Snahy o to načrtnúť výrobky ktoré budú v budúcnosti vychádzať z dieľní inžinierov majú dlhú históriu. Na príkladoch minulosti možno ukázať aké sú dnešné možnosti. Zoberme si príklad Leonarda da Vinciho, ako dokázal predvídať tak mnoho a prečo sa miestami zmýlil?

Leonardo žil pred piatimi storočiami práve v období keď došlo k objavu Nového Sveta. Jeho predpovede sa nám zachovali v podobe náčrtov jednotlivých vynálezov; každý návrh sa dá chápať ako predpoveď niečoho čo by mohlo fungovať. Leonardo uspel ako mechanický inžinier: navrhol fungujúce zariadenia - mnohé z nich boli postavené až o stáročia neskôr - zariadenia na hĺbenie, spracovanie kovov, presun energie a iné. No zlyhal ako návrhár lietadiel: dnes už vieme že ním navrhnuté stroje by tak ako sú načrtnuté nikdy nemohli fungovať .

Jeho úspechy v oblasti dizajnu prístrojov možno pochopiť bez väčších obtiaží. V prípade že dokážu byť jednotlivé časti dostatočne dostatočne presne zostrojené z dostatočne pevného a silného materiálu, potom je návrh pomaly sa hýbajúcich strojov s pákami, kladkami a ložiskami iba otázkou geometrie a vyvažovania. Toto Leonardo pochopil veľmi dobre. Niektoré z jeho "predpovedí" sa stali predpoveďami dlhodobými práve z toho dôvodu že trvalo mnoho rokov kým ľudia dokázali vytvoriť diely tak presné, pevné a silné aby z nich mohli vytvoriť poriadne valivé ložiská - začali sa používať skoro 3 stáročia potom ako ich Leonardo predpovedal. Nápodobne aj prevody s oveľa účinnejším, cykloidálnym ozubením neboli vytvorené skoro celé 2 stáročia potom čo ich Leonardo narysoval. Jeden z jeho reťazových systémov nebol postavený skoro 3 stáročia.

Jeho zlyhanie v oblasti letectva sa dá taktiež ľahko pochopiť. Leonardova doba nepoznala aerodynamickú vedu a tak nemohol Leonardo vypočítať ani silu ktorá je na krídla použitá ani nemohol nič vedieť o požiadavkách na výkon a riadenie lietajúceho stroja.

Môžu ľudia v dnešnej dobe dúfať v predpovede týkajúce sa molekulárnych strojov tak presné ako boli tie Leonardove týkajúce sa strojov kovových? Môžme sa vyhnúť chybám podobným tým jeho v oblasti lietania? Leonardov príklad nám naznačuje že pravdepodobne môžeme. Na tomto mieste je vhodné pripomenúť že samotný Leonardo nemal príliš veľku dôveru v jeho lietadlá i to že aj v týchto chybných návrhoch boli zrnká pravdy. Správne predpokladal že isté lietajúce stroje sú možné, vlastne si tým mohol byť úplne istý pretože už existovali. Vtáky, netopiere i včely jednoznačne dokazovali skutočnosť letu. Ajkeď v jeho dobe neexistovali žiadné ložiská , prevodovky či reťazové systémy, mohol mať v takéto systémy dôveru. Veľký myslitelia už do tej doby dokázali vytvoriť silnú základňu poznatkov geometrických a poznatkov týkajúcich sa vyvažovania hmotností. Požadovaná sila a presnosť jednotlivých súčiastok mohli byť miestom pre pochyby, no nie ich vzájomný súzvuk pri pohybe a plnení funkcií. Leonardo tak mohol predvídať stroje ktoré vyžadovali lepšie súčiastky ako boli vtedy dostupné a stále nestratiť dôveru v svoje návrhy.

Predpokladané molekulárne technológie tiež spočívajú na širokej základni poznatkov, nielen čo sa týka oblasti geometrie a vyvažovania ale i poznatkov týkajúcich sa chemických väzieb, štatistickej mechaniky a fyziky ako takej. Tentokrát však pred nami problém vlastností materiálov nevyvstáva ako problém oddelený. Vlastnosti atómov a väzieb sú vlastnosti materiálov, a atómy k nám prichádzajú už urobené a dokonale štandardizované. Takže sa zdá že sme na náhľad do budúcnosti pripravený lepšie ako ľudia v Leonardových časoch: vieme viac o molekulách a riadenom utváraní väzieb ako oni vedeli o oceli a presnosti zariadení. Dodatočne môžme poukázať na nanozariadenia ktoré už existujú v našich bunkách podobne ako mohol Leonardo ukázať na vtáky lietajúce v nebesiach.

Predvídať to ako budú fungovať nanostroje druhej generácie postavené bielkovinovými strojmi je istotne jednoduchšie ako predvídať ako budú presné ocelové stroje vyrobené pomocou hrubých nástrojov Leonardových čias. Naučiť sa ako pomocou hrubých nástrojov vyrobiť presné zariadenia vyžadovalo čas, a metódy ako toho dosiahnuť boli všetko len nie zjavné. Molekulárne stroje budú naopak poskladané z identických predpripravených atomárnych častí ktoré len budú musieť byť pospájané tak a nie onak. Muselo byť ťažšie predstaviť si výrobu presných strojov pomocou hrubých nástrojov ako je pre nás dnes molekulárna tvarba. A vždy si môžeme byť istý tým že k molekulárnej tvarbe dochádza v prírode neustále. Máme tak k dispozícii oveľa viac dôvodov nášmu projektu dôverovať ako mal k dispozícii Leonardo.

