Când auzim despre cyborgi („organisme cibernetice”), mintea noastră se îndreaptă invariabil către science fiction. Dar, în realitate, cyborgii există de multă vreme: de exemplu, uitați-vă la oameni cu stimulatoare cardiace și implanturi urechi. Corpurile lor sunt o combinație de părți organice, electronice și biomecanice. În selecția noastră veți întâlni oameni ale căror corpuri sunt integrate cu tehnologia în moduri mult mai extreme.
1. Jerry Jalawa
Degetul lui Jerry Jalaw este un hard disk, deși cuvântul „unitate flash” pare mai potrivit aici. Și-a pierdut o parte din deget într-un accident și a făcut ceea ce ar face orice persoană sănătoasă la minte: și-a transformat degetul într-un hard disk. Un disc cu port USB este situat în interiorul protezei, iar proteza este atașată la ceea ce a rămas din deget. Ori de câte ori Jerry trebuie să folosească hard disk-ul, pur și simplu scoate proteza, o conectează și, odată ce totul este gata, o scoate. Ceea ce face posibilă pentru prima dată să furi date importante cu o strângere de mână - ca într-un film despre spioni.
2. Blade Runners
Cei mai mulți dintre noi au auzit de Oscar Pistorius, sprinterul sud-african. El este amputat cu două picioare și a concurat la Jocurile Paralimpice de vară din 2012 înainte de a fi condamnat pentru uciderea iubitei sale. Pistorius folosește proteze din fibră de carbon în formă de J, care îi permit să își mențină mobilitatea în ciuda dizabilității sale. Mulți paralimpici folosesc acest tip de fibră de carbon în protezele lor, deoarece este ușoară și durabilă. Și în timp ce Pistorius nu este un model de urmat, acest tip de proteză devine din ce în ce mai comun.
3. Rob Spence
Rob Spence se autointitulează „Glasborg”. Și-a pierdut ochiul drept din cauza unei împușcături nereușite de la o armă. Mulți oameni s-ar fi descurcat cu un ochi de sticlă după asta, dar Spence, se pare, a decis să se distreze și a introdus o cameră video cu o baterie în ochiul lui gol. Camera înregistrează tot ce vede pentru redare ulterioară. Spence, așa cum se cuvine unui regizor, își îmbunătățește constant ochiul camerei pentru a-l face și mai eficient.
4. Tim Cannon
Dezvoltatorul de software Tim Cannon are un cip electronic implantat sub piele de către prieteni. Și, apropo, niciunul dintre participanții la această procedură nu a fost chirurg autorizat. Au folosit gheața pentru a calma durerea, deoarece nu existau nici anestezisti autorizați printre ei. În ciuda riscurilor de sănătate și legale, ideea în sine este interesantă.
Cipul se numește Circadia 1.0 și înregistrează temperatura corpului lui Cannon și trimite acele date către un smartphone. Cazul lui Cannon indică posibilitatea îmbinării în continuare a tehnologiei și a oamenilor, unde datele colectate de cipuri ar putea fi folosite pentru a ne schimba mediul. În viitor, astfel de tehnologii pot fi folosite în „case inteligente” care vor citi datele de pe cipurile implantate și apoi vor schimba mediul, făcându-l mai potrivit pentru starea noastră de spirit și starea noastră. De exemplu, reduceți luminile sau porniți muzică relaxantă.
5. Amal Graafstra
Amal Graafstra este proprietarul unei companii numite Dangerous Things, care vinde truse de implant autoimplantare. Amal însuși are cipuri RFID implantate în ambele mâini, între degetele mari și arătătoare. Aceste implanturi îi permit să deblocheze ușile din casa lui, să-și deschidă mașina și să-și pornească computerul printr-o scanare rapidă a mâinilor. Cipurile oferă chiar și integrarea în rețelele sociale.
Implanturile lui Amal nu sunt vizibile până nu le arată el însuși. Nu le folosește pentru a se întoarce nivel normal funcționalitatea lor sau organele senzoriale, ci pentru a îmbunătăți funcționalitatea normală existentă.
6. Cameron Clapp
Cameron Clapp are un cap uman, un trunchi uman și un braț stâng. Și-a pierdut ambele picioare și brațul drept când era adolescent într-un accident de tren. Toate membrele lipsă au fost înlocuite cu proteze, ceea ce nu-l împiedică pe Clapp să fie alergător, jucător de golf și actor. Picioarele protetice folosesc un sistem special pentru a stimula creșterea musculară. Există, de asemenea, senzori care monitorizează distribuția greutății corporale și reglează sistemul hidraulic, permițând lui Clapp să meargă liber. Are mai multe seturi de proteze pentru diferite scopuri: un set separat pentru mers, pentru alergare și chiar pentru înot.
7. Kevin Warwick
Porecla „Căpitanul Cyborg” sună mai mult ca numele unui pirat cyborg dintr-un film cu buget redus, dar de fapt este numele profesorului de cibernetică Kevin Warwick. Warwick însuși este un cyborg. El, ca și Amal Graafstra, are cipuri RFID implantate în corp.
Warwick folosește și implanturi de electrozi care interacționează cu sistemul său nervos și i-a implantat soției sale un set de electrozi simpli. Implanturile înregistrează semnale sistem nervos iar lui Warwick îi sunt transmise senzațiile soției sale, de parcă ar exista telepatie senzorială între ei. Prin aceasta, Warwick a stârnit multe controverse, iar unii susțin că toată munca lui este doar o cascadorie publicitară și este realizată doar pentru divertisment.
