Astăzi, un avatar este înțeles ca un set de componente - un fel de simbioză a unei mașini (actuator) și a unui creier uman, care este construit pe baza unei interfețe neuronale. Dacă astfel de tehnologii sunt implementate în totalitate, o persoană va putea controla atât un actuator separat, cât și întreaga mașină la distanță, cu ajutorul gândului său. Avatar este un fel de „eu” cu drepturi depline la distanță. Tot ce se întâmplă în jur СЂРѕР ± отР°-avatarul, trebuie transmis in totalitate operatorului cu un asemenea nivel de incredere incat sa simta ca se afla in acelasi loc cu actuatorul insusi. Implementarea acestui lucru este mult mai dificilă decât controlul obișnuit al robotului la o distanță accesibilă încă de pe vremea rover-urilor lunare sovietice.
Realizările științifice și tehnologice care au fost acumulate în ultima jumătate de secol, în total, permit deja înlocuirea a 60-70% din funcțiile corpului uman. În prezent, rămâne doar să analizăm ce anume ne va oferi posibilitatea de a scăpa de fantezii și de a trece la designul real al unui avatar, deoarece există într-adevăr condiții prealabile. Realizarea întregii omeniri este dezvoltarea unui număr mare de roboți cei mai diverși, care dobândesc astăzi capacitatea nu numai de a rezolva sarcini programate, ci și de a lua decizii în mod independent și de a evalua situația. Abilitățile cognitive ale sistemelor robotice moderne sunt din ce în ce mai aproape de capacitățile umane.
Marile companii moderne au simțit și ele promisiunea acestui gen de muncă. De exemplu, Google a achiziționat doar în 2013 8 companii de robotică din întreaga lume, făcând acest lucru în doar șase luni. Printre achizițiile gigantului Internet se numără cunoscuta companie Boston Dynamics, precum și Japanese Shaft. În plus, Google manifestă interes pentru bioinginerie, în 2013 Google a fondat compania de biotehnologie Calico - California Life Company.
Primele rândunele
Un pas important spre aducerea avatarului mai aproape de realitate a fost făcut de neurofizicieni. Au reușit să învețe maimuțele să folosească două mâini virtuale, controlându-le doar cu ajutorul gândirii. Acesta este un pas important în dezvoltarea interfeței creier-calculator. Până acum, maimuțele controlează mâinile virtuale pe ecranul unui computer, nu poți lua un adevărat răsfăț cu ajutorul lor. Totuși, controlând aceste mâini virtuale cu ajutorul creierului și rezolvând cu ajutorul lor problemele de pe ecranul monitorului, maimuțele sunt răsplătite. Mâinile virtuale sunt avatarul maimuței.
Aceste experimente sunt efectuate astăzi în laboratorul neurologului Miguel Nicolelis de la Centrul Medical al Universității Duke. Experimentul a implicat două maimuțe - mascul și femela. În creierul fiecăruia dintre ei, oamenii de știință au implantat un număr record de microelectrozi care înregistrează activitatea electrică a neuronilor din creier. 768 de electrozi au fost implantați în creierul feminin și 384 de electrozi au fost implantați în creierul masculin.Până de curând, nici un singur neurofiziolog din lume nu a putut face acest lucru.
Microelectrozii sunt amplasați pe plăci speciale care au fost amplasate în diferite zone ale cortexului creierului maimuței. Fiecare dintre acești microelectrozi înregistrează impulsurile electrice care vin de la neuronii din jur. Drept urmare, oamenii de știință sunt capabili să înregistreze activitatea a peste 500 de neuroni la fiecare maimuță. În același timp, maimuțelor li s-a arătat un avatar care putea manipula obiecte de diferite forme. Apoi au început să-i învețe să-l controleze cu un joystick.
