Numărul cercetărilor efectuate astăzi în lume, care poate transforma evenimentele aclamatului film „Avatar” de James Cameron, crește în fiecare zi și are rezultate tangibile. Astfel de studii sunt însoțite de rezultate concrete; nu doar visătorii și scriitorii de science fiction vorbesc despre ei, ci și oameni de știință și lideri de seamă, inclusiv cei ruși. De exemplu, Dmitry Rogozin nu cu mult timp în urmă, într-unul dintre interviurile sale, le-a spus reporterilor că printre proiectele implementate de Fundația Rusă pentru Studii Avansate există și lucrări pentru crearea unui avatar.
Astăzi, un avatar este înțeles ca un set de componente - un fel de simbioză a unei mașini (mecanism executiv) și a unui creier uman, care este construit pe baza unei interfețe neuro. Dacă astfel de tehnologii sunt puse în aplicare în totalitate, o persoană va putea controla atât un actuator separat, cât și întreaga mașină de la distanță cu ajutorul gândurilor sale. Avatar este un fel de „eu” deplin la distanță. Tot ce se întâmplă în jurul robotului-avatar trebuie să fie transmis pe deplin operatorului cu un astfel de nivel de încredere încât să se simtă în același loc cu actuatorul în sine. Acest lucru este mult mai dificil de implementat decât controlul obișnuit al unui robot la distanță, care a fost disponibil încă din zilele roverilor lunari sovietici.
Realizările științifice și tehnice care au fost acumulate în ultima jumătate de secol, în total, fac deja posibilă înlocuirea a 60-70% din funcțiile corpului uman. În prezent, rămâne doar să analizăm ce anume ne va oferi posibilitatea de a scăpa de fantezii și de a trece la designul real al unui avatar, deoarece există într-adevăr o condiție prealabilă. Realizarea întregii omeniri este dezvoltarea unui număr mare dintr-o mare varietate de roboți, care astăzi dobândesc capacitatea nu numai de a rezolva sarcini programate, ci și de a lua în mod independent decizii, de a evalua situația. Abilitățile cognitive ale sistemelor robotizate moderne sunt din ce în ce mai aproape de capacitățile umane.
Companiile mari moderne au simțit, de asemenea, perspectivele acestui tip de muncă. De exemplu, Google a achiziționat 8 companii de robotică din întreaga lume numai în 2013, în doar șase luni. Printre achizițiile gigantului de pe Internet se numără binecunoscuta companie Boston Dynamics, precum și japonezul Shaft. În plus, Google are un interes pentru bioinginerie, iar în 2013 Google a fondat California Life Company, o companie de biotehnologie Calico.
Primele rândunici
Neurofizicienii au făcut un pas important în apropierea avatarului de realitate. Au reușit să învețe maimuțele să folosească două mâini virtuale, controlându-le doar cu ajutorul gândului. Acesta este un pas important în dezvoltarea interfeței creier-computer. Până în prezent, maimuțele controlează mâinile virtuale pe ecranul unui computer, nu puteți lua o adevărată delicatese cu ajutorul lor. Cu toate acestea, controlând aceste mâini virtuale cu ajutorul creierului și rezolvând problemele cu ajutorul lor pe ecranul monitorului, maimuțele primesc o recompensă. Mâinile virtuale sunt avatarul maimuței.
Aceste experimente se desfășoară astăzi în laboratorul neurofiziologului Miguel Nicolelis de la Centrul Medical al Universității Duke. Experimentul implică două maimuțe - un mascul și o femeie. Oamenii de știință au implantat un număr record de microelectrozi în creierul fiecăruia dintre ei, care sunt angajați în înregistrarea activității electrice a neuronilor creierului. 768 de electrozi au fost implantați în creierul femelei, 384 al bărbatului. Până de curând, acest lucru nu putea fi făcut de niciun neurofiziolog din lume.
