Nella nanotecnologia, l'assemblaggio esponenziale è una forma di auto-replicazione in cui minuscoli dispositivi chiamati nanorobot costruiscono ripetutamente copie di se stessi. Affinché l'assemblaggio esponenziale avvenga in modo ordinato, devono essere soddisfatte quattro condizioni.
La prima condizione è che ogni nanorobot debba costruire almeno due copie di se stesso durante la sua vita operativa. Queste copie devono essere esatte in ogni dettaglio, inclusa la capacità di riproduzione. Più copie può produrre ciascuna unità, più rapidamente crescerà la popolazione.
La seconda condizione è che devono esistere energia e ingredienti sufficienti in modo che il processo possa continuare per il periodo di tempo specificato o fino a quando non viene raggiunta una popolazione specifica di nanorobot. Poiché la popolazione cresce in modo esponenziale, il numero di unità aumenterà rapidamente. Ad esempio, se una popolazione inizia con un nanorobot e se ciascuna unità crea tre copie di se stessa, la popolazione crescerà di potenze di tre. Supponiamo che la replicazione avvenga quotidianamente e che ogni nanorobot termini la sua vita utile non appena si è riprodotto. Quindi dopo due giorni la popolazione sarà 3 2 = 9 unità, dopo tre giorni sarà 3 3 = 27 unità, dopo quattro giorni sarà 3 4 = 81 unità e, in generale, dopo n giorni la popolazione sarà 3 n unità.
La terza condizione per l'assemblaggio esponenziale è che l'ambiente sia controllato in modo che il processo di replica possa procedere in modo efficiente. Turbolenze eccessive, temperature estreme, radiazioni intense o altre circostanze avverse potrebbero impedire il corretto funzionamento dei nanorobot e causare l'interruzione o il fallimento del processo prima che dovrebbe terminare.
La quarta condizione è che il processo sia programmato per terminare a un certo punto, o essere modificato in modo che la popolazione non possa superare un certo numero massimo di unità. Altrimenti, i nanorobot finiranno per affollarsi a vicenda fuori dal loro mondo e il processo si fermerà catastroficamente.
Confronta l'auto-replicazione e vedi anche nanotecnologia, assemblaggio posizionale e autoassemblaggio.