Броят на изследванията, проведени в света днес, които могат да обърнат събитията от известния филм „Аватар“на Джеймс Камерън, нараства всеки ден и носи осезаеми резултати. Такива проучвания са придружени с конкретни резултати; за тях говорят не само мечтатели и писатели на научна фантастика, но и видни учени и лидери, включително руски. Например Дмитрий Рогозин неотдавна в едно от интервютата си каза пред репортери, че сред проектите, изпълнявани от Руската фондация за напреднали изследвания, има и работа по създаването на аватар.
Днес под аватар се разбира набор от компоненти - един вид симбиоза на машина (изпълнителен механизъм) и човешки мозък, която е изградена на базата на невроинтерфейс. Ако такива технологии бъдат приложени изцяло, човек ще може да управлява както отделен задвижващ механизъм, така и цялата машина от разстояние с помощта на мислите си. Аватарът е един вид пълноценно „аз“от разстояние. Всичко, което се случва около робота-аватара, трябва да бъде предадено изцяло на оператора с такова ниво на увереност, че той да се чувства на същото място като самия задвижващ механизъм. Това е много по -трудно за изпълнение от обичайното управление на робот от разстояние, което е налично от времето на съветските лунни кораби.
Научните и техническите постижения, натрупани през последния половин век, вече дават възможност да се заменят 60-70% от функциите на човешкото тяло. Понастоящем остава само да анализираме какво точно ще ни даде възможност да се отървем от фантазиите и да преминем към истинския дизайн на аватар, тъй като наистина има предпоставка. Постижението на цялото човечество е развитието на голям брой най -различни роботи, които днес придобиват способността не само да решават програмирани задачи, но и самостоятелно да вземат решения, да оценяват ситуацията. Когнитивните способности на съвременните роботизирани системи се доближават все повече до възможностите на човека.
Съвременните големи компании също са усетили перспективите на този вид работа. Например Google само през 2013 г., само за шест месеца, придоби 8 компании по роботика по света. Сред покупките на интернет гиганта е известната компания Boston Dynamics, както и японската Shaft. Освен това Google има интерес към биоинженерството и през 2013 г. Google основава California Life Company, биотехнологична компания Calico.
Първите лястовици
Неврофизиците са направили важна крачка към приближаването на аватара до реалността. Те успяха да научат маймуните да използват две виртуални ръце, като ги контролират само с помощта на мисълта. Това е важна стъпка в развитието на интерфейса мозък-компютър. Досега маймуните контролират виртуални ръце на компютърен екран, с тяхна помощ не можете да се насладите истински. Въпреки това, като контролират тези виртуални ръце с помощта на мозъка и решават проблеми с тяхна помощ на екрана на монитора, маймуните получават награда. Виртуалните ръце са аватарът на маймуната.
Тези експерименти се провеждат днес в лабораторията на неврофизиолога Мигел Николелис в Медицинския център на университета Дюк. В експеримента участват две маймуни - мъжки и женски. Учените са имплантирали рекорден брой микроелектроди в мозъка на всеки от тях, които участват в записването на електрическата активност на мозъчните неврони. В мозъка на жената са имплантирани 768 електрода, на мъжа - 384. Доскоро това не можеше да се направи от нито един неврофизиолог по света.
Микроелектродите са разположени на специални дъски, които са били разположени в различни области на мозъчната кора на маймуната. Всеки от тези микроелектроди записва електрически импулси от околните неврони. В резултат на това учените успяват да запишат активността на повече от 500 неврона във всяка маймуна. В същото време на маймуните беше показан аватар, който може да манипулира обекти с различна форма. Тогава те започнаха да се научават как да го управляват с джойстик.
По време на този контрол учените записват активността на невроните в мозъка им, изграждайки модел въз основа на получените данни, който дава възможност да се свърже активността на определени неврони с определени движения на ръцете. В същото време доскоро всички подобни експерименти се провеждаха само с една ръка. Преходът към контрол с две ръце с помощта на мозъчната дейност е фундаментална стъпка напред в развитието.
Разработеният модел стана основа за създаването на интерфейс „мозък-компютър“, който позволява да се премине към управление на виртуални ръце-аватари само с една мисъл. Това означава, че желанието на маймуната да премести ръката си наляво или надясно е било придружено от активността на ключови неврони в мозъка, докато разработеният интерфейс се е занимавал с превръщането на тази дейност в желаното движение на виртуалната ръка. За да декодират активността на невроните, специалистите използваха алгоритъм, който вече бяха създали в рамките на предишни изследвания, които бяха извършени с една ръка.
В момента, в който джойстика беше отнет от маймуните, с помощта на упорито обучение, те се научиха с помощта на мислите си да насочват виртуалните ръце на екрана към специални цели, като ги държат на мишените за известно време. Като мишени бяха използвани различни геометрични фигури. Ако маймуните се справят със задачата, те получават лакомство за това. Учените са обучавали макаки по няколко начина. Отначало ръцете на маймуните бяха свободни и те можеха да ги използват, за да си помогнат, като правят същите движения като виртуалната ръка. На втория етап обаче ръцете на маймуните бяха здраво прикрепени към стола, оставяйки само мозъка им да контролира виртуалната реалност.