Microelectrozii sunt localizați pe plăci speciale care au fost localizate în diferite zone ale cortexului cerebral al maimuței. Fiecare dintre acești microelectrozi înregistrează impulsurile electrice de la neuronii din jur. Drept urmare, oamenii de știință reușesc să înregistreze activitatea a peste 500 de neuroni în fiecare maimuță. În același timp, maimuțelor li s-a arătat un avatar care putea manipula obiecte de diferite forme. Apoi au început să învețe cum să-l acționeze cu un joystick.
La momentul acestui control, oamenii de știință înregistrau activitatea neuronilor din creierul lor, construind un model bazat pe datele obținute, care a făcut posibilă asocierea activității anumitor neuroni cu anumite mișcări ale mâinilor. În același timp, până de curând, toate aceste experimente au fost efectuate cu o singură mână. Trecerea la controlul cu două mâini cu ajutorul activității creierului este un pas fundamental înainte în dezvoltare.
Modelul dezvoltat a devenit baza pentru crearea unei interfețe „creier-computer”, care permite trecerea la controlul mâinilor virtuale-avatar cu ajutorul unui singur gând. Aceasta înseamnă că dorința maimuței de a-și muta mâna spre stânga sau spre dreapta a fost însoțită de activitatea neuronilor cheie din creier, în timp ce interfața dezvoltată a fost implicată în transformarea acestei activități în mișcarea dorită a mâinii virtuale. Pentru a decoda activitatea neuronilor, specialiștii au folosit un algoritm pe care l-au creat deja în cadrul studiilor anterioare, care au fost realizate cu o singură mână.
În momentul în care joystick-ul a fost luat de la maimuțe, cu ajutorul antrenamentului persistent, au învățat cu ajutorul gândurilor lor să direcționeze mâinile virtuale de pe ecran către ținte speciale, menținându-le pe ținte pentru o perioadă de timp. Diferite forme geometrice au fost folosite ca ținte. Dacă maimuțele s-au descurcat cu sarcina, au primit un tratament pentru asta. Oamenii de știință au pregătit macacurile în mai multe moduri. La început, mâinile maimuțelor erau libere și puteau, așa cum ar fi, să le folosească pentru a se ajuta, făcând aceleași mișcări ca mâna virtuală. Cu toate acestea, în a doua etapă, mâinile maimuțelor erau atașate rigid de scaun, lăsând doar creierul lor să controleze realitatea virtuală.
O altă dezvoltare interesantă este mușchiul elastic suprastrong artificial, care este creat de o echipă de la Universitatea Națională din Singapore (NSU). Potrivit principalului dezvoltator al acestei tehnologii, Adriana Koch, obiectivul principal este de a crea țesut muscular care depășește probele naturale. Potrivit acesteia, materialele din care este format mușchiul lor artificial imită activitatea țesuturilor umane reale și sunt capabile să răspundă instantaneu la un impuls electric primit. Se spune că acest mușchi poate ridica de 80 de ori greutatea sa. În viitorul apropiat, în 3-5 ani, experții se așteaptă să combine acest mușchi cu un braț robotizat, care în aparență va fi aproape indistinct de un braț uman real, dar în același timp de 10 ori mai puternic decât acesta.
Această tehnologie are și alte avantaje. Contracțiile și mișcările mușchilor artificiali pot genera un „produs secundar” de energie care poate fi transformat din energie mecanică în energie electrică. Datorită proprietăților naturale ale materialelor utilizate în mușchiul artificial, acesta va putea reține o cantitate destul de mare de energie. Datorită acestui fapt, un robot care primește astfel de mușchi poate deveni autonom și independent din punct de vedere energetic. Nu va dura mai mult de un minut de timp pentru a reîncărca.
Tehnologiile pentru crearea ochilor artificiali sunt, de asemenea, pe scară largă dezvoltate. Oamenii de știință lucrează la crearea diferitelor proteze de retină. S-au făcut și mai multe progrese în dezvoltarea protezelor auditive. De câțiva ani în Statele Unite, pacienții instalează un sistem de microcomputer, microfon și electrozi care sunt conectați la nervii auditivi. Peste 200.000 de pacienți au fost deja instalat un astfel de sistem, ceea ce sugerează că acestea nu mai sunt experimente izolate ale oamenilor de știință, ci practică clinică de zi cu zi.
