Технологии будущего. Нейроэлектроника.

Copyright©Neuroelectronics

 

 

  Добавить в ИзбранноеСделать эту страничку стартовой

 Главная

 Статьи

Новости

Ссылки

Карта сайта

Фотогалерея

Скачать

Контакты

Форум

 

Что мудрее всего? - Время, оно породило одно и породит другое.

Фалес

    Американские National Science Foundation и Department of Commerce представили в июне 2002 года 405-страничный отчет на тему того, что нас ждет в этом веке с развитием ряда областей прикладной науки - "Converging Technologies for Improving Human Performance".

    Практиков в первую очередь заинтересует, наверное, секция C, озаглавленная "Expanding human physical performance", хотя какую секцию не возьми, ученые там свободно обсуждают вещи, которые лет 30 назад являлись исключительной монополией фантастов. Мало того, как утверждают составители, большинство из того, о чем говорится в докладе, включая такие вещи, как носимые биодатчики, люди, соединенные в единую мыслящую структуру, неуязвимые сети передачи данных, или прямой интерфейс мозг-компьютер, может быть достигнуто уже в ближайшие 20 лет!

    В технологическом институте штата Джорджия, в Атланте, разработан необычный робот. Он управляется не набором микросхем и программного обеспечения, а массивом из нескольких тысяч нейронов, взятых из крысиного мозга. Такое биоэлектронномеханическое устройство его создатель доцент Стив Поттер называет "Гибротом" - от словосочетания "гибридный робот" . Свою работу над гибридным роботом Поттер начал еще в 1993 г. и успел добиться значительных успехов. Робот состоит из серийно выпускаемого трехколесного робота производства фирмы K-Team. По размерам и форме он больше всего напоминает хоккейную шайбу. Для управления используется сеть из нескольких тысяч нейронов, выращенных на подложке из 60 компактных электродов. Нейроны были взяты из мозга крысиных эмбрионов.

    Электроды фиксируют испускаемые нейронами электрические импульсы и через усилитель передают на схемы, управляющие движением робота. Те же самые электроды используются и для обратной связи. Сигнал со встроенного в робот фотоэлемента через электродную матрицу поступает на нейроны. Реагируя на это воздействие, "мозг" робота может дать команду на приближение или удаление от источника света. Ученые постоянно наблюдают за связями нейронов и их поведением, фиксируя малейшие изменения.

    В майском номере журнала Nature опубликована статья ученых SUNY, университета штата Нью-Йорк, создавших целое небольшое подразделение из пяти радиоуправляемых "крысоботов" (Ratbots), т.е. крыс с вживленными в мозг электродами для дистанционного манипулирования поведением животных.

    Функционирует крыса-киборг следующим образом. В "центр удовольствия", т.е. в особый нервный узел, находящийся в срединно-передней части мозга, вживлен главный стимулирующий электрод, а в нервные узлы левых и правых пучков усов крысы вживлены "поворотные" электроды. Животное очень быстро осваивает дрессировку, когда для получения нового импульса блаженства надо просто свернуть в ту сторону, с которой поступает очередной управляющий сигнал. Попутно эмпирическим путем ученые выяснили, что при простой небольшой стимуляции центра удовольствия крыса продолжает двигаться прямо, а при более интенсивной готова на "подвиги": при возможности забирается на дерево или лестницу, прыгает с высоты, бегает по рельсам или выходит на ярко освещенные участки (чего в обычной жизни как правило избегает). Правда, установлено и то, что инстинкт самосохранения в животном действует все же мощнее, так что с опасной для жизни высоты крысу-робота не удается заставить прыгнуть никакими электростимуляциями "нирваны".

     Пионерами в области передачи сигнала из мозга в компьютер стали ученые из Института Дюка в Северной Каролине под руководством профессора Мигеля Николелиса. Однако в настоящее время они не являются монополистами в этой области - многие научные институты мира, используя технологию Николелиса, также могут похвастаться сериями успешных опытов по проведению сигналов из мозга в компьютер.

    Мигель Николелис особенно известен своим недавним опытом, проведённым на подопытной обезьяне. Целью Николелиса было подключение искусственной руки робота к мозгу обезьяны. При первом опыте подключения к мозгу небольшой обезьянки использовали 96 проводов толщиной с половину человеческого волоса. Одним концом они присоединялись к мозгу, другим - к компьютеру, который в режиме реального времени при помощи простых математических функций моделировал движения искусственной руки робота. Сначала движения руки не соответствовали пожеланиям обезьяны, но постепенно она приспособилась и научилась вполне удовлетворительно выполнять простые движения. Она обучалась точно так же, как человек учится, к примеру, печатать на клавиатуре. Умственная деятельность была идентична той, которую обезьяна совершала во время управления своей собственной рукой. Но стоит отметить, что, несмотря на то, что обезьяна и получила возможность вращать руку в трех плоскостях, пройдет еще немало времени до того момента, когда искусственная рука сможет выполнять такие комплексные и сложные движения, как бросок мяча, езда на велосипеде или управление автомобилем.

