Джеймс Кэмеронның әйгілі «Аватар» фильмінің оқиғаларын өзгерте алатын қазіргі әлемде жүргізілген зерттеулердің саны күн сайын өсуде және нақты нәтижелер береді. Мұндай зерттеулер нақты нәтижелермен бірге жүреді; олар туралы тек арманшылдар мен фантасттар ғана емес, сонымен қатар көрнекті ғалымдар мен көшбасшылар, соның ішінде орыс ғалымдары да айтады. Мысалы, Дмитрий Рогозин жуырда өзінің сұхбаттарының бірінде журналистерге берген сұхбатында Ресейдің жетілдірілген зерттеу қоры жүзеге асырып жатқан жобалардың ішінде аватар жасау бойынша да жұмыс бар екенін айтты.
Бүгінде аватарды нейроинтерфейс негізінде құрастырылған машинаның (атқарушы механизмнің) және адам миының симбиозының бір түрі - компоненттер жиынтығы деп түсінеді. Егер мұндай технологиялар толық көлемде енгізілсе, адам өз ойының көмегімен алыстан басқаратын механизмді де, бүкіл машинаны да басқара алады. Аватар-бұл алыстағы толыққанды «мен» түрі. Робот-аватардың айналасында болып жатқанның бәрі операторға толық сенімділікпен берілуі керек, ол өзін орындаушының өзі сияқты бір орында сезінеді. Бұл кеңестік ай роверлерінің кезінен бері қол жетімді болатын роботты қашықтықтан басқаруға қарағанда әлдеқайда қиын.
Соңғы жарты ғасырда жинақталған ғылыми-техникалық жетістіктер, жалпы алғанда, адам ағзасының 60-70% функциясын алмастыруға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта бізге қиялдан аулақ болуға және аватардың нақты дизайнына көшуге не мүмкіндік беретінін талдау ғана қалды, өйткені шын мәнінде алғышарт бар. Барлық адамзаттың жетістігі - бүгінгі таңда бағдарламаланған міндеттерді шешуге ғана емес, сонымен қатар өз бетінше шешім қабылдауға, жағдайды бағалауға ие болатын көптеген түрлі роботтардың дамуы. Қазіргі роботтық жүйелердің танымдық қабілеттері адам мүмкіндіктеріне жақындады.
Қазіргі ірі компаниялар да мұндай жұмыстың келешегін сезінді. Мысалы, Google бүкіл әлем бойынша робототехника бойынша 8 компанияны тек 2013 жылдың өзінде алты айда сатып алды. Интернет-гиганттың сатып алуларының арасында белгілі Boston Dynamics компаниясы, сондай-ақ жапондық Shaft бар. Сонымен қатар, Google биоинженерлікке қызығушылық танытады, ал 2013 жылы Google Calico биотехнологиялық компаниясы California Life Company құрды.
Бірінші қарлығаштар
Нейрофизиктер аватарды шындыққа жақындату үшін маңызды қадам жасады. Олар маймылдарды ойдың көмегімен ғана басқара отырып, екі виртуалды қолды қолдануға үйретті. Бұл ми мен компьютердің интерфейсін дамытудағы маңызды қадам. Әзірге маймылдар компьютер экранында виртуалды қолдарды басқарады, олардың көмегімен сіз шынайы ем қабылдай алмайсыз. Алайда, бұл виртуалды қолдарды мидың көмегімен басқару және монитор экранында олардың көмегімен мәселелерді шешу арқылы маймылдар сыйақы алады. Виртуалды қолдар - маймыл аватары.
Бұл эксперименттер бүгін Дьюк университетінің медициналық орталығындағы нейрофизиолог Мигель Николелис зертханасында жүргізілуде. Экспериментке екі маймыл қатысады - еркек пен әйел. Ғалымдар ми нейрондарының электрлік белсенділігін тіркеумен айналысатын олардың әрқайсысының миына рекордтық мөлшерде микроэлектродтарды енгізді. Әйелдің миына 768 электрод, 384 еркек имплантацияланды. Осы уақытқа дейін әлемдегі бірде -бір нейрофизиолог жасай алмады.
