Die aantal navorsing wat vandag in die wêreld gedoen word, wat die gebeure van die bekroonde film "Avatar" deur James Cameron kan verander, neem elke dag toe en lewer tasbare resultate. Sulke studies gaan gepaard met konkrete resultate; daaroor praat nie net dromers en wetenskapfiksieskrywers nie, maar ook prominente wetenskaplikes en leiers, waaronder Russies. Byvoorbeeld, Dmitri Rogozin het nie so lank gelede nie, in een van sy onderhoude, aan verslaggewers gesê dat onder die projekte wat deur die Russiese Stigting vir Gevorderde Studie geïmplementeer word, daar ook werk is om 'n avatar te skep.
Vandag word 'n avatar verstaan as 'n stel komponente - 'n soort simbiose van 'n masjien (uitvoerende meganisme) en 'n menslike brein, wat op die basis van 'n neuro -koppelvlak gebou is. As sulke tegnologieë volledig geïmplementeer word, kan 'n persoon met behulp van sy gedagtes sowel 'n aparte aktuator as die hele masjien van 'n afstand beheer. Avatar is 'n soort volwaardige "ek" op 'n afstand. Alles wat rondom die robot-avatar gebeur, moet ten volle aan die operateur oorgedra word met so 'n mate van vertroue dat hy voel dat hy op dieselfde plek is as die aktuator self. Dit is baie moeiliker om te implementeer as die gewone beheer van 'n robot op 'n afstand, wat sedert die dae van die Sowjet -maanrovers beskikbaar was.
Die wetenskaplike en tegniese prestasies wat in die afgelope halfeeu versamel is, maak dit reeds moontlik om 60-70% van die funksies van die menslike liggaam te vervang. Op die oomblik is dit net om te ontleed wat ons presies die geleentheid sal gee om weg te kom van fantasieë en na die werklike ontwerp van 'n avatar te gaan, aangesien daar werklik 'n voorvereiste is. Die prestasie van die hele mensdom is die ontwikkeling van 'n groot aantal van 'n wye verskeidenheid robotte wat vandag nie net die geprogrammeerde take kan oplos nie, maar ook onafhanklik besluite kan neem en die situasie kan beoordeel. Die kognitiewe vermoëns van moderne robotstelsels kom al hoe nader aan menslike vermoëns.
Moderne groot ondernemings het ook die vooruitsigte van hierdie soort werk gevoel. Byvoorbeeld, in net ses maande het Google in 2013 slegs 8 robotika -ondernemings regoor die wêreld aangeskaf. Onder die aankope van die internetreus is die bekende onderneming Boston Dynamics, sowel as die Japanese Shaft. Boonop het Google 'n belang in bioingenieurswese, en in 2013 het Google die California Life Company, 'n biotegnologiemaatskappy Calico, gestig.
Die eerste swaeltjies
Neurofisici het 'n belangrike stap geneem om die avatar nader aan die werklikheid te bring. Hulle het dit reggekry om ape te leer om twee virtuele hande te gebruik en hulle slegs met behulp van gedagtes beheer. Dit is 'n belangrike stap in die ontwikkeling van die brein-rekenaar-koppelvlak. Tot dusver beheer ape virtuele hande op 'n rekenaarskerm, u kan nie met hul hulp 'n ware bederf neem nie. Deur hierdie virtuele hande met behulp van die brein te beheer en probleme met hul hulp op die monitorskerm op te los, ontvang die ape 'n beloning. Virtuele hande is die aap -avatar.
Hierdie eksperimente word vandag uitgevoer in die laboratorium van die neurofisioloog Miguel Nicolelis by die Duke University Medical Center. Die eksperiment behels twee ape - 'n mannetjie en 'n wyfie. Wetenskaplikes het 'n rekord aantal mikro -elektrodes in die brein van elkeen ingeplant, wat besig is met die opname van die elektriese aktiwiteit van breinneurone. 768 elektrodes is in die brein van die wyfie ingeplant, 384 van die mannetjie. Tot onlangs kon dit deur geen neurofisioloog ter wêreld gedoen word nie.
Die mikro -elektrode is op spesiale borde wat in verskillende dele van die aap se serebrale korteks geleë is. Elkeen van hierdie mikro -elektrode teken elektriese impulse van omliggende neurone op. Gevolglik slaag wetenskaplikes daarin om die aktiwiteit van meer as 500 neurone in elke aap aan te teken. Terselfdertyd word die ape 'n avatar gewys wat voorwerpe van verskillende vorms kan manipuleer. Toe begin hulle leer hoe om dit met 'n joystick te gebruik.
