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Máquina autorreplicante

Una forma simple de autorreplicación de máquinas Una máquina autorreplicante es un tipo de robot autónomo capaz de reproducirse a sí mismo de forma autónoma utilizando materias ...

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Una forma simple de autorreplicación de máquinas

Una máquina autorreplicante es un tipo de robot autónomo capaz de reproducirse a sí mismo de forma autónoma utilizando materias primas que se encuentran en el entorno, exhibiendo así la autorreplicación de una manera análoga a la que se encuentra en la naturaleza . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] El concepto de máquinas autorreplicantes ha sido desarrollado y examinado por Homer Jacobson , Edward F. Moore , Freeman Dyson , John von Neumann , Konrad Zuse [ 4 ] [ 5 ] y, más recientemente, por K. Eric Drexler en su libro sobre nanotecnología , Engines of Creation (acuñando el término replicador ruidoso para tales máquinas) y por Robert Freitas y Ralph Merkle en su revisión Kinematic Self-Replicating Machines [ 6 ] que proporcionó el primer análisis exhaustivo de todo el espacio de diseño de replicadores. El desarrollo futuro de dicha tecnología es parte integral de varios planes que involucran la minería de lunas y cinturones de asteroides para obtener minerales y otros materiales, la creación de fábricas lunares e incluso la construcción de satélites de energía solar en el espacio. La sonda de von Neumann [ 7 ] es un ejemplo teórico de dicha máquina. Von Neumann también trabajó en lo que denominó el constructor universal , una máquina autorreplicante capaz de evolucionar, la cual formalizó en un entorno de autómatas celulares . Cabe destacar que el esquema de autómatas autorreplicantes de Von Neumann postulaba que la evolución abierta requiere que la información heredada se copie y transmita a la descendencia por separado de la máquina autorreplicante, una idea que precedió al descubrimiento de la estructura de la molécula de ADN por Watson y Crick y a cómo se traduce y replica por separado en la célula. [ 8 ] [ 9 ]

Una máquina autorreplicante es un sistema artificial autorreplicante que se basa en tecnología convencional a gran escala y automatización. El concepto, propuesto por primera vez por Von Neumann a más tardar en la década de 1940, ha atraído una variedad de enfoques diferentes que involucran diversos tipos de tecnología. En la literatura se encuentran ocasionalmente ciertos términos idiosincrásicos. Por ejemplo, el término replicador ruidoso fue utilizado en una ocasión por Drexler [ 10 ] para distinguir los sistemas de replicación a macroescala de los nanorobots microscópicos o " ensambladores " que la nanotecnología podría posibilitar, pero el término es informal y rara vez se usa en discusiones populares o técnicas. Los replicadores también han sido llamados "máquinas de von Neumann" en honor a John von Neumann, quien fue el primero en estudiar rigurosamente la idea. Sin embargo, el término "máquina de von Neumann" es menos específico y también se refiere a una arquitectura de computadora completamente diferente que von Neumann propuso, por lo que se desaconseja su uso cuando la precisión es importante. [ 6 ] Von Neumann utilizó el término constructor universal para describir dichas máquinas autorreplicantes.

Los historiadores de las máquinas herramienta , incluso antes de la era del control numérico , a veces decían figurativamente que las máquinas herramienta eran una clase única de máquinas porque tienen la capacidad de "reproducirse a sí mismas" [ 11 ] copiando todas sus piezas. Implícito en estas discusiones está que un humano dirigiría los procesos de corte (planificando y programando posteriormente las máquinas) y luego ensamblaría las piezas. Lo mismo ocurre con las RepRap , que son otra clase de máquinas que a veces se mencionan en referencia a dicha "autorreplicación" no autónoma. Estas discusiones se refieren a conjuntos de máquinas herramienta, y dichos conjuntos tienen la capacidad de reproducir sus propias piezas, la cual es finita y baja para una sola máquina, y asciende a casi el 100% con conjuntos de solo una docena de máquinas similares, pero con un funcionamiento único, estableciendo lo que los autores Frietas y Merkle denominan cierre de materia o material. El cierre de energía es la siguiente dimensión más difícil de cerrar, y el control la más difícil, señalando que no hay otras dimensiones en el problema. En cambio, las máquinas que son verdaderamente autorreplicantes de forma autónoma (como las máquinas biológicas ) son el tema principal que se analiza aquí, y tendrían un cierre en cada una de las tres dimensiones.