8. Nigel Ackland
Nigel Ackland lucra într-o fabrică de metale prețioase și se bucura de viață până când un accident de muncă i-a spart mâna. Drept urmare, piesa a trebuit să fie amputată, iar Nigel este acum una dintre cele 250 de persoane care folosesc Bebionic - una dintre cele mai avansate brațe protetice disponibile astăzi. Văzând designul său elegant, este ușor de înțeles de ce se numește „Mâna Terminator”.
Eklund controlează proteza prin contractarea mușchilor din restul brațului său. Mișcările musculare sunt înregistrate de un senzor de braț bionic. Cu această mână el nu poate doar să arate, să strângă mâna oamenilor și să facă apeluri telefonice. Tehnologia este atât de avansată încât Eklund se poate juca cu un pachet de cărți și chiar își poate lega șireturile.
9. Neil Harbisson
Neil Harbisson aude culori. Da, ai auzit greșit. Harbisson a fost daltonic încă de la naștere și poate vedea doar în alb și negru. În creier i se implantează o antenă, al cărei capăt iese din vârful capului. Această antenă îi oferă lui Neil capacitatea de a simți culorile prin conversia frecvențelor undelor luminoase în frecvențe sonore. Are chiar si Bluetooth!
Harbisson îi place să asculte arhitectură și să facă portrete sonore ale oamenilor. Un dispozitiv USB în ceafă îi permite să reîncarce antena, deși Neil speră să o poată încărca într-o zi fără fir, folosind energia generată de propriul său corp.
Acest dispozitiv îi permite lui Harbisson nu numai să perceapă spectrul de culori așa cum îl percepem cu toții, ci face de fapt posibilă distingerea între culorile infraroșu și ultraviolete. Integrarea tehnologiei în corpul lui Harbisson îi extinde simțurile dincolo de intervalul pe care îl considerăm normal și îl face un adevărat cyborg.
10. Membru asistiv hibrid
Membrul de asistență hibrid este un exoschelet puternic care poate ajuta pe oricine într-un scaun cu rotile să meargă din nou. A fost creat de Universitatea Tsukuba din Japonia și Cyberdyne (care aparent nu au auzit de filmul Terminator) nu numai pentru a sprijini persoanele cu dizabilități. capacitati fizice, dar și pentru a-i ajuta să depășească intervalul normal al abilităților fizice umane.
Esoscheletul funcționează citind semnale slabe de la piele și mișcându-și articulațiile pe baza acestor semnale. Folosind-o, o persoană este capabilă să ridice de cinci ori propria greutate. Imaginați-vă un viitor în care astfel de exoschelete sunt folosite de muncitorii în construcții, pompieri, mineri și soldați. Un viitor în care pierderea unui membru nu înseamnă pierderea mobilității. Acest viitor este chiar după colț.
Japonia nu este doar o țară cu o structură dezvoltată de producție high-tech, cu marile sale companii Toyota, Mitsubishi, Nikon, Sony etc., ci și o țară în care sunt dezvoltate și implementate noile tehnologii. Mașinile japoneze au câștigat încredere în întreaga lume ca formă de transport confortabilă, sigură și fiabilă. Știința în Japonia se dezvoltă într-un ritm rapid, deoarece statul finanțează în mod constant acest domeniu. În literalmente o jumătate de secol, Japonia a reușit să-și aducă țara în prim-plan în ceea ce privește numărul de noi dezvoltări în mecanică, electronică, robotică, nanotehnologie, genetică etc. Oamenii de știință japonezi au încercat de mult să creeze o copie exactă a pielii umane în domeniul roboticii. Sarcina principală a oamenilor de știință a fost să creeze un eșantion de piele sintetică care ar fi crescut sensibilitatea și ar putea simți chiar și cea mai mică suflare de vânt, dar ei nu au reușit încă să realizeze acest lucru.
În prezent, două grupuri științifice din California au reușit să creeze piele sintetică. La Universitatea din California din Berkeley, ei au reușit să creeze piele pe bază de nanofire, pe care le-au crescut din fire de siliciu și germaniu. Firele au fost aplicate pe un film adeziv de poliimidă.
Ca rezultat al experimentelor îndelungate, oamenii de știință au reușit să creeze un material elastic bazat pe nanofire care funcționează ca tranzistoarele. Pe suprafața fibrelor subțiri a fost aplicat un strat izolator cu un model, iar apoi același strat a fost aplicat pe un strat de cauciuc, care este foarte sensibil. Între cele două straturi există o legătură (punți conductoare), care sunt realizate sub formă de electrozi extrem de subțiri. Oamenii de știință au numit această invenție „E-skin” și este capabilă să detecteze chiar și un loc cu o presiune mică aplicată.
Dezvoltat tehnologie nouă permite utilizarea cauciucului, plasticului ca material principal și, de asemenea, este posibilă introducerea antibioticelor și a altor substanțe în structura materialului. La testarea materialului s-a folosit o bucată mică de piele artificială de 7x7 cm, pe care s-a aplicat o matrice sensibilă de 19x18 pixeli formată din sute de nanopini. Oamenii de știință au aplicat presiuni diferite de la 0 la 15 kilopascali pe o bucată de piele. Testele au avut succes și putem spune că pielea artificială este apropiată ca sensibilitate față de pielea umană.
