Replicator on Star Trek -scifi-mediasarjan kone, joka voi luoda (ja kierrättää) objekteja. Replikaattorit ilmestyivät sarjaan alun perin ruokien syntetisoimiseksi tarpeen mukaan, sitten niitä käytettiin useiden muiden materiaalien ja esineiden luomiseen.
Vaikka tieteiskirjailijat ovat spekuloineet "replisoivan" tai "kopioivan" tekniikan [1] kehittämisestä , itse termiä "replikaattori" ei käytetty ennen kuin Star Trek: The Next Generation . Sitä kuvataan sarjassa 2300-luvun "ruokasyntetisaattorin" 2300-luvun uudelleensuunnitteluksi, joka ilmestyi ensimmäisen kerran Star Trek: The Original Series -sarjassa . The Original -sarjassa ruokaa luotiin erivärisissä kuutioissa. Star Trek: The Animated Series -sarjassa oli mahdollista tilata erilaisia realistisia ruokia, kuten jaksossa nimeltä "The Joker". Näiden laitteiden mekaniikkaa ei ole koskaan selkeästi selitetty sarjassa. Esiosa- sarjassa Star Trek: Enterprise (sijoittuu 1900-luvulle) laitteessa oli "proteiinisekvensseri", joka pystyi vain "kopioimaan tiettyjä ruokia". Kokki käytti " hydroponista kasvihuonetta" hedelmien ja vihannesten kasvattamiseen. Replikaattoria käytettiin biomateriaalien prosessoimiseen hyödylliseksi materiaaliksi [2] .
Akateemisen väitöskirjan mukaan: "Nin sanotut replikaattorit voivat luoda ainetta uudelleen ja tuottaa kaiken tarvitsemansa puhtaasta energiasta, tarvitaanpa sitten ruokaa, lääkkeitä tai varaosia [3] ." Replikaattori voi luoda mitä tahansa elotonta ainetta, kun haluttu molekyylirakenne on tiedostossa, mutta se ei voi luoda antiainetta , dilitiumia , latinaa tai minkäänlaista elävää organismia . Mitä tulee elävien organismien tietoisuuteen, ei-kanonisissa teoksissa, kuten Star Trek: The Next Generation Technical Manual, todetaan, että vaikka replikaattorit käyttävät eräänlaista kuljetustekniikkaa, erittäin alhaisella resoluutiolla elävän kudoksen luominen on fyysisesti mahdotonta.
Teoriassaan se toimii samalla tavalla kuin universal assembler .
Replikaattori järjestää uudelleen subatomiset hiukkaset , joita löytyy runsaasti kaikkialla universumissa, muodostamaan molekyylejä ja järjestämään ne muodostamaan halutun kohteen. Esimerkiksi porsaankyljyksen luomiseksi replikaattori muodostaa ensin hiili-, vety-, typpi- jne. atomeja, sitten järjestää ne aminohapoiksi, proteiineiksi ja soluiksi ja kokoaa hiukkaset porsaankyljyksen muotoon.
Tämä prosessi vaatii bulkkimateriaalin tuhoavan muuntamisen energiaksi ja sen myöhemmin muuntamisen esiskannatuksi aineen malliksi. Periaatteessa se on samanlainen kuin kuljettaja, mutta pienemmässä mittakaavassa. Toisin kuin kuljettajat, jotka monistavat ainetta kvanttitasolla, replikaattorit pystyvät luomaan suuren määrän erilaisia materiaaleja. Jos näytteitä halutaan tallentaa kvanttitasolla, vaadittaisiin mahdoton määrä dataa (tai sarja alkuperäisiä kopioita materiaaleista). Tämän ongelman ratkaisemiseksi tiedostot tallennetaan muistiin molekyylitasolla.