Historia

El concepto general de máquinas artificiales capaces de producir copias de sí mismas se remonta al menos a varios siglos atrás. Una referencia temprana es una anécdota sobre el filósofo René Descartes , quien sugirió a la reina Cristina de Suecia que el cuerpo humano podía considerarse una máquina; ella respondió señalando un reloj y ordenando «asegúrate de que se reproduzca». [ 12 ] También existen otras variaciones de esta respuesta anecdótica. Samuel Butler propuso en su novela Erewhon de 1872 que las máquinas ya eran capaces de reproducirse a sí mismas, pero que fue el hombre quien las hizo hacerlo, [ 13 ] y añadió que «las máquinas que reproducen maquinaria no reproducen máquinas de su propia especie» . [ 14 ] En el libro de George Eliot de 1879 , Impresiones de Teofrasto Such , una serie de ensayos que escribió bajo el personaje de un erudito ficticio llamado Teofrasto, el ensayo "Sombras de la raza venidera" especulaba sobre máquinas autorreplicantes, con Teofrasto preguntando "¿cómo sé que no pueden ser hechas en última instancia para llevar, o pueden no desarrollar en sí mismas, condiciones de autoabastecimiento, autorreparación y reproducción?". [ 15 ]

En 1802, William Paley formuló el primer argumento teleológico conocido que describe máquinas que producen otras máquinas, [ 16 ] sugiriendo que la cuestión de quién fabricó originalmente un reloj se volvía irrelevante si se demostraba que el reloj era capaz de fabricar una copia de sí mismo. [ 17 ] El estudio científico de las máquinas autorreproductoras fue anticipado por John Bernal ya en 1929 [ 18 ] y por matemáticos como Stephen Kleene, quien comenzó a desarrollar la teoría de la recursión en la década de 1930. [ 19 ] Sin embargo, gran parte de este último trabajo estuvo motivado por el interés en el procesamiento de la información y los algoritmos, más que por la implementación física de dicho sistema. En el transcurso de la década de 1950, se hicieron sugerencias de varios sistemas mecánicos cada vez más simples capaces de autorreproducción, en particular por Lionel Penrose . [ 20 ] [ 21 ]

Modelo cinemático de Von Neumann

Una propuesta conceptual detallada para una máquina autorreplicante fue presentada por primera vez por el matemático John von Neumann en conferencias impartidas en 1948 y 1949, cuando propuso un modelo cinemático de autómatas autorreplicantes como un experimento mental . [ 22 ] [ 23 ] El concepto de Von Neumann de una máquina autorreplicante física se trató solo de forma abstracta, con la máquina hipotética utilizando un "mar" o almacén de piezas de repuesto como su fuente de materias primas. La máquina tenía un programa almacenado en una cinta de memoria que le indicaba que recuperara piezas de este "mar" usando un manipulador, las ensamblara en una copia de sí misma y luego transfiriera el contenido de su cinta de memoria al nuevo duplicado. La máquina se concibió como compuesta por tan solo ocho tipos diferentes de componentes: cuatro elementos lógicos para enviar y recibir estímulos y cuatro elementos mecánicos para proporcionar soporte estructural y movilidad. Aunque cualitativamente sólido, von Neumann evidentemente no estaba satisfecho con este modelo de máquina autorreplicante debido a la dificultad de analizarlo con precisión matemática. En su lugar, desarrolló un modelo de autorreplicador aún más abstracto basado en autómatas celulares . [ 24 ] Su concepto cinemático original permaneció desconocido hasta que se popularizó en un número de Scientific American de 1955. [ 25 ]

El objetivo de Von Neumann para su teoría de autómatas autorreplicantes , tal como se especificó en sus conferencias en la Universidad de Illinois en 1949, [ 22 ] era diseñar una máquina cuya complejidad pudiera crecer automáticamente de forma similar a los organismos biológicos bajo selección natural . Se preguntó cuál es el umbral de complejidad que debe superarse para que las máquinas puedan evolucionar. [ 8 ] Su respuesta fue diseñar una máquina abstracta que, al ejecutarse, se replicara a sí misma. Cabe destacar que su diseño implica que la evolución abierta requiere que la información heredada se copie y se transmita a la descendencia por separado de la máquina autorreplicante, una idea que precedió al descubrimiento de la estructura de la molécula de ADN por Watson y Crick y cómo se traduce y replica por separado en la célula. [ 8 ] [ 9 ]