Ten tyde van hierdie kontrole het wetenskaplikes die aktiwiteit van neurone in hul brein aangeteken en 'n model gebou op grond van die verkrygde data, wat dit moontlik gemaak het om die aktiwiteit van sekere neurone met sekere handbewegings te assosieer. Terselfdertyd, tot onlangs, is al hierdie eksperimente slegs met een hand uitgevoer. Die oorgang na tweehandse beheer met behulp van breinaktiwiteit is 'n fundamentele stap vorentoe in die ontwikkeling.
Die ontwikkelde model het die basis geword vir die skep van 'n 'brein-rekenaar'-koppelvlak, waarmee u met behulp van net een gedagte na die beheer van virtuele hande-avatars kan oorgaan. Dit beteken dat die begeerte van die aap om sy hand na links of regs te beweeg, gepaard gegaan het met die aktiwiteit van sleutelneurone in die brein, terwyl die ontwikkelde koppelvlak betrokke was by die transformasie van hierdie aktiwiteit in die gewenste beweging van die virtuele hand. Om die aktiwiteit van neurone te ontsyfer, het spesialiste 'n algoritme gebruik wat hulle reeds in die raamwerk van vorige studies geskep het, wat met een hand uitgevoer is.
Op die oomblik dat die joystick met behulp van volgehoue opleiding van die ape af weggeneem is, het hulle met behulp van hul gedagtes geleer om die virtuele hande op die skerm na spesiale teikens te rig en hulle 'n geruime tyd op die teikens te hou. Verskeie meetkundige vorms is as teikens gebruik. As die ape die taak aangepak het, het hulle 'n bederf hiervoor ontvang. Wetenskaplikes het makakies op verskeie maniere opgelei. Aanvanklik was die ape se hande vry en kon hulle dit as 't ware gebruik om hulself te help deur dieselfde bewegings as die virtuele hand te doen. In die tweede fase was die ape se hande egter stewig aan die stoel vasgemaak, en slegs hul brein kon die virtuele realiteit beheer.
'N Ander interessante ontwikkeling is die kunsmatige supersterk elastiese spier, wat deur 'n span aan die National University of Singapore (NSU) geskep word. Volgens die hoofontwikkelaar van hierdie tegnologie, Adriana Koch, is die hoofdoel om spierweefsel te skep wat die natuurlike monsters oortref. Volgens haar boots die materiaal waaruit hulle kunsmatige spiere gemaak word die aktiwiteit van regte menslike weefsels na en kan hulle onmiddellik reageer op 'n inkomende elektriese impuls. Daar word gesê dat hierdie spier 80 keer sy eie gewig kan lig. In die nabye toekoms, oor 3-5 jaar, verwag kenners om hierdie spier te kombineer met 'n robotarm, wat skynbaar byna ononderskeibaar is van 'n regte menslike arm, maar terselfdertyd 10 keer sterker as dit.
Hierdie tegnologie het ook ander voordele. Kontraksies en bewegings van kunsmatige spiere kan 'n 'byproduk' van energie genereer wat van meganiese na elektriese energie omgeskakel kan word. As gevolg van die natuurlike eienskappe van die materiaal wat in die kunsspier gebruik word, kan dit 'n redelike groot hoeveelheid energie behou. Danksy hierdie kan 'n robot wat sulke spiere ontvang, energiek outonoom en onafhanklik word. Dit sal nie meer as 'n minuut tyd neem om te herlaai nie.
Tegnologieë vir die skep van kunsmatige oë word ook wyd ontwikkel. Wetenskaplikes werk daaraan om verskillende retinale prostese te maak. Daar is nog meer vordering gemaak met die ontwikkeling van gehoorproteses. In die Verenigde State installeer pasiënte al 'n paar jaar 'n stelsel van 'n mikrorekenaar, 'n mikrofoon en elektrodes wat aan die gehoorsenuwees gekoppel is. Meer as 200 000 pasiënte is reeds geïnstalleer, so 'n stelsel, wat daarop dui dat dit nie meer geïsoleerde eksperimente van wetenskaplikes is nie, maar daaglikse kliniese praktyk.
