Представьте материал, который:
1) Построил Пантеон с его вечным куполом,
2) Стал причиной упадка Римской империи,
3) Сейчас используется для создания искусственного интеллекта нового типа.
Это не магия. Это бетон. Точнее, его забытая и вновь открытая тайна — способность к самовосстановлению.
Римский бетон (opus caementicium) спустя 2000 лет стоит в агрессивной морской воде, а наши современные порты разрушаются за десятилетия. Долгое время это было инженерной загадкой. Разгадку нашли с помощью рентгеновского анализа. Оказалось, римляне использовали вулканический пепел (пуццолан) и морскую воду. В результате в материале годами шли химические реакции, образовывались кристаллы алюминиевого тоберморита. Они «заращивали» трещины, делая бетон крепче с возрастом. Современный бетон на портландцементе такой способности лишен — он только трескается.
А при чем здесь мозг и искусственный интеллект? Самые современные исследования в области нейроморфных вычислений ищут альтернативу кремниевым чипам. Их цель — создать hardware, который работает как нейронная сеть мозга: с низким энергопотреблением, параллельной обработкой данных и… способностью к адаптации.
Ученые из MIT и других центров экспериментируют с наноинженерией бетона. Представьте бетонную матрицу, насыщенную углеродными нанотрубками и специальными проводящими примесями. При подаче напряжения в таком материале могут самопроизвольно формироваться проводящие пути, напоминающие нейронные связи. Материал «обучается», меняя свою внутреннюю структуру под задачу. Это не компьютер в бетоне, это бетон как компьютер.
Так что же общего?
1. Память и адаптация: Римский бетон «помнил» химическую реакцию и адаптировался к среде. Нейроморфный бетон должен «запомина» паттерны напряжений.
2. Распределенный интеллект: Прочность (или вычисления) возникают не из одного компонента, а из сложного взаимодействия миллионов частиц в объеме материала.
3. Энергоэффективность: Самовосстановление и «обучение» в таких системах требуют на порядки меньше энергии, чем классическое строительство или вычисления.
Мы стоим на пороге эры, где граница между строительным материалом и вычислительным устройством стирается. Будущие «умные» дороги смогут сами диагностировать нагрузку, а стены зданий — перераспределять энергию. И корни этой революции лежат не только в кремниевой долине, но и в пыли римских дорог.
История бетона — это история нашего невежества и гения. Мы потеряли знание древних, чтобы открыть его заново на другом витке спирали. И теперь самый грубый, на первый взгляд, материал может стать ключом к созданию машин, которые думают… как мы.