Coroana creației oamenilor de știință moderni, demonstrând afirmația că suntem capabili să înlocuim 60-70% din funcțiile corpului uman cu implanturi artificiale, a fost primul biorobot din lume „Rex”. La o astfel de persoană bionică, toate organele stabilite - de la ochi la inimă - sunt artificiale. Toate aparțin celor care sunt deja instalate pe pacienți reali sau care fac o serie de teste. Datorită setului existent de proteze, „Rex” aude, vede, poate merge și funcționa, este chiar capabil să mențină o conversație simplă, întrucât este dotat cu inteligență artificială simplă.
În același timp, o persoană bionică nu are suficient din stomac, plămâni și vezică. Cu toate acestea, toate aceste organe artificiale nu au fost încă inventate, iar dezvoltarea unui creier artificial este încă foarte departe. În același timp, dezvoltatorii Rex consideră că, în viitorul apropiat, orice implant va fi disponibil pentru oameni. De asemenea, oamenii de știință cred că într-o bună zi oamenii sănătoși le vor folosi, care vor înlocui organele interne pe măsură ce se uzează, iar aceasta este deja o cale directă către nemurire.
Problemele tehnologiei Avatar
În 2013, la New York a avut loc o conferință internațională regulată intitulată „Viitorul global”. La această conferință, prin tradiție, sunt rezumate rezultatele bazelor tehnice pentru proiectul de anvergură „Avatar”. Șeful acestui proiect, antreprenorul rus Dmitry Itskov, se angajează să atragă investitori din întreaga lume. Potrivit lui Itskov, în viitorul apropiat, poate fi creat un corp artificial, care, în ceea ce privește o serie de calități funcționale, nu va diferi de original și, cu timpul, va putea chiar să îl depășească. În plus, se lucrează la crearea unei tehnologii pentru transferul personalității unei persoane în acest corp artificial, care poate oferi o durată de viață nelimitată, oferind oamenilor nemurirea. Chiar și data implementării primei etape a acestui program a fost numită - 2045.
Deja acum, proiectul Avatar este comparat cu cele mai mari realizări din istoria civilizației umane. De exemplu, ca un proiect de creare a unei bombe atomice, zbor spațial, aterizare pe lună. În prezent, există practic două elemente ale acestui program disponibile - mecanismele executive și creierul uman. Principalul obstacol în calea creării unei simbioze biomecanice depline și funcționale între ele este neurointerfața - adică sistemul de direct și feedback.
Când se dezvoltă o astfel de conexiune, apar un număr mare de întrebări. Iată doar una dintre ele: la care dintre cele miliarde de celule din cortexul motor al creierului uman este cel mai bine să aduceți electrozi pentru a controla, de exemplu, un picior protetic? Cum să găsim celulele necesare, să ne protejăm împotriva diferitelor interferențe, să asigurăm acuratețea necesară, să traducem secvența impulsurilor nervoase ale celulelor creierului în comenzi precise și ușor de înțeles pentru mecanismul artificial?
În urma acestor întrebări generale de implementare, apar și un număr mare de persoane private. De exemplu, electrozii care sunt introduși în creierul uman devin repede acoperiți cu un strat de celule gliale. Aceste celule sunt un fel de protecție pentru neuro-mediul nostru, ceea ce face dificilă comunicarea cu electrozii implantați. Celulele gliale încearcă să blocheze tot ceea ce percep sau percep ca un corp străin. În prezent, dezvoltarea de microelectrozi antifouling și în același timp inofensivi este încă o problemă serioasă fără o soluție finală. Experimentele în această direcție sunt în desfășurare. Oferim electrozi din nanotuburi, electrozi cu o acoperire specială, este posibil să înlocuiți impulsurile electrice cu semnale luminoase (testate pe animale), dar este prea devreme pentru a declara o soluție completă a problemei.
