Cтремление владеть возможностями, превосходящими те, что подарила нам природа, посиживает глубоко снутри каждого человека — это подтвердит хоть какой тренер по фитнесу либо пластический хирург. Наши тела владеют неописуемой способностью к адаптации, но есть вещи, которые им не под силу. К примеру, мы не умеем говорить с теми, кто находится вне пределов слышимости, мы не способны летать, ну и бутылку вина нагими руками не все из нас могут открыть.
Потому нам необходимы телефоны, самолеты и штопоры. Чтоб восполнить свое несовершенство, люди давно применяли разные "наружные" приспособления, но с развитием науки инструменты равномерно уменьшались и становились все поближе к нам.
Не считая того, каждый знает, что если что-то случится с его телом, то доктора проведут "ремонт", используя более современные мед технологии.
Если сложить совместно эти две обыкновенные концепции, мы сможем получить представление о последующем шаге эволюции человека. В дальнейшем докторы сумеют не только лишь восстанавливать "покоробленные" либо "вышедшие из строя" организмы, они начнут интенсивно облагораживать людей, делать их посильнее и резвее, чем это удалось природе. Конкретно в этом заключается сущность бионики, и сейчас мы с вами стоим на пороге возникновения человека нового типа. Может быть, им станет кто-то из нас
Одним из многих примеров, иллюстрирующих процесс трансформации "наружных" инструментов во "внутренние" и перехода от починки к подмене, является глаз. Когда-то издавна, если у человека портилось зрение, ему приходилось с этим мириться. Потом были придуманы очки, позволившие практически хоть какому возвратить для себя священную "единицу". Далее были контактные линзы, а еще чуток позднее появилась разработка лазерной корректировки, которая позволяет на физическом уровне устранять недостатки органов зрения.
Но все это, на самом деле, ремонт. Совместно с тем мы многие века улучшали наши оптические "инструменты": телескопы появились еще в XVII веке, потому сейчас бионика обучается облагораживать зрение, при этом, что именуется, "на месте" — конкретно снутри глаза. Одни из самых умопомрачительных разработок в этой области проводятся в Вашингтонском институте, где доцент кафедры электротехники Бабак Парвиз помещает разные детекторы и электронные схемы прямо на контактные линзы. Цель этой работы — сделать функциональные линзы, которые не только лишь посодействуют созидать, но также создадут "усовершенствованную" действительность, юзер которой сумеет наращивать масштаб изображения, получать доступ к GPS-данным и другим источникам инфы. Когда же такие линзы попадут в один из обзоров нашего журнальчика?
"Вероятнее всего, не в последующие 10 лет, но, непременно, еще при нашей жизни", — утверждает Парвиз. Вобщем, если возникновения коммерческого эталона этой системы еще придется подождать, то сделать лучше свои глаза вы сможете уже на данный момент. Известный южноамериканский гольфист Тайгер Вудс прибег к помощи лазерной хирургии и сейчас лицезреет лучше большинства "обыденных" людей.
Когда Вудс провел своим очам апдейт, многие другие гольфисты захотели последовать его примеру, тем подтвердив один из основных принципов бионики: "Если ты недостаточно неплох — исправь это!" Но есть места, где приемущество над конкурентом еще важнее, чем на площадке для гольфа. Мы говорим о поле боя. Вот поэтому британских боец часто посылают для улучшения зрения в специальную глазную поликлинику Мурфилд. Шутят, что после процедур бойцы начинают созидать так отлично, что им уже не необходимы оптические прицелы, и хотя это звучит весело, сама мысль очевидно заслуживает внимания.
Глаза — не единственные органы бойца, которые можно усовершенствовать. Армия США является фаворитом в разработке бионических конечностей. Ранее бойцов, потерявших руку либо ногу, эвакуировали и увольняли, но скоро их будут пичкать биопротезами и возвращать в строй. "Мы желаем, чтоб решение увольняться либо оставаться в армии воспринимал сам боец, а не его ранение", — гласит Джен Уокер из Агентства передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA).
В большинстве случаев военнослужащие теряют ноги. Сейчас ножные протезы стали немыслимо сложными. В модели C-Leg германской компании Otto Bock и в Rheo Knee исландской компании Ossur употребляются гидравлические приводы, моторы, процессоры и умственное программное обеспечение, по этому эти устройства позволяют обладателям с комфортом ходить по различным поверхностям.
Главный минус таких протезов — их "наружный" нрав. Другими словами юзеру приходится носить их, как одежку, а через некое время они безизбежно изнашиваются и становятся очень неловкими. И здесь бионика опять предлагает выход — остеоинтеграцию: сращивание искусственного модуля и кости. Гордон Бланн из Институтского института Лондона является одним из ведущих исследователей в этой области. В собственной лаборатории он делает пористые титановые имплантаты, которые отлично срастаются с кожей, мускулами и костной тканью, становясь в итоге неотъемлемой частью организма носителя.