Tämän lähestymistavan haittana on mahdottomuus kopioida esineitä, joilla on monimutkaisia kvanttirakenteita, kuten eläviä olentoja, dilitiumia tai latinaa. Todellisuudessa elävät olennot ja/tai mainitut elementit eivät välttämättä ole monimutkaisempia kvanttitasolla. Oletettu "lisämonimutkaisuus" on kirjoittajien keksimä välttääkseen sellaisia kysymyksiä kuin "miksi Tähtilaivasto ei voi kopioida ihmisiä?" The Next Generation -jaksossa "Loyalty" alienit käyttivät versiotaan replikaattoreista luodakseen Picard -huijarin . Lisäksi luku- ja kirjoitusvirheet aiheuttavat useita yksibittisiä virheitä replikoituun materiaaliin. Vaikka ihmiset eivät tavallisesti havaitsekaan, tietokoneskannaukset voivat paljastaa nämä epäjohdonmukaisuudet, ja ne voivat selittää (jotkut gourmetit ja asiantuntijat) usein valittaneen, että monistettujen ruokien ja juomien maku on huonompi. Nämä virheet voivat myös saada myrkyttömästä materiaalista myrkyllistä replikoituessaan tai luoda tappavia viruksia ja bakteereja aiemmin vaarattomista viruksista .
Star Trek -universumissa replikaattoria käytetään ensisijaisesti ruuan ja veden tuottamiseen tähtialuksilla , mikä eliminoi suuren tarjonnan tarpeen. (Tähtialuksilla, tähtitukikohdilla ja muilla asennuksilla on varaa hätäkäyttöön replikaattorivian tai energiakriisin varalta.) Star Trek: Deep Space 9: ssä havaittiin, että niin kauan kuin on olemassa energianlähde elämän ylläpitämiseen. , replikaatio, jota käytetään hengitysilman tarjoamiseen laivoille ja tähtitukikohdille (ja miehistön uloshengittämän hiilidioksidin hajottamiseksi), mikä tarjoaa loputtoman hapensaannin ja eliminoi ilmasäiliöiden kuljettamisen tarpeen.
Tätä tekniikkaa käytetään myös varaosien valmistukseen, mikä mahdollistaa useimpien alusten vaurioiden korjaamisen palaamatta tähtitukikohtaan. Replikaattoria käytetään myös tähtilaivaston univormujen sekä lelujen ja matkamuistojen valmistukseen [4] . Holodeck- ohjelma käyttää replikointia ruoan, vaatteiden ja muiden esineiden tuottamiseen osallistujien käyttöön tai kulutukseen.
Tähtilaivaston turvaprotokollat estävät vaarallisten esineiden, kuten aseiden ja myrkyllisten aineiden, luvattoman kopioimisen [5] .
Replikaattorit voivat myös muuttaa aineen energiaksi. Tätä periaatetta noudattaen laite voi purkaa minkä tahansa kohteen subatomisiksi hiukkasiksi. Seuraava energia voidaan sitten varastoida tulevaa käyttöä varten tai käyttää välittömästi myöhempään replikointiin. Tätä prosessia kutsutaan "kierrätyksellä" ja se koskee kaikkea likaisista astioista umpeen kasvaneisiin lasten vaatteisiin [6] .
Replicator-tekniikkaa, vaikka sitä tuotetaan suuressa mittakaavassa, ei voida käyttää monimutkaisten esineiden, kuten sukkulan tai tähtialusten, luomiseen (sarjan kirjoittajat uskovat, että kokonaisten tähtialusten kopioiminen "napin painalluksella" vaikuttaisi suuresti dramaattinen potentiaali). Kuitenkin Deep Space 9:ssä, jaksossa "The Reason", teollisia replikaattoreita käytetään kopioimaan suuria laivojen komponentteja, sukkuloja ja muita vastaavia esineitä, joita käytetään myöhemmin telakoilla tällaisten alusten rakentamiseen. Näin ollen vain 15 teollista replikaattoria riittää monistamaan komponentit, joita tarvitaan tähtilaivaston rakentamiseen tai auttamaan sivilisaatiota toipumaan planeetanlaajuisesta luonnonkatastrofista.
Replikointiteknologialla on tärkeä rooli rahattomassa ihmistaloudessa Star Trek -universumissa, koska se eliminoi käytännössä materiaalipulan.