Las plantas artificiales vivas de Moore

En 1956, el matemático Edward F. Moore propuso la primera sugerencia conocida para una máquina autorreplicante práctica del mundo real, también publicada en Scientific American . [ 26 ] [ 27 ] Las "plantas vivas artificiales" de Moore se propusieron como máquinas capaces de usar aire, agua y tierra como fuentes de materias primas y de obtener su energía de la luz solar a través de una batería solar o una máquina de vapor . Eligió la costa como hábitat inicial para dichas máquinas, dándoles fácil acceso a los químicos del agua de mar, y sugirió que las generaciones posteriores de la máquina podrían diseñarse para flotar libremente en la superficie del océano como barcazas de fábrica autorreplicantes o para ser colocadas en terrenos desérticos áridos que de otro modo serían inútiles para fines industriales. Los autorreplicadores serían "cosechados" para obtener sus componentes, que la humanidad usaría en otras máquinas no replicantes.

Sistemas de replicación de Dyson

El siguiente gran avance del concepto de máquinas autorreplicantes fue una serie de experimentos mentales propuestos por el físico Freeman Dyson en su Conferencia Vanuxem de 1970. [ 28 ] [ 29 ] Propuso tres aplicaciones a gran escala de replicadores de máquinas. La primera consistía en enviar un sistema autorreplicante a Encélado , la luna de Saturno , que además de producir copias de sí mismo, también estaría programado para fabricar y lanzar naves espaciales de carga propulsadas por velas solares . Estas naves espaciales transportarían bloques de hielo de Encélado a Marte , donde se utilizarían para terraformar el planeta . Su segunda propuesta era un sistema de fábrica alimentado por energía solar diseñado para un entorno desértico terrestre, y su tercera era un "kit de desarrollo industrial" basado en este replicador que podría venderse a países en desarrollo para proporcionarles tanta capacidad industrial como desearan. Cuando Dyson revisó y reimprimió su conferencia en 1979, agregó propuestas para una versión modificada de las plantas artificiales vivientes marinas de Moore que fue diseñada para destilar y almacenar agua dulce para uso humano [ 30 ] y el " Astrochicken ".

Automatización avanzada para misiones espaciales

Representación artística de una fábrica lunar robótica de "crecimiento autónomo".

En 1980, inspirada por un taller de "Nuevas Direcciones" celebrado en Wood's Hole en 1979, la NASA llevó a cabo un estudio conjunto de verano con la ASEE titulado "Automatización Avanzada para Misiones Espaciales" para elaborar una propuesta detallada de fábricas autorreplicantes que permitieran desarrollar recursos lunares sin necesidad de lanzamientos adicionales ni trabajadores humanos en el lugar. El estudio se realizó en la Universidad de Santa Clara entre el 23 de junio y el 29 de agosto, y el informe final se publicó en 1982. [ 31 ] El sistema propuesto habría sido capaz de aumentar exponencialmente la capacidad productiva y su diseño podría modificarse para construir sondas autorreplicantes para explorar la galaxia.

El diseño de referencia incluía pequeños carros eléctricos controlados por computadora que se desplazaban sobre rieles dentro de la fábrica, "máquinas pavimentadoras" móviles que utilizaban grandes espejos parabólicos para concentrar la luz solar sobre el regolito lunar , fundiéndolo y sinterizándolo para obtener una superficie dura apta para la construcción, y cargadoras frontales robóticas para la minería a cielo abierto . El regolito lunar en bruto se refinaría mediante diversas técnicas, principalmente la lixiviación con ácido fluorhídrico . Se propusieron grandes vehículos de transporte con diversos brazos manipuladores y herramientas como constructores que ensamblarían nuevas fábricas a partir de piezas y conjuntos producidos por su planta matriz.

La energía sería suministrada por una estructura de células solares sostenida por pilares. El resto de la maquinaria se ubicaría debajo de dicha estructura.

Un robot de fundición utilizaría herramientas y plantillas de escultura para crear moldes de yeso . Se eligió el yeso porque los moldes son fáciles de fabricar, permiten obtener piezas precisas con buenos acabados superficiales y, además, se puede reciclar fácilmente mediante un horno para eliminar el agua. El robot fundiría la mayoría de las piezas a partir de roca fundida no conductora ( basalto ) o metales purificados. También se incluyó un sistema de corte y soldadura láser de dióxido de carbono .

Se especificó un fabricante de microchips más complejo y con un enfoque más especulativo para producir los sistemas informáticos y electrónicos, pero los diseñadores también dijeron que podría resultar práctico enviar los chips desde la Tierra como si fueran "vitaminas".