Но если с бедрами и голенями все относительно просто, то со ступнями дела обстоят намного труднее. Одно из имеющихся решений — PowerFoot One. Эта система, сделанная при финансовом участии Научно-исследовательского центра телемедицины и ведущих технологий США (TATRC), употребляет сложную гидравлику для имитации главных положений, которые воспринимает стопа, когда человек идет, останавливается, поворачивает либо пляшет. Естественно, PowerFoot One еще далековато до истинной стопы, но работы не прекращаются
"В дальнейшем появится возможность сотворения искусственных частей тела, превосходящих естественные", — считает доктор Массачусетского технологического института Хью Херр, чья лаборатория изобрела PowerFoot One. Еще одна увлекательная разработка — спортивный протез Cheetah Flex-Foot, получивший широкую известность благодаря истории Оскара Писториуса, известного спортсмена с ампутированными ногами. Интернациональная федерация легкой атлетики отстранила Писториуса от соревнований с обыкновенными конкурентами, посчитав, что карбоновые J-образные "ноги" обеспечивают бегуну безосновательное преимущество, так как, работая как пружины, они копят энергию при сжатии и выдают 90% этой энергии при распрямлении. Это звучит внушительно, но спортивным бюрократам следовало бы знать, что обычная людская нога возвращает более 200% энергии
"Искусственные конечности могут отменно делать определенные задачки в течение маленьких периодов времени, — ведает Пит Мур, создатель исследования по бионике, нареченного "Улучшаю себя", — но им не под силу имитировать все функции собственных естественных аналогов, они недолговечны, также не способны к регенерации".
Доктор Энди Мая, являющийся не только лишь ученым, да и колумнистом газеты The Guardian, также профессионалом по технике и культуре, добавляет: "Бионические системы очень специфичны. Писториус может стремительно бегать на собственных протезах, но ему нелегко стоять на их без поддержки". А что если они сломаются? Согласитесь, мы изредка понимаем, как универсальны наши естественные части тела, также то, что наш организм умеет без помощи других "чинить" их.
Вобщем, впадать в отчаяние не надо — бионические органы еще пока находятся на исходной стадии развития. 1-ые мобильники тоже были предусмотрены только для совершения звонков, а современные модели служат нам в качестве записных книг, дневников, камер, навигаторов и многого другого. Если разработчики смогли сделать функциональными телефоны, то наверное схожее получится им и в случае с искусственными конечностями.
Основная задачка — найти все функции истинной ноги и воплотить их в искусственной. Огромное количество бионических устройств, в том числе Flex-Foot и PowerFoot One, пока не похожи на свои природные макеты, но скоро эта неувязка будет решена благодаря искусственной коже. К примеру, протез руки i-LIMB Хэнд, сделанный компанией Touch Bionics, покрыт умопомрачительно естественной имитацией кожи. Изобретатель i-LIMB Дэвид Гау считает, что искусственные части тела в один прекрасный момент затмят истинные по своим эстетическим качествам. И вправду, кто знает, что конкретно мы будем считать симпатичным в дальнейшем
Сейчас есть много парней, которым нравится силиконовая грудь, а, может быть, через пару лет они будут превозносить плюсы искусственных ног, рук, лимфатических желез и мозгов. Кстати, многие военные с бионическими протезами предпочитают не скрывать их и смотреться подобно Терминатору. Для таких "эстетов" Touch Bionics предлагает i-LIMB в прозрачном корпусе. И в этом есть смысл: как вы думаете, кто больше испугает противника на поле боя — идущий на него человек либо киборг?
Невзирая на существование i-LIMB, технологии сотворения искусственных рук до недавнешнего времени существенно отставали от разработок в области ножных протезов. Но так было до возникновения сверхсовременной бионической руки Luke Arm, сделанной Майклом Голдфарбом из Института Вандербильта и компанией Deka Research. Luke Arm названа в честь известного ампутанта Лючка Скайуокера из "Звездных войн". Невзирая на то, что Luke Arm не имеет встроенного светового клинка, она в 10 раз посильнее подобных моделей, так как заместо аккумов и электромоторов вооружена маленьким ракетным движком, работающим на перекиси водорода. Управление выстроено на технологии мышечной реиннервации позволяющей пациенту отдавать протезу мысленные команды.
Искусственные конечности — это хорошая новость для тех, кто растерял естественную часть тела, но почему бы не дать супервозможности здоровым людям? Для этого были выдуманы экзоскелеты — устройства, увеличивающие силу и выносливость юзера.
Японская компания Cyberdyne носит то же имя, что и компания, начавшая ядерный Армагеддон и натравившая на людей армию роботов-убийц в фильмах о Терминаторе (возлагаем надежды, что такое совпадение — не повод для беспокойства). Cyberdyne сделала HAL — экзоскелет для старых японских фермеров, которые в силу возраста не могут без помощи других обрабатывать свои поля. Но это в дружелюбной Стране восходящего солнца, а в США компании Sarcos и Raytheon разработали экзоскелет, позволяющий обладателю подымать предметы весом до 95 кг, при этом делать это опять и опять до истощения заряда аккума (а это пока суровая неувязка для схожих систем).