Микроэлектродтар маймылдың ми қыртысының әр түрлі аймақтарында орналасқан арнайы тақталарда орналасқан. Бұл микроэлектродтардың әрқайсысы қоршаған нейрондардың электрлік импульстарын жазады. Нәтижесінде ғалымдар әр маймылдағы 500 -ден астам нейрондардың белсенділігін тіркеуге қол жеткізеді. Бұл кезде маймылдарға әр түрлі пішіндегі заттарды басқара алатын аватар көрсетілді. Содан кейін олар оны джойстикпен басқаруды үйрене бастады.
Бұл бақылау кезінде ғалымдар өздерінің миындағы нейрондардың белсенділігін тіркеп, алынған мәліметтерге сүйене отырып модель құрды, бұл белгілі бір нейрондардың белсенділігін қолдың белгілі бір қозғалыстарымен байланыстыруға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, соңғы уақытқа дейін мұндай эксперименттердің барлығы тек бір қолмен жүргізілді. Ми қызметінің көмегімен екі қолмен басқаруға көшу-дамудың іргелі қадамы.
Әзірленген модель бір ғана ойдың көмегімен виртуалды қол-аватарды басқаруға ауысуға мүмкіндік беретін «ми-компьютер» интерфейсін құруға негіз болды. Бұл маймылдың қолын солға немесе оңға жылжытуға деген ұмтылысы мидағы негізгі нейрондардың белсенділігімен жүретінін білдіреді, ал әзірленген интерфейс бұл әрекетті виртуалды қолдың қажетті қозғалысына айналдырумен айналысады. Нейрондардың белсенділігін декодтау үшін мамандар бір қолмен жүргізілген алдыңғы зерттеулер шеңберінде жасаған алгоритмді қолданды.
Джойстикті маймылдардан алып тастаған сәтте, тұрақты жаттығулардың көмегімен, олар өз ойларының көмегімен виртуалды қолдарды экрандағы арнайы нысандарға бағыттауды үйренді, оларды белгілі бір уақытқа дейін нысанда ұстап тұрды. Нысан ретінде әр түрлі геометриялық фигуралар қолданылды. Егер маймылдар тапсырманы орындай алса, олар бұл үшін сыйлық алды. Ғалымдар макакаларды бірнеше жолмен үйретті. Алдымен маймылдардың қолдары бос болды және олар виртуалды қолмен бірдей қозғалыстар жасай отырып, оларды өздеріне көмектесу үшін қолдана алады. Алайда, екінші кезеңде маймылдардың қолдары креслоларға қатаң бекітіліп, виртуалды шындықты басқаруға олардың миы ғана қалды.
Тағы бір қызықты жаңалық - Сингапур Ұлттық Университетінің (NSU) командасы жасайтын жасанды өте күшті серпімді бұлшықет. Бұл технологияның негізгі әзірлеушісі Адриана Кохтың айтуынша, негізгі мақсат - табиғи үлгілерден асатын бұлшықет тінін құру. Оның айтуынша, олардың жасанды бұлшықеттері жасалынатын материалдар адамның нағыз ұлпаларының белсенділігіне еліктейді және кіретін электрлік импульске бірден жауап береді. Бұл бұлшықет өз салмағынан 80 есе көтере алатынын айтады. Жақын арада, 3-5 жылдан кейін сарапшылар бұл бұлшықетті робот қолмен біріктіреді деп күтеді, ол сыртқы түрі бойынша нағыз адам қолынан айырмашылығы жоқ, бірақ сонымен бірге одан 10 есе күшті.
Бұл технологияның басқа да артықшылықтары бар. Жасанды бұлшықеттердің жиырылуы мен қозғалысы механикалық энергиядан электр энергиясына айналатын энергияның «қосалқы өнімін» тудыруы мүмкін. Жасанды бұлшықеттерде қолданылатын материалдардың табиғи қасиеттерінің арқасында ол энергияның едәуір көлемін сақтай алады. Осының арқасында мұндай бұлшықеттерді алатын робот энергетикалық автономды және тәуелсіз бола алады. Қайта зарядтауға бір минуттан аспайды.
