Antallet af undersøgelser udført i verden i dag, som kan vende begivenhederne i den anerkendte film "Avatar" af James Cameron, vokser hver dag og bærer håndgribelige resultater. Sådanne undersøgelser ledsages af konkrete resultater; ikke kun drømmere og science fiction -forfattere taler om dem, men også fremtrædende forskere og ledere, herunder russiske. For eksempel fortalte Dmitry Rogozin for ikke så længe siden i et af sine interviews til journalister, at der blandt de projekter, der implementeres af Russian Foundation for Advanced Study, der også er arbejde med at oprette en avatar.
I dag forstås en avatar som et sæt komponenter - en slags symbiose af en maskine (udøvende mekanisme) og en menneskelig hjerne, som er bygget på basis af en neurointerface. Hvis sådanne teknologier implementeres fuldt ud, vil en person kunne styre både en separat aktuator og hele maskinen på afstand ved hjælp af sine tanker. Avatar er en slags fuldgyldigt "jeg" på afstand. Alt, hvad der sker omkring robot-avataren, skal overføres fuldt ud til operatøren med en sådan grad af tillid, at han føler sig selv på samme sted som selve aktuatoren. Dette er meget vanskeligere at gennemføre end den sædvanlige kontrol af en robot på afstand, som har været tilgængelig siden sovjetiske månens rovers dage.
De videnskabelige og tekniske resultater, der er blevet akkumuleret i løbet af det sidste halve århundrede, gør det i alt allerede muligt at udskifte 60-70% af menneskekroppens funktioner. I øjeblikket er det kun at analysere, hvad der præcist vil give os mulighed for at komme væk fra fantasier og gå videre til det virkelige design af en avatar, da der virkelig er en forudsætning. Hele menneskehedens præstation er udviklingen af et stort antal af en lang række robotter, som i dag erhverver evnen til ikke kun at løse programmerede opgaver, men også til uafhængigt at træffe beslutninger, vurdere situationen. De moderne robotsystemers kognitive evner kommer tættere og tættere på menneskelige evner.
Moderne store virksomheder har også mærket udsigterne til denne form for arbejde. For eksempel erhvervede Google kun 8 robotvirksomheder rundt om i verden i 2013 på bare seks måneder. Blandt indkøbet af internetgiganten er den velkendte virksomhed Boston Dynamics, samt den japanske Shaft. Derudover har Google en interesse i bioingeniør, og i 2013 grundlagde Google California Life Company, et biotekfirma Calico.
De første svaler
Neurofysikere har taget et vigtigt skridt i at bringe avataren tættere på virkeligheden. Det lykkedes dem at lære aber at bruge to virtuelle hænder, kun kontrollere dem ved hjælp af tanken. Dette er et vigtigt skridt i udviklingen af hjerne-computer-grænsefladen. Indtil videre kontrollerer aber virtuelle hænder på en computerskærm, du kan ikke tage en rigtig godbid med deres hjælp. Ved at kontrollere disse virtuelle hænder ved hjælp af hjernen og løse problemer med deres hjælp på skærmen får aberne en belønning. Virtuelle hænder er abe -avataren.
Disse eksperimenter udføres i dag i laboratoriet hos neurofysiologen Miguel Nicolelis ved Duke University Medical Center. Forsøget involverer to aber - en han og en hun. Forskere har implanteret et rekordstort antal mikroelektroder i hjernen hos hver af dem, som er involveret i registrering af hjernens neurons elektriske aktivitet. 768 elektroder blev implanteret i hjernen hos hunnen, 384 hos hannen. Indtil for nylig kunne dette ikke udføres af nogen neurofysiolog i verden.
Mikroelektroderne er placeret på specielle tavler, der har været placeret i forskellige områder af abens hjernebark. Hver af disse mikroelektroder registrerer elektriske impulser fra omgivende neuroner. Som et resultat formår forskere at registrere aktiviteten af mere end 500 neuroner i hver abe. Samtidig fik aberne vist en avatar, der kunne manipulere objekter i forskellige former. Derefter begyndte de at lære at betjene det med et joystick.
På tidspunktet for denne kontrol registrerede forskere neurons aktivitet i deres hjerne og byggede en model baseret på de opnåede data, som gjorde det muligt at forbinde visse neurons aktivitet med bestemte håndbevægelser. På samme tid, indtil for nylig, blev alle sådanne forsøg udført med kun en hånd. Overgangen til tohånds kontrol ved hjælp af hjerneaktivitet er et grundlæggende skridt fremad i udviklingen.
Den udviklede model blev grundlaget for oprettelsen af en "hjerne-computer" grænseflade, som gør det muligt at skifte til at kontrollere virtuelle hænder-avatarer ved hjælp af kun en tanke. Det betyder, at abens ønske om at flytte hånden til venstre eller højre blev ledsaget af aktiviteten af centrale neuroner i hjernen, mens den udviklede grænseflade var involveret i transformationen af denne aktivitet til den ønskede bevægelse af den virtuelle hånd. For at afkode neurons aktivitet brugte specialister en algoritme, som de allerede havde oprettet inden for rammerne af tidligere undersøgelser, som blev udført med en hånd.
I det øjeblik, da joysticket blev taget væk fra aberne, ved hjælp af vedvarende træning, lærte de ved hjælp af deres tanker at rette de virtuelle hænder på skærmen til specielle mål og holde dem på målene i nogen tid. Forskellige geometriske former blev brugt som mål. Hvis aberne klarede opgaven, modtog de en godbid for dette. Forskere har trænet makaker på flere måder. I første omgang var abernes hænder frie, og de kunne sådan set bruge dem til at hjælpe sig selv og udføre de samme bevægelser som den virtuelle hånd. I den anden fase blev abernes hænder imidlertid stift fastgjort til stolen, så kun deres hjerne kunne kontrollere den virtuelle virkelighed.