La momentul efectuării acestui control, oamenii de știință înregistrau activitatea neuronilor creierului lor, construind un model pe baza datelor obținute, care făcea posibilă asocierea activității anumitor neuroni cu anumite mișcări ale mâinii. În același timp, până de curând, toate astfel de experimente au fost efectuate cu o singură mână. Trecerea la control cu două mâini cu ajutorul activității creierului este un pas fundamental înainte în dezvoltare.
Modelul dezvoltat a devenit baza pentru crearea interfeței creier-calculator, care vă permite să treceți la controlul mâinilor-avatar virtuale doar cu un gând. Aceasta înseamnă că dorința maimuței de a-și mișca mâna la stânga sau la dreapta a fost însoțită de activitatea neuronilor cheie din creier, în timp ce interfața dezvoltată a fost angajată în transformarea acestei activități în mișcarea dorită a mâinii virtuale. Pentru a decoda activitatea neuronală, cercetătorii au folosit un algoritm pe care l-au creat deja în studiile anterioare care au fost efectuate cu o singură mână.
În momentul în care joystick-ul a fost luat de la maimuțe, cu ajutorul unui antrenament greu, aceștia au învățat cu ajutorul minții să direcționeze mâinile virtuale de pe ecran către ținte speciale, ținându-le pe ținte pentru ceva timp. Diferite forme geometrice au servit drept ținte. Dacă maimuțele au făcut față sarcinii, au primit un răsfăț pentru asta. Oamenii de știință au antrenat macaci în mai multe moduri. La început, mâinile maimuțelor erau libere și puteau, parcă, să le folosească pentru a se ajuta, făcând aceleași mișcări ca și mâna virtuală. Cu toate acestea, în a doua etapă, brațele maimuțelor au fost atașate rigid de scaun, lăsându-le doar cu creierul pentru a controla realitatea virtuală.
O altă dezvoltare interesantă este un mușchi elastic artificial super-puternic, care este creat de o echipă de la Universitatea Națională din Singapore (NSU). Potrivit dezvoltatorului principal al acestei tehnologii, Adriana Koch, scopul principal este de a crea țesut muscular care să depășească mostrele naturale. Potrivit acesteia, materialele din care este făcut mușchiul lor artificial imită activitatea țesuturilor umane reale și sunt capabile să răspundă instantaneu la un impuls electric care vine. Se spune că acest mușchi poate ridica de 80 de ori propria greutate. În viitorul apropiat, în 3-5 ani, experții se așteaptă să combine acest mușchi cu un braț robotic, care în aparență va fi aproape imposibil de distins de un braț uman real, dar în același timp de 10 ori mai puternic decât acesta.
Această tehnologie are și alte avantaje. Contracțiile și mișcările mușchilor artificiali ar putea genera un „produs secundar” de energie care ar putea fi convertit din mecanic în electric. Datorită proprietăților naturale ale materialelor utilizate în mușchiul artificial, acesta va putea reține o cantitate suficient de mare de energie. Datorită acestui lucru, un robot care primește astfel de mușchi poate deveni autonom energetic și independent. Durează mai puțin de un minut pentru a se reîncărca.
Tehnologiile pentru crearea ochilor artificiali sunt, de asemenea, dezvoltate pe scară largă. Oamenii de știință lucrează la crearea diferitelor proteze retiniene. Un succes și mai mare a fost obținut în dezvoltarea protezelor auditive. De câțiva ani în Statele Unite, pacienții au fost echipați cu un sistem de microcomputer, microfon și electrozi care sunt conectați la nervii auditivi. Peste 200000 de pacienți au reușit deja să instaleze un astfel de sistem, ceea ce sugerează că acestea nu mai sunt experimente individuale ale oamenilor de știință, ci practică clinică obișnuită.
