Они уже среди нас, вы не заметили? Киборги – это реальность XXI века

Знаменитый Стивен ХОКИНГ, к сожалению, так и не дождался момента, когда бы его полностью отказавшее тело заменили другим – здоровым, полным сил. Спасли бы мозг гениального физика, а заодно дали людям надежду: голова профессора Доуэля была бы уже не фантастикой, а реальностью, приближающей нас к бессмертию!

Увы, скорее всего, до подобных операций с мозгом нам еще далеко. Но вот замена биологического тела на искусственное – возможно, более близкая и реальная перспектива.

Создание киборга – не такая уж невыполнимая задача на сегодня. Это во времена выхода фильмов «Робокоп» и «Терминатор» наполовину робот – наполовину человек казался чем-то невообразимым. Если суммировать опыт, накопленный за последние десятилетия, можно с уверенностью сказать, что уже до 60 процентов функций нашего организма могут выполнять искусственные конструкции.

Больше всего ученые преуспели в совершенствовании протезов конечностей. Особенно впечатляют возможности руки, сделанной по последнему слову техники. Задача была, согласитесь, не из легких. Если нога выполняет в основном опорную роль, то рука – «аппарат» со многими весьма сложными функциями. И сделать протез, который справлялся бы с этой многозадачностью, было гораздо сложнее. Тем не менее результаты труда ученых и конструкторов превзошли все ожидания. Сначала был создан бионический протез, который улавливает сигналы с мышц, сохранившихся на рудименте (остатке) конечности, и совершает именно то движение, которое хочет сделать человек. Дальше – больше. Появились механические конечности – и рука, и нога – которыми можно управлять мысленно! Они подключаются к мышечным нервам человека, так что стоит ему представить нужное движение, как оно тут же выполняется. Со стороны всё выглядит так, как будто это настоящие рука и нога. Еще бы – человек легко бегает и прыгает, завязывает шнурки, играет с колодой карт.

Если замена конечностей на столь высокотехнологичные конструкции – дело пока очень дорогое и мало кому доступное, то о костях этого не скажешь – искусственные аналоги уже прочно вошли в медицинскую практику, в том числе и в нашей стране. Изготавливают большие берцовые, позвонки и т.д. В основном из титана, но всё больше в практику входят также пластиковые, напечатанные на 3D-принтере. Ученые также работают и над другой задачей – научиться не заменять кость целиком, а лишь наращивать ее с помощью прочного материала. Предполагается, что это будет вспененный полиуретан с добавлением титановой пудры. Подобный имплантат, по замыслу изобретателей, будет обрастать живой костной тканью.

Успешно продвигаются работы в области создания хрящей. Уже разработана технология, которая позволит больницам всего за 20 минут восстанавливать нос человека, пострадавшего, к примеру, в аварии, с помощью все того же метода 3D-печати.

Отметим, кстати, что имеется в виду не создание полностью искусственного имплантата. В таком принтере используются собственные клетки пациента, в данном случае хрящевые, которые смешиваются с биополимером. Из получившейся массы и формируется новый нос. Но со временем все инородные примеси расщепляются растущей хрящевой тканью самого человека, так что его уже, собственно, сложно считать не натуральным. К тому же он растет вместе с пациентом, если это ребенок или молодой человек.

В медицине широко используются искусственные сосуды. Они пока далеко не совершенны, по целому ряду параметров уступают биологическим, но работы в этом направлении ведутся безостановочно, и всё больше появляется материалов, которые максимально приближены к естественной ткани кровеносной системы. Используются новейшие изобретения. В частности, новосибирским специалистам удалось разработать протезы сосудов, по своим свойствам практически не отличающимся от природных.

В активной стадии эксперименты с кожей. Уже задокументированы реальные случаи, когда принтер печатал клетки кожи прямо на пациенте, поступившем в ожоговый центр! Сканер измерил площадь и глубину поврежденного слоя и отдал команду принтеру. Использовались, как и в случае с носом, собственные клетки пострадавшего.

Гораздо большую сложность представляет замена внутренних органов. Но и тут ученые серьезно продвинулись, особенно в том, что касается создания сердца.

В апреле 2019 года израильские ученые напечатали первое в мире трехмерное сердце. С клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами. Оно еще очень маленькое, размером с вишню, но способно выполнять свои функции. Сердечко перекачивает вместо крови «чернила» из коллагена (белка, который поддерживает клеточные структуры) и из других биологических молекул.

Делаются также осторожные прогнозы по поводу скорого появления искусственной почки, глаза. Идут эксперименты с печенью. Тут успехи гораздо скромнее – хотя ее клетки воспроизвести удалось, но что касается органа в целом – на быстрое его появление рассчитывать не стоит.

