiết bị điện tử rẻ hơn và linh hoạt hơn Thí nghiệm thủ công của Hannah, và sự thật rằng cô đã chia sẻ những phát hiện của mình, mở ra những cánh cửa tới một loạt những khả năng mới vừa có tính thẩm mỹ vừa có tính sáng tạo.
So the interesting thing about makers is that we create out of passion and curiosity, and we are not afraid to fail. We often tackle problems from unconventional angles, and, in the process, end up discovering alternatives or even better ways to do things. So the more people experiment with materials, the more researchers are willing to share their research, and manufacturers their knowledge, the better chances we have to create technologies that truly serve us all.
Như vậy sự thú vị về các nhà chế tạo đó là chúng tôi sáng tạo trên sự đam mê và tò mò và chúng tôi không sợ thất bại. Chúng tôi thường giải quyết vấn đề từ những góc độ mới lạ, và qua đó phát hiện ra những cách khác hoặc thậm chí là những cách tốt hơn để làm mọi việc. Do đó càng có nhiều người thử nghiệm với vật liệu, càng có nhiều nhà nghiên có động lực để sẻ chia các nghiên cứu của họ, và các nhà sản xuất chia sẻ kiến thức của mình, chúng ta càng có nhiều cơ hội tốt hơn để chúng ta có thể tạo ra công nghệ thực sự phục vụ tất cả chúng ta.
So I feel a bit as Ted Nelson must have when, in the early 1970s, he wrote, "You must understand computers now." Back then, computers were these large mainframes only scientists cared about, and no one dreamed of even having one at home. So it's a little strange that I'm standing here and saying, "You must understand smart materials now." Just keep in mind that acquiring preemptive knowledge about emerging technologies is the best way to ensure that we have a say in the making of our future.
Tôi cảm thấy một chút giống như Ted Nelson thấy khi vào đầu những năm 1970, ông đã viết: “Bây giờ các bạn phải hiểu về máy vi tính” Quay lại thời kỳ đó, máy vi tính là những bộ khung to lớn chỉ có các nhà khoa học quan tâm đến chúng và thậm chí không ai mơ về việc có một cái máy vi tính ở nhà. Nên đây là một điều hơi lạ khi tôi đứng ở đây và nói rằng: “Bây giờ, các bạn phải hiểu về vật liệu thông minh” Chỉ cần nhớ rằng việc tiếp nhận kiến thức ưu tiên về những công nghệ mới là cách tốt nhất để bảo đảm rằng chúng ta có một tiếng nói trong việc tạo ra tương lai của chính mình.
Thank you.
Cảm ơn các bạn.
(Applause)
Vỗ tay