Oamenii de știință au remarcat avantajele invenției lor față de evoluțiile competitive. Dezvoltarea altor centre de cercetare se bazează pe utilizarea materialelor organice flexibile care necesită tensiuni înalte. Dezvoltarea pielii artificiale la Universitatea din California din Berkeley este o nouă tehnologie care se bazează pe utilizarea semiconductorilor anorganici monocristalini. Funcționează la o tensiune de 5 volți. Experimentele au arătat că noua piele poate rezista la mai mult de 2 mii de îndoiri fără a pierde sensibilitatea, iar oamenii de știință promit să îmbunătățească aceste caracteristici în viitorul apropiat.
Judecând după această descoperire, putem aprecia că vor apărea în curând roboți asemănători vizual cu oamenii. Cyborgi cu aspect uman vor apărea în curând și asta nu mai este science fiction.
Medicina in În ultima vreme a făcut progrese semnificative în refacerea corpului uman și tratarea problemelor precum orbirea, surditatea și pierderea membrelor. Tehnologiile emergente, dintre care multe sunt disponibile acum, includ implanturi sau dispozitive purtabile. Ele oferă utilizatorilor bionic aspect- un semn că tehnologia cibernetică este chiar după colț. Iată câteva evoluții, iar una dintre ele este exclusiv în scopuri artistice.
Două echipe de cercetători din California au creat piele artificială folosind abordări diferite. Oamenii de știință de la Universitatea Stanford și-au bazat invenția pe electronice organice (fabricate din polimeri conductivi de carbon, materiale plastice sau molecule mici) și au creat un dispozitiv care este de o mie de ori mai sensibil decât pielea umană. Cercetătorii de la Universitatea din California au folosit rețele integrate de tranzistori nanofir pentru a dezvolta piele artificială.
Scopul ambelor studii a fost de a crea un dispozitiv care imită pielea umană și, în același timp, este capabil să se întindă pe o suprafață mare și flexibilă. Aceste piei artificiale extrem de sensibile vor oferi persoanelor care poartă membre artificiale un simț al atingerii, le vor oferi chirurgilor un control mai fin asupra instrumentelor, iar roboții care folosesc aceste dispozitive vor putea ridica obiecte fragile fără a le rupe.
În plus, cercetătorii de la Spitalul de Copii din Cincinnati lucrează pentru a crea piele artificială cu celule rezistente la bacterii, care ar reduce semnificativ riscul de infecție.
Fiecare dintre noi, într-o oarecare măsură, are un ochi în ceafă, dar artista Wafaa Bilal a abordat această problemă cu totul diferită. În spatele capului lui Bilal, ca parte a noului proiect de artă pentru un muzeu din Doha, Qatar, a fost implantată o cameră digitală de 5 cm lățime și 2,5 cm grosime.Procedura a implicat implantarea unei plăci de titan în capul lui Bilal. Camera este atașată magnetic de placă și conectată la computer cu un fir pe care artistul îl poartă cu el într-o geantă specială de umăr.
Planul era ca placa de titan să rămână în capul lui Bilal timp de un an pentru a înregistra ce se întâmpla pe la spatele artistului în timpul activităților sale zilnice. Dar Bilal a aflat recent că corpul său a început să respingă atașamentul metalic și, prin urmare, va trebui să fie supus unei intervenții chirurgicale pentru a îndepărta placa. În ciuda acestui eșec, el plănuiește să-și lege camera la ceafă după recuperare și astfel să continue experimentul.
Medicii germani au reușit să creeze un implant retinian care, combinat cu o cameră, oferă pacienților posibilitatea de a vedea forme și obiecte. Un pacient a reușit chiar să meargă independent, să se apropie de oameni, să recunoască ora pe un ceas și să distingă 7 nuanțe de gri.
Implanturile retiniene sunt microcipuri echipate cu aproximativ 1.500 de senzori optici. Ele sunt atașate sub retină în fundul ochiului și conectate printr-un fir la o mică cameră externă. Camera captează lumina și trimite imaginea sub forma unui semnal electric către implant printr-un procesor. Implantul trimite apoi date către nervul optic, care conectează globii oculari la creier. Prin intermediul acestuia, creierul primește o imagine minusculă, 38x40 pixeli, fiecare pixel mai luminos sau mai întunecat în funcție de intensitatea luminii care lovește cip.
Cercetătorii au lucrat la proiect timp de șapte ani și acum observă că invenția demonstrează modul în care funcția optică poate fi restabilită și ajută oamenii nevăzători în viața de zi cu zi.
Scopul proiectului SmartHand este de a crea o mână de înlocuire care să fie cât mai apropiată de cea pierdută, iar cercetătorii se îndreaptă în mod activ către acest obiectiv.
SmartHand este o proteză complexă cu patru motoare și 40 de senzori. Cercetătorii din diverse țări din Uniunea Europeană au proiectat mâna în așa fel încât să se conecteze direct la sistemul nervos al utilizatorului, permițând mișcări realiste și simțul tactil.
SmartHand creează senzația unei mâini fantomatice, cunoscută de mulți care și-au pierdut un membru. Acest lucru dă pacientului impresia că SmartHand este cu adevărat o parte a corpului. Dispozitivul este încă în dezvoltare, dar primul pacient, suedezul Robin af Ekenstam, poate ridica obiecte și poate simți vârfurile degetelor protezei.