Un estudio de 2004, apoyado por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA, llevó esta idea más allá. [ 32 ] Algunos expertos están empezando a considerar máquinas autorreplicantes para la minería de asteroides .

Gran parte del estudio de diseño se centró en un sistema químico simple y flexible para procesar los minerales, y en las diferencias entre la proporción de elementos necesarios para el replicador y las proporciones disponibles en el regolito lunar . El elemento que más limitaba la tasa de crecimiento era el cloro , necesario para procesar el regolito y obtener aluminio . El cloro es muy escaso en el regolito lunar.

Replicadores Lackner-Wendt Auxon

En 1995, inspirados por la sugerencia de Dyson de 1970 de sembrar desiertos deshabitados en la Tierra con máquinas autorreplicantes para el desarrollo industrial, Klaus Lackner y Christopher Wendt desarrollaron un esquema más detallado para dicho sistema. [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Propusieron una colonia de robots móviles cooperativos de 10 a 30  cm de tamaño que se desplazarían sobre una cuadrícula de pistas cerámicas electrificadas alrededor de equipos de fabricación estacionarios y campos de células solares. Su propuesta no incluía un análisis completo de los requisitos de materiales del sistema, pero describía un método novedoso para extraer los diez elementos químicos más comunes que se encuentran en la capa superficial del suelo del desierto (Na, Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Al, C, O 2 y H 2 ) utilizando un proceso carbotérmico de alta temperatura. Esta propuesta se popularizó en la revista Discover , que presentaba equipos de desalinización alimentados por energía solar utilizados para irrigar el desierto en el que se basaba el sistema. [ 36 ] Llamaron a sus máquinas "Auxons", de la palabra griega auxein que significa "crecer".

Trabajos recientes

Estudios del NIAC sobre sistemas autorreplicantes

Siguiendo la línea del estudio de 1980 "Automatización avanzada para misiones espaciales", el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA inició varios estudios sobre el diseño de sistemas autorreplicantes en 2002 y 2003. Se otorgaron cuatro subvenciones de fase I:

Impulsando fábricas autorreplicantes en el espacio.

En 2012, los investigadores de la NASA Metzger , Muscatello, Mueller y Mantovani defendieron un enfoque denominado "autoarranque" para iniciar fábricas autorreplicantes en el espacio. [ 43 ] Desarrollaron este concepto basándose en las tecnologías de Utilización de Recursos In Situ (ISRU, por sus siglas en inglés) que la NASA ha estado desarrollando para "aprovechar los recursos terrestres" en la Luna o Marte. Su modelo mostró que en tan solo 20 a 40 años esta industria podría volverse autosuficiente y luego crecer a gran escala, lo que permitiría una mayor exploración espacial y proporcionaría beneficios a la Tierra. En 2014, Thomas Kalil, de la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca , publicó en el blog de la Casa Blanca una entrevista con Metzger sobre el autoarranque de la civilización del sistema solar a través de una industria espacial autorreplicante. [ 44 ] Kalil solicitó al público que presentara ideas sobre cómo "la Administración, el sector privado, los filántropos, la comunidad investigadora y los divulgadores pueden impulsar estos objetivos". Kalil relacionó este concepto con lo que el ex tecnólogo jefe de la NASA, Mason Peck, denominó "Exploración sin masa", la capacidad de fabricar todo en el espacio sin necesidad de lanzarlo desde la Tierra. Peck afirmó: "...toda la masa que necesitamos para explorar el sistema solar ya está en el espacio. Simplemente tiene la forma equivocada". [ 45 ] En 2016, Metzger argumentó que los astronautas podrían iniciar una industria totalmente autorreplicante en varias décadas desde un puesto avanzado lunar, con un costo total (puesto avanzado más la puesta en marcha de la industria) de aproximadamente un tercio de los presupuestos espaciales de las naciones socias de la Estación Espacial Internacional , y que esta industria resolvería los problemas energéticos y ambientales de la Tierra, además de proporcionar exploración sin masa. [ 46 ]

Motivos de mosaicos de ADN artificial de la Universidad de Nueva York

En 2011, un equipo de científicos de la Universidad de Nueva York creó una estructura llamada «BTX» (triple hélice curvada) basada en tres moléculas de doble hélice, cada una formada por una corta hebra de ADN. Al tratar cada grupo de tres dobles hélices como una letra de código, pueden (en principio) construir estructuras autorreplicantes que codifican grandes cantidades de información. [ 47 ] [ 48 ]