En anden interessant udvikling er den kunstige supersterke elastiske muskel, som er ved at blive skabt af et team ved National University of Singapore (NSU). Ifølge hovedudvikleren af denne teknologi, Adriana Koch, er hovedmålet at skabe muskelvæv, der overgår naturlige prøver. Ifølge hende efterligner de materialer, hvorfra deres kunstige muskler er lavet, aktiviteten af ægte menneskelige væv og er i stand til øjeblikkeligt at reagere på en indkommende elektrisk impuls. Denne muskel siges at være i stand til at løfte 80 gange sin egen vægt. I den nærmeste fremtid, om 3-5 år, forventer eksperter at kombinere denne muskel med en robotarm, der i udseende næsten ikke kan skelnes fra en ægte menneskelig arm, men samtidig 10 gange stærkere end den.
Denne teknologi har også andre fordele. Sammentrækninger og bevægelser af kunstige muskler kan generere et "biprodukt" af energi, der kan omdannes fra mekanisk til elektrisk energi. På grund af de naturlige egenskaber ved de materialer, der bruges i den kunstige muskel, vil den være i stand til at beholde en temmelig stor mængde energi. Takket være dette kan en robot, der modtager sådanne muskler, blive energisk autonome og uafhængige. Det tager ikke mere end et minuts tid at genoplade.
Teknologier til oprettelse af kunstige øjne udvikles også i vid udstrækning. Forskere arbejder på at skabe forskellige nethindeproteser. Endnu flere fremskridt er sket inden for udviklingen af høreproteser. I flere år i USA har patienter installeret et system med en mikrocomputer, en mikrofon og elektroder, der er forbundet til hørenerverne. Mere end 200.000 patienter er allerede installeret et sådant system, hvilket tyder på, at det ikke længere er isolerede eksperimenter af forskere, men daglig klinisk praksis.
Kronen for oprettelsen af moderne forskere, der demonstrerede påstanden om, at vi er i stand til at erstatte 60-70% af menneskekroppens funktioner med kunstige implantater, var verdens første biorobot "Rex". I en sådan bionisk person er alle de etablerede organer - fra øjnene til hjertet - kunstige. De er alle fra dem, der allerede er installeret på rigtige patienter eller undergår en række tests. Takket være det eksisterende sæt proteser hører "Rex", ser, kan gå og fungere, det er endda i stand til at opretholde en enkel samtale, da den er udstyret med simpel kunstig intelligens.
På samme tid har en bionisk person ikke nok af sin mave, lunger og blære. Alle disse kunstige organer er dog endnu ikke opfundet, og udviklingen af en kunstig hjerne er stadig meget langt væk. Samtidig mener udviklerne af Rex, at ethvert implantat i den nærmeste fremtid vil være tilgængeligt for mennesker. Forskere mener også, at en dag vil raske mennesker bruge dem, som vil erstatte indre organer, når de slides, og dette er allerede en direkte vej til udødelighed.
Problemer med Avatar -teknologien
I 2013 blev der afholdt en regelmæssig international konference med titlen "Global Future" i New York. På denne konference opsummeres traditionen tro resultaterne af det tekniske grundlag for det store projekt "Avatar". Lederen af dette projekt, den russiske iværksætter Dmitry Itskov, er engageret i at tiltrække investorer over hele verden. Ifølge Itskov kan der i den nærmeste fremtid blive skabt et kunstigt legeme, som i form af en række af dets funktionelle kvaliteter ikke vil afvige fra originalen, og med tiden vil det endda være i stand til at overgå det. Derudover arbejdes der på at skabe en teknologi til at overføre en persons personlighed til denne kunstige krop, som kan give en ubegrænset levetid, give mennesker udødelighed. Selv datoen for implementeringen af den første fase af dette program blev navngivet - 2045.
Allerede nu sammenlignes Avatar -projektet med de største resultater i den menneskelige civilisations historie. Sådan for eksempel som et projekt for at skabe en atombombe, rumflyvning, der lander på månen. På nuværende tidspunkt er der praktisk talt to elementer i dette program til rådighed - de udøvende mekanismer og den menneskelige hjerne. Den største hindring for oprettelsen af en fuldgyldig, fungerende biomekanisk symbiose mellem dem er neurointerface - det vil sige systemet med direkte og feedback.
Når man udvikler en sådan forbindelse, opstår der et stort antal spørgsmål. Her er blot en af dem: Til hvilken af milliardcellerne i den menneskelige hjernes motoriske cortex er det bedst at bringe elektroder til at styre f.eks. Et proteseben? Hvordan finder man de nødvendige celler, beskytter mod forskellige forstyrrelser, sikrer den nødvendige nøjagtighed, oversætter sekvensen af hjernecellernes nerveimpulser til præcise og forståelige kommandoer for den kunstige mekanisme?
Efter disse generelle implementeringsspørgsmål dukker der også et stort antal private op. For eksempel bliver elektroder, der indsættes i den menneskelige hjerne, hurtigt vokset med et lag gliaceller. Disse celler er en slags beskyttelse for vores neuroenmiljø, hvilket gør det svært at kommunikere med de implanterede elektroder. Glialceller forsøger at blokere det, de opfatter eller opfatter som et fremmedlegeme. I øjeblikket er udviklingen af antifouling og samtidig harmløse mikroelektroder stadig et alvorligt problem uden en endelig løsning. Eksperimenter i denne retning er i gang. Vi tilbyder elektroder fremstillet af nanorør, elektroder med en speciel belægning, det er muligt at udskifte elektriske impulser med lyssignaler (testet på dyr), men det er for tidligt at erklære en komplet løsning på problemet.