Есть также подвижки в создании искусственного кишечника, дальше на очереди – селезенка, желчный пузырь, лимфатическая система. А мочевой пузырь уже печатают.

Не удивительно, что сейчас уже есть люди, которых с полным правом можно назвать киборгами, то есть теми, кто отчасти «натуральный», отчасти искусственный.

У Кэмерона КЛЭППА человеческая голова, человеческое туловище и левая рука. Обе ноги и правую руку он потерял из-за крушения поезда. Все отсутствующие конечности были заменены протезами, что не мешает Клэппу быть бегуном, игроком в гольф и актером. На протезах ног используется специальная система, стимулирующая рост мышц. Еще там стоят датчики, которые контролируют распределение веса тела и регулируют гидравлику. У Клэппа целый набор протезов на все случаи жизни.

Джерри ДЖАЛАВА потерял часть пальца в результате несчастного случая и пожелал, чтобы ему установили протез, который является… жестким диском. А проще говоря – обычной флэшкой. Очень удобно! Она находится внутри протеза, который крепится к тому, что осталось от пальца. Когда Джерри нужно использовать флэшку, он просто снимает протез и подключает ее, потом извлекает.

Роб СПЕНС называет себя «глазборг». Правый глаз он потерял вследствие неудачного выстрела из ружья. Многие после такого вполне обошлись бы стеклянным глазом, но Спенс вставил в свою пустую глазницу видеокамеру с батареей питания. Камера записывает всё, что ему полагалось бы видеть. Спенс, как и подобает режиссеру, постоянно совершенствует свой глаз-камеру, чтобы сделать его еще эффективнее.

Нил ХАРБИССОН с рождения страдает дальтонизмом и может видеть мир только в черно-белых тонах. В его мозг имплантировали антенну, конец которой торчит из макушки. Она преобразует частоты световых волн в звуковые. И благодаря этому Харбиссон слышит цвета! Он любит слушать архитектуру, делает звуковые портреты людей. Устройство позволяет различать даже инфракрасный и ультрафиолетовый цвета, то есть расширяет чувственное восприятие Нила за пределы диапазона, доступного обычным людям, и это приближает парня к настоящему киборгу.

Напрашивается вывод, что совсем недалеко то время, когда периодическая замена некоторых износившихся или утраченных «запчастей» станет для людей обычным делом. При этом искусственные части тела будут всё более совершенствоваться, раздвигая границы возможного.

А вот железные мозги пока тугодумы. Когда мы говорим об искусственной почке или печени, то тут всё вроде бы понятно: наверняка со временем операции по их вживлению станут обычным делом. А как насчет главного органа человека – мозга? Возможно ли хотя бы в далекой перспективе научиться воспроизводить его?

Мозг – невероятно сложная структура, никакой компьютер не сравнится с ним. Вот небольшой пример. Существует проект компании IBM, который имеет весьма амбициозную цель – научиться создавать нейронную сеть. На сегодня программе SyNAPSE удается смоделировать 530 млрд нейронов. Огромное количество, если учесть, что человеческий мозг содержит всего 86 млрд. Но вот загвоздка: все эти нейроны невероятно «заторможены», они работают в 1500 раз медленнее, чем настоящий мозг! Программному симулятору требуется 2,5 часа, чтобы воспроизвести всего-навсего 1 секунду активности живого мозга. Когда вдумываешься в эти цифры, невольно охватывает благоговейный трепет перед Вселенной или природой – словом, перед Творцом, создавшим нечто невообразимо сложное и совершенное.

Попытки ускорить искусственную нейронную сеть предпринимаются. В частности, за счет сокращения ее размера. К примеру, создан специализированный компьютер Neurogrid, состоящий из 16 чипов, каждый из которых содержит 65 тысяч «нейронов». В общей сложности это всего 1 миллион. Однако в итоге он лишь в элементарных вычислениях приближается по скорости к настоящему мозгу. Но зачем же нам еще один калькулятор, да еще и супердорогой?

Само по себе воспроизведение нейронной сети еще не сделает ее искусственным мозгом. Нужно научить изобретение «думать». Многие ученые сомневаются в том, что создание искусственного интеллекта, сравнимого с человеческим, в принципе достижимо при современном уровне развития науки и техники.

Впрочем, новости это скорее позитивные, чем печалящие. Еще неизвестно, до чего додумается искусственный мозг… А вдруг он быстро сообразит, что обычные люди – существа неразумные и совершенно бесполезные…

По материалам factroom.ru, science.spb.ru, nebolet.com, rb.ru, habrahabr.ru



подпишитесь на нас в Дзен