Друго интересно развитие е изкуственият свръхсилен еластичен мускул, който се създава от екип в Националния университет на Сингапур (NSU). Според главния разработчик на тази технология Адриана Кох основната цел е да се създаде мускулна тъкан, която да надвишава естествените проби. Според нея материалите, от които е направен изкуственият им мускул, имитират дейността на истинските човешки тъкани и са в състояние незабавно да реагират на входящ електрически импулс. Твърди се, че този мускул може да вдигне 80 пъти собственото си тегло. В близко бъдеще, след 3-5 години, експертите очакват да комбинират този мускул с роботизирана ръка, която на външен вид ще бъде почти неразличима от истинската човешка ръка, но в същото време 10 пъти по-силна от нея.
Тази технология има и други предимства. Контракциите и движенията на изкуствените мускули могат да генерират "страничен продукт" от енергия, която може да се преобразува от механична в електрическа. Поради естествените свойства на материалите, използвани в изкуствения мускул, той ще може да задържа доста голямо количество енергия. Благодарение на това робот, който получава такива мускули, може да стане енергийно автономен и независим. Презареждането ще отнеме не повече от минута време.
Широко се развиват и технологии за създаване на изкуствени очи. Учените работят за създаването на различни протези на ретината. Още повече напредък е постигнат в разработването на слухови протези. От няколко години в САЩ пациентите инсталират система от микрокомпютър, микрофон и електроди, които са свързани към слуховите нерви. Повече от 200 000 пациенти вече са инсталирали такава система, което предполага, че това вече не са изолирани експерименти на учени, а ежедневна клинична практика.
Короната на създаването на съвременни учени, демонстрираща твърдението, че сме в състояние да заменим 60-70% от функциите на човешкото тяло с изкуствени импланти, беше първият в света биоробот „Рекс“. При такъв бионичен човек всички установени органи - от очите до сърцето - са изкуствени. Всички те са от тези, които вече се инсталират на реални пациенти или преминават поредица от тестове. Благодарение на съществуващия набор от протези, "Рекс" чува, вижда, може да ходи и да функционира, дори е в състояние да поддържа прост разговор, тъй като е надарен с прост изкуствен интелект.
В същото време на бионичен човек не му стигат стомаха, белите дробове и пикочния мехур. Всички тези изкуствени органи обаче все още не са измислени и развитието на изкуствен мозък все още е много далеч. В същото време разработчиците на Rex вярват, че в близко бъдеще всеки имплант ще бъде достъпен за хората. Също така учените смятат, че някой ден здравите хора ще ги използват, което ще замени вътрешните органи с износването им, а това вече е директен път към безсмъртието.
Проблеми на технологията Avatar
През 2013 г. в Ню Йорк се проведе редовна международна конференция, озаглавена „Глобално бъдеще“. На тази конференция по традиция се обобщават резултатите от техническата основа за мащабния проект „Аватар”. Ръководителят на този проект, руският предприемач Дмитрий Ицков, се занимава с привличане на инвеститори по целия свят. Според Ицков в близко бъдеще може да бъде създадено изкуствено тяло, което по редица функционални качества няма да се различава от оригинала и с времето дори ще може да го надмине. Освен това се работи по създаването на технология за прехвърляне на личността на човек в това изкуствено тяло, която може да осигури неограничена продължителност на живота, да даде на хората безсмъртие. Дори датата на изпълнение на първия етап на тази програма беше наречена - 2045 година.
Вече проектът Аватар се сравнява с най -големите постижения в историята на човешката цивилизация. Такива, например, като проект за създаване на атомна бомба, космически полет, кацане на Луната. Понастоящем на практика има два елемента на тази програма - изпълнителните механизми и човешкият мозък. Основната пречка за създаването на пълноценна, функционираща биомеханична симбиоза между тях е невроинтерфейсът - тоест системата за директна и обратна връзка.
При развиването на такава връзка възникват голям брой въпроси. Ето само един от тях: към коя от милиардите клетки в моторната кора на човешкия мозък е най -добре да донесете електроди, които да контролират, например протезен крак? Как да намерим необходимите клетки, да се предпазим от различни смущения, да осигурим необходимата точност, да преведем последователността на нервните импулси на мозъчните клетки в точни и разбираеми команди за изкуствения механизъм?
След тези общи въпроси за прилагане се появяват и голям брой частни. Например, електродите, които се вкарват в човешкия мозък, бързо се обрастват със слой глиални клетки. Тези клетки са един вид защита за нашата невросреда, което затруднява комуникацията с имплантираните електроди. Глиалните клетки се опитват да блокират всичко, което възприемат или възприемат като чуждо тяло. В момента разработването на противообрастващи и в същото време безвредни микроелектроди все още е сериозен проблем без окончателно решение. Експериментите в тази посока продължават. Ние предлагаме електроди от нанотръби, електроди със специално покритие, възможно е да се заменят електрическите импулси със светлинни сигнали (тествани върху животни), но е твърде рано да се декларира пълно решение на проблема.