Autorreplicación de polímeros magnéticos

En 2001, Jarle Breivik, de la Universidad de Oslo, creó un sistema de bloques de construcción magnéticos que, en respuesta a las fluctuaciones de temperatura, forman espontáneamente polímeros autorreplicantes. [ 49 ]

Autorreplicación de circuitos neuronales

En 1968, Zellig Harris escribió que "el metalenguaje está en el lenguaje" [ 50 ] , sugiriendo que la autorreplicación es parte del lenguaje. En 1977, Niklaus Wirth formalizó esta proposición al publicar una gramática libre de contexto determinista autorreplicante . [ 51 ] Añadiéndole probabilidades, Bertrand du Castel publicó en 2015 una gramática estocástica autorreplicante y presentó un mapeo de esa gramática a redes neuronales , presentando así un modelo para un circuito neuronal autorreplicante. [ 52 ]

Instituto Wyss de Harvard

El 29 de noviembre de 2021, un equipo del Instituto Wyss de Harvard construyó los primeros robots vivientes capaces de reproducirse. [ 53 ]

Naves espaciales autorreplicantes

La idea de una nave espacial automatizada capaz de construir copias de sí misma fue propuesta por primera vez en la literatura científica en 1974 por Michael A. Arbib , [ 54 ] [ 55 ] pero el concepto había aparecido antes en la ciencia ficción, como la novela Berserker de 1967 de Fred Saberhagen o la trilogía de novelas cortas de 1950 El viaje del Space Beagle de AE ​​van Vogt . El primer análisis de ingeniería cuantitativa de una nave espacial autorreplicante fue publicado en 1980 por Robert Freitas , [ 56 ] en el que el diseño del Proyecto Dédalo, que no era replicante, fue modificado para incluir todos los subsistemas necesarios para la autorreplicación. La estrategia del diseño era usar la sonda para entregar una fábrica de "semillas" con una masa de aproximadamente 443 toneladas a un sitio distante, hacer que la fábrica de semillas replicara muchas copias de sí misma allí para aumentar su capacidad de fabricación total, y luego usar el complejo industrial automatizado resultante para construir más sondas con una sola fábrica de semillas a bordo de cada una.

Perspectivas de implementación

A medida que el uso de la automatización industrial se ha expandido con el tiempo, algunas fábricas han comenzado a acercarse a una apariencia de autosuficiencia que sugiere máquinas autorreplicantes. [ 57 ] Sin embargo, es improbable que tales fábricas logren un "cierre total" [ 58 ] hasta que el costo y la flexibilidad de la maquinaria automatizada se acerquen a los de la mano de obra humana y la fabricación de piezas de repuesto y otros componentes localmente sea más económica que transportarlos desde otros lugares. Como ha señalado Samuel Butler en Erewhon , la replicación de fábricas de máquinas herramienta universales parcialmente cerradas ya es posible. Dado que la seguridad es un objetivo primordial de toda consideración legislativa de regulación de dicho desarrollo, los esfuerzos de desarrollo futuros pueden limitarse a sistemas que carecen de cierre de control, materia o energía. Los replicadores de máquinas totalmente capaces son más útiles para desarrollar recursos en entornos peligrosos que no son fácilmente accesibles por los sistemas de transporte existentes (como el espacio exterior ).

Un replicador artificial puede considerarse una forma de vida artificial . Dependiendo de su diseño, podría evolucionar durante un período prolongado. [ 59 ] Sin embargo, con una corrección de errores robusta y la posibilidad de intervención externa, el escenario común de la ciencia ficción de una vida robótica fuera de control seguirá siendo extremadamente improbable en un futuro previsible. [ 60 ]

En la ficción

Entre los autores que han utilizado máquinas autorreplicantes en obras de ficción se incluyen: Philip K. Dick , [ 2 ] Arthur C. Clarke , [ 2 ] Karel Čapek : ( RUR : Rossum's Universal Robots (1920)), [ 2 ] [ 1 ] John Sladek ( The Reproductive System ), [ 2 ] Samuel Butler ( Erewhon ), [ 2 ] Dennis E. Taylor [ 61 ] y EM Forster ( The Machine Stops (1909)). [ 1 ]