Oamenii de știință care lucrează cu SmartHand plănuiesc să acopere în cele din urmă proteza cu piele artificială, ceea ce va oferi creierului și mai multe senzații tactile. Cercetătorii spun că vor studia destinatarii SmartHand pentru a înțelege cum să îmbunătățească dispozitivul în timp.
Înainte de apariția SmartHand-ului, Kevin Warwick de la Universitatea Reading, Marea Britanie, a folosit cibernetica pentru a controla o mână mecanică conectată la sistemul său nervos în timp ce se afla în New York și mâna se afla în Anglia.
Implantul a fost conectat la sistemul nervos al lui Warwick în 2002, oferindu-i capacitatea de a controla de la distanță un braț robot. Semnalele au fost trimise pe internet printr-un transmițător radio. Acest proces a fost cel care a informat cercetătorii dezvoltarea protezei ca parte a proiectului SmartHand.
ÎN anul trecut Dezvoltarea protezelor a parcurs un drum lung, rezultând mâini care oferă utilizatorilor senzații tactile și picioare care permit utilizatorilor să alerge pe distanțe lungi. Astăzi putem fi echipați cu tentacule protetice care ne permit să apucăm mai bine obiectele.
Kailyn Kau, absolventă recentă a Universității din Washington, a proiectat brațul ca parte a unui proiect de dezvoltare a alternativelor la protezele comune de astăzi. Mâna lui Kau este flexibilă și reglabilă, iar prinderea ei poate fi schimbată în funcție de forma obiectului pe care utilizatorul dorește să-l apuce. Numărul de spire în mână este controlat de două butoane amplasate pe proteză; acestea fac ca motorul fie strângerea, fie slăbirea spirelor prin două cabluri care trec de-a lungul brațului.
Implanturile cohleare sunt concepute pentru a ajuta persoanele cu probleme de auz. Spre deosebire de aparatele auditive, care amplifică sunetul astfel încât să poată fi auzit de urechea afectată, implanturile cohleare ocolesc partea deteriorată a urechii și stimulează direct nervul auditiv. Semnalele generate de implant sunt trimise prin nervul auditiv către creier, care le recunoaște ca sunete.
Au fost dezvoltate diferite tipuri de implanturi cohleare, dar toate au câteva părți comune: un microfon care preia sunetul, un dispozitiv de procesare a semnalului care transformă sunetul în impulsuri electrice și un sistem de transmisie care trimite semnale electrice unui electrod implantat în pinna.
Cercetătorii lucrează la o modalitate de a integra mai discret dispozitivele medicale în corpul unui pacient.
Implanturile în creier sau în alte părți ale sistemului nervos devin destul de obișnuite în procedurile medicale. Dispozitive precum implanturile cohleare și stimulatoarele cerebrale folosesc electrozi implantați în creier pentru a funcționa. Dar, în timp ce aceste dispozitive pot ajuta foarte mult utilizatorii, cercetătorii sunt îngrijorați de faptul că electrozii metalici pot deteriora țesuturile moi.
Oamenii de știință de la Universitatea din Michigan lucrează la crearea unui înveliș polimeric conductiv (molecule care conduc fără probleme electricitate) care va crește în jurul electrodului din creier, creând un material pentru a proteja mai bine țesutul cerebral din jur. Ei speră să obțină rezultatul dorit folosind materialul cu volume mici de alt polimer; Oamenii de știință au reușit să forțeze un polimer conductor să formeze o textură în jurul unui electrod.
În timp ce implanturile retiniene sunt o modalitate de a restabili vederea, producătorii dispozitivului BrainPort au adoptat o abordare diferită pentru a permite orbilor să se deplaseze în lume.
Dispozitivul transformă imaginile în impulsuri electrice care sunt trimise către limbă, unde provoacă o senzație de gâdilat care este percepută de utilizator pentru a vizualiza mental obiectele din jur și a se mișca printre obiecte.
Aproximativ 2 milioane de nervi optici sunt necesari pentru a transmite semnale optice de la retină - partea a ochiului în care informațiile luminoase sunt decodificate sau traduse în impulsuri nervoase - către cortexul vizual primar al creierului. Cu BrainPort, datele optice sunt colectate printr-o cameră video digitală poziționată în centrul ochelarilor pe fața utilizatorului. Ocolind ochii, datele sunt transferate pe un modul de bază portabil. Din aceasta, semnalele sunt trimise către limbă prin „acadea” - o matrice de electrozi situată direct pe limbă. Fiecare electrod este responsabil pentru un set de pixeli.
După cum explică creatorii dispozitivului, BrainPort permite utilizatorilor să găsească ușile de la intrare și butoanele liftului, să citească litere și numere și să ridice pahare și furculițe de la masa de cină, fără a fi nevoiți să bâjbâie cu mâinile.
Cyborgizarea este procesul de transformare a unui organism viu într-un cyborg - un organism cibernetic care conține componente mecanice și electronice, pentru a restabili daunele primite sau pentru a obține proprietăți specificate. Caracteristica cheie- fuziunea corpului și a gadgeturilor și a altor componente (implantare). În timp ce o persoană folosește, să zicem, un binoclu, o astfel de persoană nu poate fi un cyborg, dar dacă binoclul este încorporat în ochiul unei persoane sau conectat la nervul său optic, aceasta este deja cyborgizare. Un exemplu banal de ciborgizare este utilizarea protezelor bioelectrice, a implanturilor cardiace, a implanturilor pentru restabilirea vederii și auzului etc.