Realizarea supremă a oamenilor de știință moderni, demonstrând afirmația că suntem capabili să înlocuim 60-70% din funcțiile corpului uman cu implanturi artificiale, a fost primul biorobot din lume „Rex”. La o astfel de persoană bionică, toate organele instalate - de la ochi la inimă - nu sunt artificiale timpi de nefuncționare. Sunt toate dintre cele care sunt deja instalate la pacienți reali sau sunt supuse unei serii de teste. Datorită setului de proteze existente, „Rex” aude, vede, poate merge și funcționa, chiar este capabil să mențină cea mai simplă conversație, fiind înzestrat cu inteligență artificială simplă.
În același timp, unei persoane bionice îi lipsesc stomacul, plămânii și vezica urinară. Toate aceste organe artificiale nu au fost încă inventate, însă, dezvoltarea unui creier artificial este încă foarte departe. În același timp, dezvoltatorii Rex cred că în viitorul apropiat orice implant va fi disponibil oamenilor. Oamenii de știință cred, de asemenea, că într-o zi vor fi folosite de oameni sănătoși care vor înlocui organele interne pe măsură ce se uzează, iar aceasta este o cale directă către nemurire.
Probleme de tehnologie „Avatar”
În 2013, la New York a avut loc o altă conferință internațională numită „Global Future”. La această conferință, prin tradiție, sunt rezumate rezultatele bazei tehnice pentru proiectul de anvergură Avatar. Șeful acestui proiect, antreprenorul rus Dmitri Itskov, este angajat în atragerea de investitori din întreaga lume. Potrivit lui Itskov, în viitorul apropiat, poate fi creat un corp artificial, care, în ceea ce privește o serie de calități funcționale, nu va diferi de original și, în timp, va putea chiar să-l depășească. În plus, se lucrează pentru a crea o tehnologie pentru transferul personalității unei persoane în acest corp artificial, care poate oferi o speranță de viață nelimitată și poate oferi oamenilor nemurirea. Chiar și data pentru implementarea primei etape a acestui program a fost numită - 2045.
Deja, proiectul Avatar este comparat cu cele mai semnificative realizări din povestiri civilizatie umana. Cum ar fi, de exemplu, proiectul de a crea o bombă atomică, zborul în spațiu, aterizarea pe Lună. În prezent, există deja practic două elemente ale acestui program - actuatorii și creierul uman. Principalul obstacol în calea creării unei simbioze biomecanice cu drepturi depline și funcționale între ele este neurointerfața - adică un sistem de direct și feedback.
La dezvoltarea unei astfel de relații, apar un număr mare de întrebări. Iată doar una dintre ele: care dintre miliardele de celule din cortexul motor uman este cel mai bine să aplice electrozi pentru a controla, de exemplu, un picior protetic? Cum să găsiți celulele necesare, să vă protejați de diverse interferențe, să oferiți acuratețea necesară, să traduceți secvența impulsurilor nervoase ale unei celule cerebrale în comenzi precise și ușor de înțeles pentru un mecanism artificial?
Aceste întrebări generale de implementare sunt urmate de un număr mare de întrebări specifice. De exemplu, electrozii care sunt introduși în creierul uman devin rapid acoperiți cu un strat de celule gliale. Aceste celule sunt un fel de protecție pentru neuromediul nostru, ceea ce face dificilă comunicarea cu electrozii implantați. Celulele gliale încearcă să blocheze tot ceea ce consideră sau percep ca un corp străin. În prezent, dezvoltarea de microelectrozi antifouling și în același timp inofensivi este încă o problemă serioasă fără o soluție finală. Experimentele în această direcție sunt în desfășurare. Se propun electrozi din nanotuburi, electrozi cu o acoperire specială, este posibilă înlocuirea impulsurilor electrice cu semnale luminoase (testate pe animale), dar este încă prea devreme pentru a declara o soluție completă a problemei.
Surse de informații:
http://vpk-news.ru/articles/19099
http://www.gazeta.ru/science/2013/11/08_a_5740649.shtml
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1125606
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/reks-pervyi-v-mire-bionicheskii-chelovek