Die kroon van die skepping van moderne wetenskaplikes, wat die bewering toon dat ons 60-70% van die funksies van die menslike liggaam met kunsmatige inplantings kan vervang, was die wêreld se eerste biorobot "Rex". By so 'n bioniese persoon is al die gevestigde organe - van die oë tot die hart - kunsmatig. Hulle is almal afkomstig van diegene wat reeds op werklike pasiënte geïnstalleer word of 'n reeks toetse ondergaan. Danksy die bestaande stel prosteses, hoor, sien, loop en funksioneer 'Rex', is dit selfs in staat om 'n eenvoudige gesprek te voer, aangesien dit toegerus is met eenvoudige kunsmatige intelligensie.
Terselfdertyd het 'n bioniese persoon nie genoeg van sy maag, longe en blaas nie. Al hierdie kunsmatige organe is egter nog nie uitgevind nie, en die ontwikkeling van 'n kunsmatige brein is nog baie ver. Terselfdertyd glo die ontwikkelaars van Rex dat in die nabye toekoms enige inplanting vir mense beskikbaar sal wees. Wetenskaplikes glo ook dat eendag gesonde mense dit sal gebruik, wat interne organe sal vervang as hulle verslyt, en dit is reeds 'n direkte pad na onsterflikheid.
Probleme met die Avatar -tegnologie
In 2013 is 'n gereelde internasionale konferensie met die titel "Global Future" in New York gehou. Op hierdie konferensie word tradisioneel die resultate van die tegniese grondslag vir die grootskaalse projek "Avatar" opgesom. Die hoof van hierdie projek, die Russiese entrepreneur Dmitri Itskov, is besig om beleggers oor die hele wêreld te lok. Volgens Itskov kan daar in die nabye toekoms 'n kunsmatige liggaam geskep word wat, in terme van 'n aantal funksionele eienskappe, nie van die oorspronklike sal verskil nie, en dit mettertyd selfs sal kan oortref. Boonop word gewerk aan die ontwikkeling van 'n tegnologie om 'n persoon se persoonlikheid in hierdie kunsmatige liggaam oor te dra, wat 'n onbeperkte lewensduur kan bied, wat mense onsterflik kan maak. Selfs die datum van implementering van die eerste fase van hierdie program is genoem - 2045.
Die Avatar -projek word reeds vergelyk met die grootste prestasies in die geskiedenis van die menslike beskawing. So byvoorbeeld, as 'n projek om 'n atoombom, ruimtevlug te skep, wat op die maan beland. Tans is daar prakties twee elemente van hierdie program beskikbaar - die uitvoerende meganismes en die menslike brein. Die belangrikste struikelblok vir die skepping van 'n volwaardige, funksionerende biomeganiese simbiose tussen hulle is die neuro -koppelvlak - dit wil sê die stelsel van direkte en terugvoer.
By die ontwikkeling van so 'n verbinding ontstaan 'n groot aantal vrae. Hier is net een daarvan: na watter van die biljoen selle in die motoriese korteks van die menslike brein is dit die beste om elektrodes te beheer, byvoorbeeld 'n prostetiese been? Hoe om die nodige selle te vind, te beskerm teen verskillende inmenging, die nodige akkuraatheid te verseker, die volgorde van senuwee -impulse van die breinselle te vertaal in presiese en verstaanbare opdragte vir die kunsmatige meganisme?
Na aanleiding van hierdie algemene implementeringsvrae verskyn daar ook 'n groot aantal privaat persone. Elektrodes wat in die menslike brein ingesteek word, word byvoorbeeld vinnig toegegroei met 'n laag gliaalselle. Hierdie selle is 'n soort beskerming vir ons neuro -omgewing, wat dit moeilik maak om met die ingeplante elektrodes te kommunikeer. Gliaalselle probeer om alles wat hulle sien of waarneem as 'n vreemde liggaam, te blokkeer. Tans is die ontwikkeling van antifouling en terselfdertyd onskadelike mikro -elektrode steeds 'n ernstige probleem sonder 'n finale oplossing. Eksperimente in hierdie rigting is aan die gang. Ons bied elektrodes gemaak van nanobuise, elektrodes met 'n spesiale laag; dit is moontlik om elektriese impulse te vervang deur ligseine (getoets op diere), maar dit is te vroeg om 'n volledige oplossing vir die probleem te verklaar.