De la sfârșitul secolului al XX-lea și începutul secolului al XXI-lea, se poate observa o creștere treptată a gradului de ciborgizare a oamenilor, în principal din motive medicale, și a animalelor - în principal în cursul diferitelor experimente.
Un contra-proces poate fi observat atunci când roboților li se acordă o asemănare cu ființele vii (bionica) sau chiar echipați cu organe individuale prelevate de la ființe vii sau similare cu cele pe care le au ființele vii (pielea crescută în laborator, de exemplu).
Subiectul cyborgizării ridică multe dileme morale și etice. De exemplu, este posibil să controlăm comportamentul insectelor, animalelor și oamenilor după ciborgizarea lor?
Utilizarea unei combinații de materiale artificiale și celule vii simultan face organismul cibernetic rezultat vulnerabil și de scurtă durată - la un moment dat celulele vii vor muri. În același timp, organismele cibernetice pot avea capacități mai mari decât organismele biologice obișnuite sau numai dispozitivele sintetice datorită „efectului sinergic”.
O altă direcție a ciborgizării este transferul personalității unei persoane pe un mediu artificial. Media poate fi diferită, de exemplu, astăzi computerele sau o structură cloud sunt considerate în această calitate. Pe măsură ce puterea de calcul crește, computerul corespunzător poate fi plasat, de exemplu, într-un robot.
Cyborgizarea insectelor
Institutul Draper și Howard Hughes (HHMI), SUA
Universitatea Tehnologică Nanyang, Singapore
Realizează experimente legate de ciborgizarea insectelor. Folosind electrozi și montând „rucsacuri” electronice pe spatele insectelor, cercetătorii au dezvoltat „mașini vii” care pot fi controlate de la distanță. Insectele nu irosesc energia bateriei pentru a rămâne în aer și, prin urmare, într-o serie de aplicații pot depăși dronele clasice în ceea ce privește eficiența.
Roboți cu elemente ale ființelor vii
Știri despre Cyborgizare
2017.11.02 - fondurile vor fi folosite pentru dezvoltarea unei proteze bionice de antebrat pe care copiii o pot folosi. Acesta ar trebui să fie un gadget protetic bionic multifuncțional.
01.02.2017. Proiect DragonflEye - controlul insectelor de talie medie folosind semnale luminoase. Este utilizat un sistem de navigație autonom la bord.
Conform teoriei lui Darwin, stră-strămoșii noștri aveau coadă și blană groasă. De-a lungul timpului, aspectul s-a schimbat și cea mai obișnuită persoană a evoluat dintr-un animal asemănător maimuțelor. Cu două picioare, brațe, cap, trunchi și organe interne. Cu organe de simț: ochi, nas, urechi, limbă și piele. Și sisteme complexe nervii, vasele de sânge, digestive și endocrine. Dar evoluția rasei umane nu s-a încheiat în stadiul Homo Sapiens Sapiens - și fiind de fapt „homo sapiens”, specia noastră nu se mai poate baza doar pe acțiunile naturii, ci și să facă modificări propriului „design” folosind metode tehnologice. Știința nu stă pe loc - se inventează constant noi materiale, dispozitive și tehnologii care reproduc funcțiile corpului uman...
Ce viitor ne așteaptă? Cum vom fi în viitor? Să încercăm să ne imaginăm această apariție. De exemplu, poate că fiecare dintre noi a visat cel puțin o dată să sară peste o mașină, să îndoaie barele metalice cu mâinile, să vadă clar în întuneric și, de asemenea, să alerge repede și, în general, să facă alte minuni. Acum acestea sunt doar vise, rodul imaginației sălbatice, al dorințelor nerealiste și neîmplinite. Dar este întotdeauna plăcut când, după vizionarea unui film științifico-fantastic, se dovedește că ceva afișat pe ecran este cel puțin în stadiul de dezvoltare, dar există deja în lumea reala! Trăim vremuri foarte interesante – lumea se schimbă în fața ochilor noștri și progresul tehnologic îi ajută pe oameni să schimbe forma viitorului. În stadiul actual al realizărilor în domeniul biotehnologiei, se deschid noi dimensiuni ale perspectivelor reale pentru umanitate pentru a schimba însăși esența speciei noastre biologice.
