Antalet undersökningar som utförs i världen idag, som kan vända händelserna i den hyllade filmen "Avatar" av James Cameron, växer varje dag och ger påtagliga resultat. Sådana studier åtföljs av konkreta resultat; inte bara drömmare och science fiction -författare talar om dem, utan också framstående forskare och ledare, inklusive ryska. Till exempel, Dmitry Rogozin för inte så länge sedan, i en av hans intervjuer, berättade för reportrar att bland de projekt som genomförs av den ryska stiftelsen för avancerad studie finns det också arbete med att skapa en avatar.
Idag förstås en avatar som en uppsättning komponenter - en slags symbios av en maskin (exekutiv mekanism) och en mänsklig hjärna, som är byggd på grundval av ett neurointerface. Om sådan teknik implementeras fullt ut kommer en person att kunna styra både en separat ställdon och hela maskinen på avstånd med hjälp av sina tankar. Avatar är ett slags fullvärdigt "jag" på avstånd. Allt som händer runt robotavataren måste överföras till operatören med en sådan nivå av självförtroende att han känner sig vara på samma plats som ställdonet själv. Detta är mycket svårare att genomföra än den vanliga kontrollen av en robot på avstånd, som har varit tillgänglig sedan sovjetiska månrovers dagar.
De vetenskapliga och tekniska prestationer som har samlats under det senaste halvseklet, totalt, gör det redan möjligt att ersätta 60-70% av människokroppens funktioner. För närvarande återstår det bara att analysera vad som exakt kommer att ge oss möjlighet att komma bort från fantasier och gå vidare till den verkliga designen av en avatar, eftersom det verkligen finns en förutsättning. Hela mänsklighetens prestation är utvecklingen av ett stort antal olika robotar som idag förvärvar förmågan inte bara att lösa programmerade uppgifter utan också att självständigt fatta beslut, bedöma situationen. De moderna robotsystemens kognitiva förmågor kommer allt närmare mänskliga förmågor.
Moderna stora företag har också känt utsikterna för denna typ av arbete. Till exempel förvärvade åtta robotbolag runt om i världen bara 2013, på bara sex månader. Bland inköpen av internetjätten finns det välkända företaget Boston Dynamics, liksom det japanska skaftet. Dessutom har Google ett intresse för bioingenjör, och 2013 grundade Google California Life Company, ett bioteknikföretag Calico.
De första svalorna
Neurofysiker har tagit ett viktigt steg för att föra avataren närmare verkligheten. De lyckades lära apor att använda två virtuella händer och kontrollerade dem bara med hjälp av tankar. Detta är ett viktigt steg i utvecklingen av hjärn-dator-gränssnittet. Än så länge kontrollerar apor virtuella händer på en datorskärm, du kan inte ta en riktig godbit med deras hjälp. Genom att styra dessa virtuella händer med hjälp av hjärnan och lösa problem med deras hjälp på bildskärmen får aporna en belöning. Virtuella händer är apavataren.
Dessa experiment utförs idag i laboratoriet för neurofysiologen Miguel Nicolelis vid Duke University Medical Center. Experimentet omfattar två apor - en hane och en hona. Forskare har implanterat rekordmånga mikroelektroder i hjärnan hos var och en av dem, som sysslar med att registrera den elektriska aktiviteten hos hjärnneuroner. 768 elektroder implanterades i hjärnan hos honan, 384 hos hanen. Tills nyligen kunde detta inte göras av någon neurofysiolog i världen.
Mikroelektroderna är placerade på speciella brädor som har placerats i olika delar av apans hjärnbark. Var och en av dessa mikroelektroder registrerar elektriska impulser från omgivande neuroner. Som ett resultat lyckas forskare registrera aktiviteten hos mer än 500 neuroner i varje apa. Samtidigt visades aporna en avatar som kunde manipulera objekt av olika former. Sedan började de lära sig att använda den med en joystick.
Vid tidpunkten för denna kontroll registrerade forskare neurons aktivitet i deras hjärna och byggde en modell baserad på data som erhölls, vilket gjorde det möjligt att associera vissa neurons aktivitet med vissa handrörelser. Samtidigt, tills nyligen, utfördes alla sådana experiment med bara en hand. Övergången till tvåhands kontroll med hjälp av hjärnaktivitet är ett grundläggande steg framåt i utvecklingen.
Den utvecklade modellen blev grunden för skapandet av ett "hjärna-dator" -gränssnitt, som gör att man kan byta till att styra virtuella händer-avatarer med hjälp av bara en tanke. Detta innebär att apans önskan att flytta handen till vänster eller till höger åtföljdes av aktiviteten hos nyckelneuroner i hjärnan, medan det utvecklade gränssnittet var engagerat i omvandlingen av denna aktivitet till den önskade rörelsen för den virtuella handen. För att avkoda neurons aktivitet använde specialister en algoritm som de redan hade skapat inom ramen för tidigare studier, som utfördes med en hand.
I det ögonblick när joysticken togs bort från aporna, med hjälp av ihållande träning, lärde de sig med hjälp av sina tankar att rikta de virtuella händerna på skärmen till speciella mål och hålla dem på målen en tid. Olika geometriska former användes som mål. Om aporna klarade uppgiften fick de en godbit för detta. Forskare har utbildat makaker på flera sätt. Först var apornas händer fria och de kunde liksom använda dem för att hjälpa sig själva och gjorde samma rörelser som den virtuella handen. Men i det andra steget var apornas händer fast knutna till stolen och lämnade bara deras hjärnor för att styra den virtuella verkligheten.