Otras fuentes

  • Se han concedido varias patentes para conceptos de máquinas autorreplicantes. [ 62 ] Patente estadounidense 5,659,477 "Máquinas de fabricación fundamentales autorreplicantes (unidades F)" Inventor: Collins; Charles M. (Burke, Va.) (agosto de 1997), patente estadounidense 5,764,518 "Sistema de máquina de fabricación fundamental autorreplicante" Inventor: Collins; Charles M. (Burke, Va.) (junio de 1998); y patente PCT de Collins WO 96/20453: [ 63 ] "Método y sistema para estaciones de fabricación autorreplicantes" Inventores: Merkle; Ralph C. (Sunnyvale, Calif.), Parker; Eric G. (Wylie, Tex.), Skidmore; George D. (Plano, Tex.) (enero de 2003).
  • Los replicadores macroscópicos se mencionan brevemente en el cuarto capítulo del libro de K. Eric Drexler de 1986 , Motores de la Creación . [ 10 ]
  • En 1995, Nick Szabo propuso el reto de construir un replicador a macroescala a partir de kits de robots Lego y piezas básicas similares. [ 64 ] Szabo escribió que este enfoque era más fácil que las propuestas anteriores para replicadores a macroescala, pero predijo correctamente que incluso este método no daría como resultado un replicador a macroescala en diez años.
  • En 2004, Robert Freitas y Ralph Merkle publicaron la primera revisión exhaustiva del campo de la autorreplicación (de la cual se deriva gran parte del material de este artículo, con el permiso de los autores), en su libro Kinematic Self-Replicating Machines , que incluye más de 3000 referencias bibliográficas. [ 6 ] Este libro incluyó un nuevo diseño de ensamblador molecular, [ 65 ] una introducción a las matemáticas de la replicación, [ 66 ] y el primer análisis exhaustivo de todo el espacio de diseño de replicadores. [ 67 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • Colvin, Fred H. (1947), Sesenta años con hombres y máquinas , Nueva York y Londres: McGraw-Hill, LCCN 47003762 Disponible como reimpresión de Lindsay Publications ( ISBN) 978-0-917914-86-7). Prólogo de Ralph Flanders .
  • M. Sipper, Cincuenta años de investigación sobre la autorreplicación: una visión general , Artificial Life, vol. 4, n.º 3, págs.  237-257, verano de 1998.
  • Freeman Dyson amplió las teorías de autómatas de Neumann y propuso una teoría inspirada en la biotecnología. Véase Astrochicken .
  • El primer estudio de diseño técnico de una sonda interestelar autorreplicante fue publicado en un artículo de Robert Freitas en 1980 .
  • Los replicadores ruidosos también se mencionan brevemente en el cuarto capítulo del libro de K. Eric Drexler de 1986, Engines of Creation .
  • Artículo publicado en la revista Discover de octubre de 1995 sobre un sistema replicador ruidoso propuesto para el desarrollo de desiertos terrestres , que mostraba bosques de paneles solares que alimentaban equipos de desalinización para irrigar la tierra.
  • En 1995, Nick Szabo propuso el reto de construir un replicador a macroescala a partir de kits de robótica Lego y piezas básicas similares. Szabo escribió que este método era más sencillo que las propuestas anteriores para replicadores a macroescala, pero predijo con acierto que ni siquiera este método daría como resultado un replicador a macroescala en diez años.
  • En 1998, Chris Phoenix propuso una idea general para un replicador a macroescala en el grupo de noticias sci.nanotech , que funcionaría en un baño de plástico líquido curado con luz ultravioleta , solidificando selectivamente el plástico para formar piezas sólidas. El procesamiento se realizaría mediante lógica fluidica . La energía para el proceso se suministraría mediante una fuente presurizada del líquido.
  • En 2001, Peter Ward mencionó en su libro Future Evolution que un replicador ruidoso y fugado estaba destruyendo a la raza humana .
  • En 2004, General Dynamics completó un estudio para el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA. Dicho estudio concluyó que la complejidad del desarrollo era equivalente a la de un Pentium 4 y promovió un diseño basado en autómatas celulares.
  • En 2004, Robert Freitas y Ralph Merkle publicaron la primera revisión exhaustiva del campo de la autorreplicación en su libro Kinematic Self-Replicating Machines , que incluye más de 3000 referencias bibliográficas.
  • En 2005, Adrian Bowyer, de la Universidad de Bath, inició el proyecto RepRap para desarrollar una máquina de prototipado rápido capaz de autorreplicarse, lo que permitiría que dichas máquinas fueran lo suficientemente económicas como para que la gente pudiera comprarlas y usarlas en sus hogares. El proyecto publica su material bajo la licencia GNU GPL .