Când ne pregătim despre tehnologiile protetice moderne, am urmărit două obiective. Primul este destul de evident - spuneți cum științific progres tehnic(în primul rând în zonă tehnologia Informatiei) pentru prima dată în secole de existență a industriei protetice, ajută oamenii care și-au pierdut membrele să găsească nu doar o aparență a ceea ce s-a pierdut, ci să restabilească pe cât posibil funcțiile organului și, în unele cazuri, , chiar depășesc capacitățile persoana sanatoasa. Iar al doilea, mai profund scop al articolului a fost de a descrie dispozitivele și tehnologiile care sunt cel mai apropiate de visele de ciborgizare. Desigur, atâta timp cât brațele și picioarele artificiale sunt inferioare ca eficiență față de cele biologice, nimeni nu s-ar gândi să înlocuiască un membru sănătos cu o proteză - dar direcția de dezvoltare a tehnologiilor protetice sugerează că echilibrul posibilităților se va schimba în curând. Oamenii de știință și inginerii fac în mod constant pași, poate uneori mici, dar încrezători către crearea unui cyborg complet. Pe baza integrării îmbunătățite a sistemului nervos cu proteze și implanturi, precum și pe surse de energie puternice și compacte, o persoană poate fi complet transformată. Într-un cuvânt, chiar dacă i se întâmplă ceva, acesta va fi „reparat” folosind cele mai recente progrese tehnologice. Și aici ajungem la subiectul acestui articol: pe lângă brațe și picioare, cyborgul va avea nevoie și de organe senzoriale - cel puțin ochi și urechi. Nici o „actualizare” a creierului nu ar strica, dar din moment ce este pur inteligenţă artificială- acesta este un subiect complet separat, apoi în cadrul acestui material vom lua în considerare posibile îmbunătățiri pentru creierul biologic. Din păcate, ca și în cazul brațelor și picioarelor protetice, marea majoritate a dezvoltărilor descrise se află încă în stadiul de cercetare și specimene de laborator, iar prețurile acestora sunt prohibitive. Cu toate acestea, acest lucru se întâmplă întotdeauna cu noile tehnologii, iar însuși faptul existenței lor oferă o perspectivă foarte reală pentru implementarea comercială - la urma urmei, fiecare produs nou din această industrie aduce nu numai visele cyborgilor mai aproape de realitate, ci oferă și speranța unei revenirea la viața normală pentru persoanele care și-au pierdut dintr-un motiv sau altul anumite funcții ale organismului...
Creier
Dintre toate organele umane, intervenția în creier este cea mai dificilă. Ce să spun, chiar dacă toate capacitățile sale nu au fost încă studiate pe deplin... Cu toate acestea, se efectuează anumite manipulări cu creierul, în principal cu scopul de a vindeca boli.
Un profesor de la Universitatea din Carolina de Sud, după cercetări îndelungate, a creat un cip care poate înlocui hipocampul, partea a creierului responsabilă de memoria pe termen scurt, precum și de orientarea spațială. Deoarece hipocampul este adesea deteriorat în bolile neurodegenerative, acest cip, aflat în prezent în curs de testare de laborator, poate deveni un lucru indispensabil în viața multor pacienți.
Oamenii de știință germani de la Institutul de Biochimie Max Planck, după cercetări îndelungate, au reușit să combine celulele creierului vii cu un cip semiconductor. Importanța descoperirii constă în faptul că această tehnologie face posibilă creșterea unor benzi foarte subțiri de țesut pe un cip, drept urmare va face posibilă observarea în detaliu a interacțiunii tuturor celulelor nervoase între ele. prin identificarea semnalelor transmise de celule prin sinapse.
Nu cu mult timp în urmă, compania californiană Neuropace a dezvoltat un dispozitiv de stimulare electrică pentru epileptici, numit „Responsive Neurostimulator”. Principiul de funcționare este că dispozitivul restrânge fluxul de impulsuri necontrolate în timpul crizelor folosind descărcări electrice dintr-o sursă externă. Dispozitivul Neuropace constă dintr-un neurostimulator compact, care este implantat împreună cu un set de fire în craniul unei persoane, precum și o baterie și un computer specializat în miniatură care monitorizează constant activitatea electrică din creier. Studiile Neuropace au fost efectuate pe sute de pacienți, cu rezultate satisfăcătoare observate la aproape jumătate.
Un grup destul de mare de oameni de știință din mai multe țări europene desfășoară activități de cercetare și dezvoltare din 2005, ca parte a proiectului Fast Analog Computing with Emergent Transient States (FACETS), al cărui scop este de a crea un microprocesor care simulează 200.000 de neuroni interconectați de 50 de neuroni. milioane de conexiuni sinaptice. Potrivit participanților la proiect, pentru a reproduce pe deplin funcționarea creierului uman, ei vor avea nevoie de câteva mii de aceste procesoare combinate într-un cluster - dar când se va face acest lucru, umanitatea va fi semnificativ mai aproape de crearea inteligenței artificiale.
Ochi
Ochii sunt unul dintre cele mai importante organe ale unei persoane, deoarece prin ochi o persoană percepe cea mai mare parte a informațiilor primite despre lumea din jurul său. În zilele noastre, milioane de oameni de pe planetă suferă de diferite boli ale organelor vederii. Pentru a corecta defectele de vedere, este necesară nu numai intervenția medicilor, ci și a fizicienilor, chimiștilor și tehnologilor. Dezvoltare modernă tehnologia dă speranță că o persoană va primi vindecare în viitor și va putea vedea lumea în toată frumusețea ei.
Până în prezent, nu există soluții disponibile comercial care ar putea înlocui cel puțin parțial vederea complet absentă - de fapt, există doar globi oculari de sticlă care sunt cunoscuți de câteva secole, oferind doar o asemănare exterioară cu organul pierdut. Cu toate acestea, există deja dispozitive sub formă de prototipuri care schimbă în cele din urmă această situație - oamenii de știință și inginerii din diferite țări se luptă să creeze o proteză de ochi cu drepturi depline.