En annan intressant utveckling är den konstgjorda superstarka elastiska muskeln, som skapas av ett team vid National University of Singapore (NSU). Enligt huvudutvecklaren av denna teknik, Adriana Koch, är huvudmålet att skapa muskelvävnad som överträffar naturliga prover. Enligt henne efterliknar de material från vilka deras konstgjorda muskel är gjorda aktiviteten hos riktiga mänskliga vävnader och kan omedelbart svara på en inkommande elektrisk impuls. Denna muskel sägs kunna lyfta 80 gånger sin egen vikt. Inom en snar framtid, om 3-5 år, förväntar sig experter att kombinera denna muskel med en robotarm, som i utseende nästan inte går att skilja från en riktig mänsklig arm, men samtidigt 10 gånger starkare än den.
Denna teknik har också andra fördelar. Kontraktioner och rörelser av konstgjorda muskler kan generera en "biprodukt" av energi som kan omvandlas från mekanisk till elektrisk energi. På grund av de naturliga egenskaperna hos de material som används i den konstgjorda muskeln kommer den att kunna behålla en ganska stor mängd energi. Tack vare detta kan en robot som tar emot sådana muskler bli energiskt autonom och oberoende. Det tar inte mer än en minut att ladda.
Teknik för skapande av konstgjorda ögon utvecklas också i stor utsträckning. Forskare arbetar med att skapa olika retinala proteser. Ännu fler framsteg har gjorts i utvecklingen av hörselproteser. I flera år i USA har patienter installerat ett system med en mikrodator, en mikrofon och elektroder som är anslutna till hörselnerverna. Mer än 200 000 patienter har redan installerat ett sådant system, vilket tyder på att dessa inte längre är isolerade experiment av forskare, utan daglig klinisk praxis.
Kronan för skapandet av moderna forskare, som visar påståendet att vi kan ersätta 60-70% av människokroppens funktioner med konstgjorda implantat, var världens första biorobot "Rex". I en sådan bionisk person är alla etablerade organ - från ögonen till hjärtat - konstgjorda. De är alla från de som redan installeras på riktiga patienter eller genomgår en serie tester. Tack vare den befintliga uppsättningen proteser, "Rex" hör, ser, kan gå och fungera, kan den till och med hålla en enkel konversation, eftersom den är utrustad med enkel artificiell intelligens.
Samtidigt har en bionisk person inte tillräckligt med magen, lungorna och urinblåsan. Alla dessa konstgjorda organ har dock ännu inte uppfunnits, och utvecklingen av en konstgjord hjärna är fortfarande väldigt långt borta. Samtidigt tror utvecklarna av Rex att alla implantat inom en snar framtid kommer att vara tillgängliga för människor. Forskare tror också att en dag kommer friska människor att använda dem, vilket kommer att ersätta inre organ när de slits ut, och detta är redan en direkt väg till odödlighet.
Problem med Avatar -tekniken
2013 hölls en regelbunden internationell konferens med titeln "Global Future" i New York. Vid denna konferens sammanfattas, av tradition, resultaten av den tekniska grunden för det storskaliga projektet "Avatar". Chefen för detta projekt, den ryska entreprenören Dmitry Itskov, är engagerad i att locka investerare över hela världen. Enligt Itskov kan det inom en snar framtid skapas en konstgjord kropp, som, när det gäller ett antal av dess funktionella egenskaper, inte kommer att skilja sig från originalet, och med tiden kommer den till och med att kunna överträffa den. Dessutom pågår ett arbete för att skapa en teknik för att överföra en persons personlighet till denna konstgjorda kropp, som kan ge en obegränsad livslängd, ge människor odödlighet. Till och med datum för genomförandet av den första etappen av detta program namngavs - 2045.
Redan nu jämförs Avatar -projektet med de största prestationerna i den mänskliga civilisationens historia. Sådant, till exempel, som ett projekt för att skapa en atombomb, rymdflygning, landa på månen. För närvarande finns det praktiskt taget två element i detta program - de verkställande mekanismerna och den mänskliga hjärnan. Det främsta hindret för att skapa en fullfjädrad, fungerande biomekanisk symbios mellan dem är neurointerface - det vill säga systemet med direkt och feedback.
När man utvecklar en sådan koppling uppstår ett stort antal frågor. Här är bara en av dem: till vilken av de miljarder cellerna i den mänskliga hjärnans motorcortex är det bäst att få elektroderna att styra till exempel ett protesben? Hur hittar jag de nödvändiga cellerna, skyddar mot olika störningar, säkerställer erforderlig noggrannhet, översätter sekvensen av hjärncellernas nervimpulser till exakta och begripliga kommandon för den artificiella mekanismen?
Efter dessa allmänna genomförandefrågor dyker också ett stort antal privata upp. Till exempel växer elektroder som sätts in i den mänskliga hjärnan snabbt över med ett lager glialceller. Dessa celler är ett slags skydd för vår neuromiljö, vilket gör det svårt att kommunicera med de implanterade elektroderna. Glialceller försöker blockera vad de uppfattar eller uppfattar som en främmande kropp. För närvarande är utvecklingen av antifouling och samtidigt ofarliga mikroelektroder fortfarande ett allvarligt problem utan en slutlig lösning. Experiment i denna riktning pågår. Vi erbjuder elektroder gjorda av nanorör, elektroder med en speciell beläggning, det är möjligt att ersätta elektriska impulser med ljussignaler (testade på djur), men det är för tidigt att förklara en fullständig lösning på problemet.