V Leonardových časoch vedeli ľudia veľmi málo o podstate elektrinny a magnetizmu, a nevedeli nič o molekulách a kvantovej mechanike. Pred elektrickým osvetlením, rádiom či počítačom by istotne ostali stáť plný úžasu. No dnes sú základné zákony opisujúce bežnú hmotu - a to sú pre inžiniera tie najdôležitejšie zákony - dobre vysvetlené a pochopené. Podobne ako s prežívajúcimi teóriami gravitácie docielil motor vedeckého poznania -metóda nedôkazu- blízky súhlas všetkých preživších teórií hmoty.

Toto poznaním je poznaním moderným. Pred sto rokmi ľudia nevedeli presne vysvetliť prečo sú pevné telesá pevné či prečo Slnko svieti. Vedci neveľmi rozumeli zákonom ktoré riadia hmotu či už na úrovni sveta molekúl, ľudí, planét, alebo hviezd. Práve z tohto dôvodu bolo naše storočie storočím rozosievania tranzistorov a vodíkových bômb, a práve z tohto dôvodu už molekulárne technológie klopú na dvete. Toto poznanie je zdrojom nových nádejí i nebezpečí. Je nám však vďaka nemu poskytnutý spôsob ako hľadieť vpred a pripraviť sa.

Keď poznáme základné zákony technológií sú budúce možné stavy vecí predvídateľné ( samozrejme čiastočne a s mnohými hluchými miestami, ináč by Leonardov génius predvídal i mechanický počítač). Dokonca aj vtedy keď sú nám zákony prírody neveľmi známe, ako boli napríklad aerodynamické princípy v Leonardových časoch, dokáže nám samotná príroda naznačiť čo je možné. No a nakoniec keď nám teda ako veda tak i príroda prstom ukazujú na určitú možnosť, je možno vhodné zobrať si túto lekciu k srdcu a zariadiť sa podľa toho.


Prielom Tvariteľov

Nech sa bude základňa vedy akokoľvek vyvíjať a meniť, vždy bude pevným podložím umožňujúcim rast inžinierskeho know-how. V istom momente umožnia assemblery inžinierom vytvoriť čokoľvek sa dá navrhnúť bez nutnosti zaoberať sa tradičnými problémami materiálov a výroby. Už i dnes môžu inžinieri vďaka rôznym zjednodušujúcim metódam a počítačovým modelom vyvíjať návrhy v čase keď ešte neexistujú nástroje pomocou ktorých budú dotyčné plány realizované. Vďaka tomu je istý náhľad na budúcnosť možný - a ešte niečo navyše.

S postupom nanotechnológií nastane doba keď sa Tvaritelia stanú cieľom veľmi blízkym, keď bude cesta k nim vydláždená dôveryhodným a dobre financovaným programom. Ich očakávané schopnosti sa stanú zjavnými.

Dovtedy sa stane dizajn molekulárnych systémov pomocou počítačov bežnou no vysoko sofistikovanou záležitosťou. Jeho rozvoj bude podmienený pokrokom v oblasti informačných technológií a čoraz náročnejšími požiadavkami molekulárnych inžinierov. Pomocou týchto nástrojov budú inžinieri schopný navrhovať nanozariadenia druhej generácie, včítane druhej generácie Tvariteľov ktorý budú nevyhnutní pre ich vznik. A čo viac, pomocou vytvorenia širokého poľa možných nepresností - a taktiež vďaka príprave alternatívnych návrhov - dokážu inžinieri vyhotoviť mnoho systémov ktoré budú fungovať hneď na prvý pokus. V svete simulovaných molekúl budú vytvorené presné modely.

Zamyslime sa nad silou možnej situácie: práca na najvýznamnejšom, najvšeobecnejšom výrobnom systéme histórie je v plnom prúde a k dispozícii je taktiež i navrhovací systém. Budú všetci čakať dokým budú Tvaritelia postavený? Alebo spoločnosti či krajiny zareagujú na súťaživé tlaky dopredu a budú navrhovať nanosystémy predom, aby tak urýchlili využitie Tvariteľov ihneď od momentu kedy dôjde k ich príchodu?

Je takmer isté že tento proces dizajnu-vopred nastane, jediná otázka znie kedy bude zahájený a ako ďaleko zájde. Roky pokojného pokroku môžu po príchode assemblerov prepuknúť v zmeny s nepredstaviteľnou silou. Od toho ako dobre dokážeme vopred navrhnúť, a od toho čo vlastne navrhneme, závisí to či zanikneme alebo prežijeme.

Keďže bude mať tento prielom vplyv takmer na všetky technológie, je náhľad na budúcnosť úlohou nesmiernou. Z univerza všetkých možných mechanických zariadení nahliadol Leonardov génius iba na malú hŕstku. Nápodobne aj z šíreho univerza budúcich technológií nahliadajú mysle dneška iba na pár možností. No zdá sa že pokrok v niektorých oblastiach bude hrať klúčovú rolu.

Zdravotná starostlivosť, dobíjanie vesmíru, zdokonalovanie počítačov i vznik nových spoločenských modelov sa navzájom prelínajú. Príchod assemblerov ovplyvní všetky tieto oblasti.