Фаворитом же является компания Berkeley Bionics, чье устройство HULC было запущено в создание в текущем году. HULC — полнофункциональный экзоскелет для нижних конечностей, дающий юзеру возможность переносить те же самые 95 кг груза.
Все эти девайсы прекрасны, но посреди задач, возникающих при попытках сымитировать функции человечьих органов, самая непростая — это создание действенной системы управления. Для автомобилей выдуман руль, для компьютерных игр — джойстик, как быть с рукою либо ногой? До ближайшего времени везде использовались разные решения, в базе которых лежал джойстик, но на данный момент появились два новых многообещающих подхода. В первом случае пациент двигает разными мускулами и таким макаром "докладывает" бионическим компонентам, что они должны делать. Во 2-м управление осуществляется впрямую — на уровне мыслей.
1-ый способ применяется в i-LIMB. Ах так это работает: человек напрягает определенные мускулы; присоединенные к ним датчики воспринимают электронные сигналы, заставляющие мышечную ткань сокращаться (миоэлектрические импульсы, если именовать вещи своими именами); а датчики в свою очередь, передают команды протезам. Более совершенная версия этой системы разрабатывается в лаборатории Тодда Куикена в Чикагском институте реабилитации и именуется "направленной мышечной реиннервацией".
Подход Куикена предполагает внедрение своей нервной системы человека: нервишки, которые до травмы шли к ампутированным конечностям, "подключают" к мускулам груди. Так как ранее эти нервишки контролировали руку, мозг продолжает мыслить, что все они еще делают то же самое. Ну а так как мускулы груди устроены так, что-бы много двигаться, датчикам проще принимать миоэлектрические импульсы конкретно от их. Итак, когда мозг активизирует определенный нерв, мускулы груди сокращаются и отправляют протезам ясный электронный сигнал. "Я просто думаю о том, как двигаю собственной рукою, и она меня слушается", — ведает один из пациентов Куикена, которому установили Luke Arm.
Но основная цель схожих исследовательских работ — создание нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ), 1-ые макеты которогоуже на данный момент проходят тестирование на людях. Имплантаты BrainGate производства компании Cyberkinetics помогают нескольким клиентам управлять своими конечностями силой мысли. Кевин Уорвик наглядно обосновал жизнеспособность этой концепции, взяв под контроль механизированную руку при помощи имплантата BrainGate, присоединенного к нервной системе. А раз мозг сейчас способен давать команды бионическим органам, то было бы хорошо, чтоб данная связь имела двухсторонний нрав. Тогда мы бы не только лишь могли приказывать конечностям двигаться резвее либо медлительнее, поворачивать на лево и на право, но также воспринимали бы сигналы, идущие в оборотном направлении. Это позволило бы "ощущать" поверхность под ногами и знать, когда необходимо закончить сжимать руку в рукопожатии.
Передача импульсов в мозг — это практически загрузка инфы. При таком взоре на вещи перед учеными открываются воистину бескрайние перспективы. "Мы еще пока далеки от того, чтоб закачивать данные прямо в мозг и заполнять голову познаниями, как это делали герои "Матрицы", — гласит Десни Тан из Microsoft, — но я с нетерпением жду, когда мы начнем это делать. Вот почему наша компания инвестирует в нейроинженерные проекты уже сейчас". Энди Мая грезит приблизительно о том же: он с уверенностью глядит в будущее и лицезреет тот денек, когда "биочипы посодействуют нам стать универсальными информационными системами".
Научившись облагораживать обыденные людские функции (такие как бег, подъем и переноска предметов, способность созидать и слышать), ученые займутся апгрейдом органов эмоций и созданием новых способностей. На практике это воплотится в инфракрасном либо ультразвуковом видении, подключении мозга к GPS, также прямом мысленном доступе к так именуемым пасмурным компьютерным системам.
Кстати, мы ведь даже не задели темы генной инженерии и нанотехнологий, которые позволят создавать немыслимо мелкие самокопирующиеся устройства, такие как бот на базе ДНК, разработанный в Нью-Йоркском институте.
А вы слышали про респироцита, которого изобрел Роберт Фрайтас из южноамериканского Института молекулярной технологии? Это бионический аналог красноватого кровяного тельца — эритроцита. Наноробот респироцит способен переносить в 236 раз больше кислорода, чем рядовая кровяная клеточка, потому с таковой "кровью" вы больше никогда не почувствуете вялость. "Может быть, респироциты появятся уже во 2-ой половине 20-х годов сегодняшнего столетия, — считает Фрайтас, — а нанороботы получат обширное применение в медицине в 2030-х".
В таком утопическом будущем мы превратимся в сложные информационные системы со сверхвозможностями, а нынешние «здоровые» люди будут казаться нам неполноценными. Но это может привести и к противным последствиям. Может быть, пригодятся правовые механизмы воздействия на "улучшенцев", призванные не допустить их преобладания над забитыми воинствующими "нормалами". Хотя постойте… это сценарий "Людей Икс". Стало быть, можно возлагать, что все обойдется
