La propiedad esencial de todos los seres vivos es la reproducción. No hay ninguna razón teórica por la que los robots suficientemente avanzados no puedan construir copias de sí mismos. En Algunos límites a la ecofagia global, Freitas analizó la física de la nanotecnología autorreplicante. Concluyó que los replicadores más pequeños y más rápidos posibles serían similares en tamaño, consumo de energía y velocidad de reproducción como bacterias, o quizás un orden de magnitud más rápido y más eficiente. En última instancia, los replicadores están limitados por el costo de energía de separar los átomos, del orden de 10 ^ -20 J a temperatura ambiente.
Éste es un punto importante. Para que una especie de vida artificial sea viable por sí sola, tiene que ser capaz de competir con la vida basada en el ADN por los átomos y la energía. Parte de la tecnología necesaria está en su lugar. Por ejemplo, las plantas a base de clorofila pueden convertir, como máximo, el 8% (para la caña de azúcar) de la luz solar en energía alimentaria. Pero ya tenemos células solares que funcionan con una eficiencia del 20% al 30%. Todavía no tenemos la tecnología para construir máquinas moleculares posicionando átomos individuales donde queramos, al menos no de manera eficiente. Necesitamos resolver este problema porque la computación moviendo átomos, como copiar ADN, usa una billonésima de energía que copiar bits en silicio.
El futuro es difícil de predecir, pero podemos adivinar cuándo sucederá esto proyectando ingenuamente la ley de Moore. Actualmente, la capacidad de almacenamiento del mundo, distribuida en varios miles de millones de computadoras y teléfonos, es de unos pocos zettabytes, o 10 ^ 22 bits. En una estimación del ADN total en la biosfera, Landenmark, Forgan y Cockell estiman que la biosfera del mundo contiene 5 x 10 ^ 31 megabases de ADN, o 10 ^ 38 bits. Si asumimos que la capacidad de almacenamiento global continúa duplicándose cada 1.5 años, como lo ha hecho desde la década de 1950 (Gráfico de disminución de los precios de la memoria con el tiempo), entonces deberíamos llegar a este punto en la década de 2090.
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