După ce au trecut printr-un lung proces de la teorie la practică, oamenii de știință de la Universitatea din California au reușit să creeze o proteză care poate îndeplini funcțiile retinei. În această etapă a testării, o persoană este capabilă să vadă doar o imagine neclară, dar perspectivele de viitor sunt destul de pozitive. Această proteză este astfel concepută: de rama ochelarilor este atașată o cameră, prin care imaginea este transmisă direct neuronilor supraviețuitori din retină. Pentru a converti semnalul video de intrare în impulsuri pe care celulele nervoase le pot percepe, a trebuit dezvoltat un convertor hardware-software special.
O dezvoltare alternativă creată de cercetătorii de la MIT (Massachusetts) funcționează într-un mod similar. Institutul de Tehnologie). Grupul de oameni de știință care lucrează la crearea acestui implant studiază această problemă de mai bine de 20 de ani, iar pentru următorii trei ani sunt planificate teste practice. O cameră situată pe ochelari transmite imaginea către un microcomputer, care transformă semnalul video în impulsuri electrice. Aceste impulsuri, prin electrozii implantați, afectează direct nervii optici, care, la rândul lor, transmit semnalul către creier.
Mai există două opțiuni pentru ochi artificiali bazate pe același principiu. Un grup de specialiști din consorțiul Bionic Vision Australia (care reunește oameni de știință de la cinci institute de cercetare și universități din Australia) și-au prezentat ochiul bionic la Universitatea din Melbourne. Testele de laborator sunt deja în curs de desfășurare și se așteaptă o implementare mai răspândită până în 2013.
În cele din urmă, nu cu mult timp în urmă, Second Sight Medical Products Inc. a anunțat că începe studiile clinice ale implantului ocular Argus II. Aproximativ 10 persoane au fost de acord să participe la programul pilot, iar costul unui ochi bionic de la Second Sight este de 100.000 USD.
Este de remarcat faptul că calitatea vederii oferită de tehnologia utilizată în toate dispozitivele menționate mai sus depinde direct de numărul de electrozi sensibili la lumină din implant. Dacă în stadiul actual sunt doar 60 dintre ei, atunci în viitorul apropiat intenționează să crească acest număr la 1000, ceea ce va îmbunătăți radical percepția - nu doar transmiterea punctelor de lumină, ci informează mult mai pe deplin o persoană despre ceea ce se întâmplă. în jurul.
Dar abordarea britanicilor, care au dezvoltat tehnologia BrainPort, este fundamental diferită de toate cele descrise mai sus în ceea ce privește metoda de transmitere a informațiilor. Ideea este că o persoană ar trebui să înceapă să vadă cu ajutorul... limbajului. Partea externă a dispozitivului, ca de obicei, include o mică cameră video montată în rama ochelarilor și un convertor care convertește semnalul. Cu toate acestea, în loc de electrozi implantați în retină și transmiterea datelor către nervii optici, BrainPort este echipat cu un tub mic cu un transmițător dreptunghiular care trebuie plasat pe limbă. Ii sunt transmise impulsuri electrice și, în funcție de intensitatea lor, o persoană poate recunoaște prezența obstacolelor pe drum. Amintește oarecum de o anecdotă despre îndepărtarea amigdalelor folosind o metodă non-standard, dar prețul BrainPort care este testat este semnificativ mai mic, de exemplu, Argus II și este de 18.000 de lire sterline.
În ceea ce privește nu restaurarea celor pierdute, ci optimizarea celor existente, o abordare foarte interesantă pentru îmbunătățirea capacităților de vedere a fost propusă de un grup de oameni de știință de la Universitatea Washington din Seattle, condus de profesorul Babak Parviz. Au creat lentile de contact cu LED integrat, antenă radio și receptor. În această etapă există un singur LED în lentilă, iar testele au fost efectuate pe iepuri. Versiunea „cu drepturi depline” presupune, desigur, posibilități mai largi - până la difuzarea imaginilor în format HD pe retină, atunci când tehnologiile ating nivelul corespunzător. Astfel de lentile vă vor permite să implementați eficient „realitatea augmentată” fără a folosi ochelari, precum și trucuri precum, de exemplu, mărirea unei imagini. Dar chiar și în versiunea existentă cu un singur LED, se pot obține anumite beneficii dintr-un astfel de obiectiv dacă este făcut să funcționeze ca un indicator al unui proces critic.
Toată lumea știe ce sunt ochelarii - un dispozitiv pentru îmbunătățirea vederii sau un accesoriu de modă cu protecție împotriva razelor solare sau un lucru care ascunde cercurile întunecate sub ochi. Și recent au fost inventați ochelarii i-Mos care pot vorbi. Utilizarea lor va îmbunătăți dramatic capacitățile de comunicare pentru persoanele complet paralizate (de exemplu, precum eroul filmului „Clopotul de scufundare și fluturele”, bazat pe o poveste adevărată, Jean-Dominique Bauby: rămas paralizat după un accident vascular cerebral, a putut a ortografia o carte, dându-i asistentului semne clipind, când îi arăta alfabetul). Pentru a folosi astfel de ochelari, tot ceea ce este necesar unei persoane este cunoașterea codului Morse. Senzorul urmărește mișcarea pupilelor: întoarcerea la dreapta este o liniuță, întoarcerea la stânga este un punct. Literele recunoscute sunt afișate pe ecranul intern al ochelarilor și, pentru a completa rapid un cuvânt, puteți utiliza sistemul de introducere T9 familiar pentru telefoanele mobile. Și când cuvântul este terminat, acesta este redat prin difuzorul integrat. Acest tip de ochelari, desigur, este destinat persoanelor cu dizabilități fizice, deși pot fi folosiți și de persoanele pur și simplu prea leneși să deschidă gura.