    Для большей убедительности сигнал от мозга к руке был передан на расстояние 600 миль (около 950 км) через интернет. Для этого была изготовлена еще одна искусственная рука, которая находилась в Массачусетском технологическом институте, а обезьяна осталась в Институте Дюка, который, напомним, находится в Северной Каролине. Соавтор этого проекта Мандаям Сринивасан восторженно отозвался по этому поводу: "Когда мы решили передать сигнал через интернет, мы не знали, насколько существенна будет задержка. Даже через TCP/IP протокол все работало без нареканий. Было интересно смотреть, как в моем кабинете двигался робот, движимый мыслью обезьяны в Дюке. Будто она имела руку длиной в 600 миль".

    Исследование Мелоди Мур из Австралии по организации интерфейса "мозг-компьютер" хотя и обладает вполне конкретной целью: с помощью компьютера обеспечить нормальную жизнь тяжело больным, парализованным людям, сохранившим тем не менее ясность мысли (т.н. "locked-in syndrome" - им страдают 500 000 человек по всему миру), имеет огромную ценность - это фундаментальная работа по изучению и организации прямого взаимодействия человека и машины. Фактически, Мур занимается теми же разработками, что и учёные из Северной Каролины.

    Действительно, что может быть прямее интерфейса, в котором компьютер понимает человеческий мозг без посредников в виде рук которые двигают мышку, нажимают кнопки на клавиатуре, дергают джойстик - теребят самые невообразимые устройства ввода, ног, которые нажимают на педали (в автосимуляторах например), с недавнего времени мышц шеи. Достаточно лишь подумать, и на экране все само передвинется/напечатается/нарисуется/посчитается. Интерфейс "компьютер - мозг" - другой вопрос и уже "следующая передача".

 

    Эволюция по Дарвину миллионы лет совершенствовала человека, доводя его до нынешнего состояния. Некоторые идеи природы настолько блестящи, что люди позаимствовали их для разработки новых инженерных решений. Люди научились у природы как развивать свои сенсорные способности. Новые технологии позволяют установить контроль над самой эволюцией людей, как биологического вида, и двигаться в выбранном направлении. Возникает вопрос - искусственный или естественный характер носит такая революция эволюции человека человеком? С одной стороны созданные человеком технологии, требующие крайне осторожного подхода и анализа перспективы, применения и развития, а с другой стороны человек и сам является частью природы и господствующим видом на нашей планете и это значит, что его технологическое самосовершенствование носит естественный характер. Но действительно ли слияние наших тел с компьютерами и технологиями приближает нас к созданию передовых форм человеческой жизни? Похоже, что борьба за стирание социальных различий вскоре будет оттеснена на второй план проблемой исчезновения разницы между человеком и роботом. Я уверен - те, кто полагает, что будущее человечества - это человекообразные роботы, заблуждаются. Будущее человечества это роботообразные люди. Период наращивания своих внешних возможностей подходит к концу. Теперь внимание будет сосредоточено на совершенствовании внутренних возможностей человеческого организма. Так же как сейчас покупают автомобили, в будущем станут приобретать более быстрые ноги, слышащие ультразвук уши и видящие радиоволны глаза. Собственно переход в новое состояние происходит уже сейчас. Для наших с вами прабабушек было бы шоком перелететь из Лондона в Нью-Йорк за четыре часа, а уж увидев искусственные глаза Стиви Уандера, они бы решили что перед ними дьявол во плоти. Нас с вами эти события не только не шокируют, но и вызывают любопытство. Следующие поколения будут воспринимать замену внутренних органов на более совершенные так же, как мы чистку зубов - устранение дискомфорта. Проблема (с точки зрения человека современного) в том, что в результате радикальных изменений во взглядах на этику и эстетику будут подвергнуты пересмотру и сами представления об этике и эстетике. Произойдет радикальная переоценка ценностей, и изменяться цели существования человека, как вида, а значит и всей нашей цивилизации. К чему это приведет, наверняка не ответит никто. Можно конечно набросать полтора десятка различных сценариев, что бы заполнить диапазон пожеланий от "очень страшно" до "совершенно замечательно", но это будут не более чем предположения.

 

 

Используемые материалы:

 

  Журнал <Компьютерра>

  Переодическое интернет-издание <Аномалия>

  Научно-популярный интернет-журнал < Membrana >

  Интернет газета

Интернет-сайты:

  Fizteh.Ru

•  New Scientist. com

•  Aires e arch.ru

•  Futura.ru

•  Scientific American.ru

•  Vokruginfo.ru

•  Novosti . online.ru

•  Virtual & Really.ru

 

К следующей статье

 

Copyright©Neuroelectronics

Используются технологии uCoz