Kun USS Voyager Star Trek: Voyagerissa siirrettiin Delta Quadrant -alueelle, kävi selväksi, että replikaattoritekniikka oli tuntematon joillekin alueen alkuperäiskansoille. Alkukausien aikanaKazon ja muut kilpailut yrittivät toistuvasti hankkia tekniikkaa. Kapteeni Katherine Janeway pelkäsi, että jos sivilisaatio hankki tämän teknologian ennen kuin se oli valmis, seuraukset voivat olla katastrofaaliset. Tästä syystä ja päädirektiivin vuoksi Janeway kieltäytyi luopumasta tekniikasta hinnalla millä hyvänsä. Lisäksi Voyagerin energiarajoitteet matkalla takaisin Alpha Quadrant -alueelle tarkoittivat, että replikaattorien tarjontaa oli valvottava tiukasti, minkä seurauksena "replikaattoriannoksesta" tuli aluksen epävirallinen valuutta. Tämä on myös syy siihen, miksi Neelixiä (paitsi miehistön moraalin tarjoamista tuoretta ruokaa valmistamalla) alettiin käyttää laivan kokkina. Osa ainesosista tuli vesiviljelylaboratoriosta .
Vuonna 2014 Nestlén tutkijat ilmoittivat työskentelevänsä replikaattorin kaltaisen teknologian parissa tavoitteenaan tarjota ihmisten ravitsemuksellisiin tarpeisiin räätälöityjä ruokia [7] .
Vuonna 2015 Star Trekin inspiroima Replicator-Emulator ehdottaa, että robotti kasvaa, tulostaa tai kerätä paitsi ruokaa, myös asuntoja, energiaa, liikennettä ja jopa kokonaisia kaupunkeja. WPProjects myönsi 250 apurahaa uusiutuvaan automaatioon (yksi projekti jokaisessa maailman maassa). Yhtiö sitoutui myös tärkeisiin sosiaalisiin ohjelmiin, joita tarvitaan ihmisten tulojen suojelemiseksi ja talouden vahvistamiseksi. Näin saatiin päätökseen uusiutuvien energialähteiden alan 2-vuotinen automatisointiprojekti [8] .
Vertailun vuoksi, 3D-tulostimet, jotka ovat nykyään valtavirran tekniikkaa ja joilla on useita vaikuttavia ja tärkeitä ominaisuuksia (mukaan lukien proteesien tai elinten luominen), ovat aivan erilaisia, koska ne eivät luo materiaalia "ex nihilo" (tyhästä). , tai tarkemmin sanottuna ytimistä tai atomeista tai ohjelmoiduista informaatiomalleista, mutta sen sijaan, kuten tavanomaisten tulostimien, on käytettävä jo olemassa olevia kehon materiaaleja. Lisäksi 3D-tulostimilla on rajoitetusti tulostusmateriaalia. Tällä hetkellä 3D-tulostinteknologiassa käytetään vain materiaaleja, jotka voidaan helposti sulattaa yhteen ekstruusio- tai sintrausprosessien avulla : muovit, metallit ja savet. Ruokaa, betonia ja joitakin muita materiaaleja on kuitenkin painettu onnistuneesti rajoitetussa mittakaavassa.
Lontoon Imperial Collegen fyysikot ovat havainneet, kuinka luoda ainetta valosta , mitä aiemmin pidettiin mahdottomaksi, kun idea esitettiin ensimmäisen kerran 80 vuotta sitten. Vain yhdessä päivässä Imperial Collegen laboratorio kehitti suhteellisen yksinkertaisen tavan todistaa fyysisesti teoria, jonka amerikkalaiset tutkijat Breit ja Wheeler esittivät ensimmäisen kerran vuonna 1934 [9] .
Ohiossa toimiva startup Beehex sai NASA :lta vuonna 2013 apurahan kehittää 3D-tulostustekniikkaa syväavaruuslentoihin. He alkoivat rakentaa robotteja tulostamaan ruokaa mahdollista kulutusta varten [10] .
| Star Trek -universumi | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sarja |
| ||||||
| Elokuvat |
| ||||||
| Kilpailut ja järjestöt |
| ||||||
| Tekniikka |
| ||||||
| Alueet |
| ||||||
| Ruuhkautuneita projekteja |
| ||||||
| Faniprojektit |
| ||||||
| Kulttuurivaikutus | |||||||