Urechi
Al doilea, principal organ de simț din existența umană este urechile, adică auzul. Din diverse motive o pierd, dar a trăi fără percepția sunetelor este foarte dificil. Din fericire, spre deosebire de vedere, restaurarea parțială și chiar completă a auzului este mai ușor de implementat, motiv pentru care aparatele auditive sau, științific vorbind, implanturile cohleare există de ceva timp. Principiul funcționării lor este simplu: folosind un microfon situat în spatele urechii, semnalul audio este transmis către a doua parte a dispozitivului, care stimulează nervul auditiv - în esență, aparatul auditiv crește volumul sunetului perceput.
Datorită faptului că dispozitivele existente, în principiu, fac față sarcinilor lor, nu apare nimic supranatural de nou. Dar, desigur, anumite îmbunătățiri sunt aduse designului existent pe măsură ce tehnologia se dezvoltă.
De exemplu, a dezvoltat profesorul Miriam Farst-Yust de la Școala de Inginerie Electrică de la Universitatea Tel Aviv noul fel aplicația software „Clearcall”. Acest program Proiectat special pentru implanturi cohleare și aparate auditive, vă permite să auziți sunetele mai clar în locuri zgomotoase, să recunoașteți vorbirea și să filtrați zgomotul de fundal. Pentru ca o persoană să perceapă sunetele în mod normal, Clearcall lucrează cu propria sa bază de date de sunete, rezultând cea mai precisă filtrare a zgomotului străin și amplificarea semnalelor „utile”. De fapt, acest tip de software De asemenea, este folosit, de exemplu, în căștile cu sistem de anulare a zgomotului, așa că în acest caz, ceea ce este mai ales interesant este că software-ul este conceput special pentru aparate auditive.
Nici un astfel de gigant al industriei precum Siemens nu a stat deoparte. Divizia companiei, specializată în dezvoltarea de aparate auditive și accesorii pentru acestea, a anunțat așa-numita platformă BestSound, pe baza căreia sunt produse noi modele de aparate auditive Siemens. BestSound include trei dezvoltări ale specialiștilor companiei: SpeechFocus, FeedbackStopper și SoundLearning 2.0. Primul folosește un microfon direcțional, cu care sunetul este amplificat. Datorită acestui fapt, pragul de recunoaștere a vorbirii este îmbunătățit cu până la 4 dB, iar în condiții de zgomot redus chiar și până la 7 dB. FeedbackStopper este o tehnologie care blochează feedback-ul acustic, iar SoundLearning 2.0 îl ajută pe proprietarul dispozitivului să înregistreze toate setările acestuia în anumite condiții: aceste date rămân în memoria dispozitivului și ajustează automat aparatul auditiv data viitoare când se confruntă cu condiții similare.
Într-o notă aproape anecdotică, merită menționat două evoluții foarte diferite în acest domeniu. În primul rând, aparatul auditiv The Plug, care există pur și simplu ca un experiment de proiectare. Cu funcționalitate tipică, dispozitivul arată ca un cercel tunel în lobul urechii. Poate real publicul țintă pentru un astfel de produs, dacă ar fi pus în producție de masă, ar fi prea îngust - cu excepția poate pentru tinerii informali, dar în general ideea este amuzantă. În al doilea rând, aparatele auditive Widex Passion care utilizează nanotehnologie sunt deja disponibile pentru vânzare în Rusia. Umorul, așa cum se întâmplă adesea în combinațiile dintre subiectele „Rusia” și „nanotehnologie”, este că un cuvânt captivant este folosit pentru a atrage atenția asupra unui produs care este destul de departe de nanotehnologia „reală” - în acest caz, întregul „nano”. „Chestia este că, datorită unui anumit sistem patentat NanoCare, mai puțină ceară intră în receptorul dispozitivului și, ca urmare, trebuie schimbată mai rar.
Poate că o mare parte din ceea ce este descris în acest articol nu face încă o impresie uimitoare. Dar până de curând, astfel de realizări au fost complet imposibile și doar progresul tehnologic din ultimele decenii a făcut posibilă apropierea și mai mult, de exemplu, de o înlocuire funcțională a globului ocular. Mai mult, în aproape toate cazurile, autorii invențiilor afirmă că perspectiva unor îmbunătățiri ulterioare (inclusiv cele foarte semnificative) este destul de evidentă - este nevoie doar de timp pentru a continua dezvoltarea. Este foarte important ca toate aceste descoperiri să ajute oamenii să se adapteze la viața normală, dar nu mai puțin interesant este faptul că, în viitorul apropiat, progresele în domeniul organelor artificiale vor face posibilă nu numai restabilirea funcțiilor pierdute, ci și persoana normala mai puternic, mai dur, mai atent și poate chiar mai inteligent. Și dacă și acum acest lucru vi se pare ciudat, atunci amintiți-vă cum în urmă cu 15 ani un telefon mobil și acum 30 de ani un computer părea un lux inutil. Ne așteaptă vremuri foarte interesante!