Жасанды көзді жасау технологиялары да кеңінен дамуда. Ғалымдар торлы қабықтың әр түрлі протездерін жасауда. Есту протездерін жасауда одан да көп жетістіктерге жетті. Америка Құрама Штаттарында бірнеше жылдар бойы емделушілер есту нервтеріне қосылған микрокомпьютер, микрофон мен электродтар жүйесін орнатады. 200 000 -нан астам пациентке мұндай жүйе орнатылған, бұл ғалымдардың оқшауланған эксперименттері емес, күнделікті клиникалық тәжірибе екенін көрсетеді.
Адам ағзасының 60-70% функциясын жасанды имплантаттармен алмастыруға қабілетті екендігімізді көрсете отырып, қазіргі заманғы ғалымдардың құрылу тәжі әлемдегі алғашқы «Рекс» биоробот болды. Мұндай бионикалық адамда барлық құрылған органдар - көзден жүрекке дейін - жасанды. Олардың барлығы нақты пациенттерге орнатылған немесе бірқатар сынақтардан өткендерден. Қолданыстағы протездер жиынтығының арқасында «Рекс» естиді, көреді, жүре алады және жұмыс істейді, тіпті қарапайым жасанды интеллектке ие болғандықтан қарапайым сөйлесуді жүргізе алады.
Сонымен қатар бионикалық адамға асқазаны, өкпесі мен қуығы жетпейді. Барлық осы жасанды мүшелер әлі ойлап табылған жоқ, ал жасанды мидың дамуы әлі де алыс. Сонымен қатар, Rex әзірлеушілері жақын арада кез келген импланттың адамдарға қолжетімді болатынына сенеді. Сондай -ақ, ғалымдар бір кездері сау адамдар оларды қолданады деп есептейді, олар ішкі ағзаларды тозған кезде ауыстырады және бұл қазірдің өзінде өлместікке тікелей жол.
Аватар технологиясының мәселелері
2013 жылы Нью -Йоркте «Жаһандық болашақ» деп аталатын кезекті халықаралық конференция өтті. Бұл конференцияда дәстүр бойынша «Аватар» ауқымды жобасының техникалық негізінің қорытындысы шығарылады. Бұл жобаның жетекшісі, ресейлік кәсіпкер Дмитрий Ицков бүкіл әлем бойынша инвесторларды тартумен айналысады. Ицковтың айтуынша, жақын арада жасанды дене құрылуы мүмкін, ол өзінің бірқатар функционалдық қасиеттері бойынша түпнұсқадан еш айырмашылығы жоқ, уақыт өте келе тіпті одан асып түсуі мүмкін. Сонымен қатар, адамның жасанды денесіне шексіз өмір сүруді қамтамасыз ететін, адамдарға өлместікті сыйлауға мүмкіндік беретін технологияны құру бойынша жұмыс жүргізілуде. Тіпті бұл бағдарламаның бірінші кезеңін жүзеге асыру мерзімі - 2045 деп аталды.
Қазірдің өзінде Аватар жобасы адамзат өркениеті тарихындағы ең үлкен жетістіктермен салыстырылады. Мысалы, атом бомбасын жасау жобасы, ғарышқа ұшу, Айға қону. Қазіргі уақытта бұл бағдарламаның іс жүзінде екі элементі бар - атқарушы механизмдер мен адам миы. Олардың арасында толыққанды жұмыс істейтін биомеханикалық симбиозды құрудағы басты кедергі - бұл нейроинтерфейс, яғни тура және кері байланыс жүйесі.
Мұндай байланысты дамытуда көптеген сұрақтар туындайды. Міне, олардың біреуі ғана: адам миының моторлы қабығындағы миллиард жасушалардың қайсысына электродтарды, мысалы, протезді бақылауға әкелген дұрыс? Қажетті жасушаларды қалай табуға болады, түрлі кедергілерден қорғайды, қажетті дәлдікті қамтамасыз етеді, ми жасушаларының жүйке импульстарының реттілігін жасанды механизм үшін дәл және түсінікті командаларға қалай аударады?
Осы жалпы іске асыру сұрақтарынан кейін көптеген жеке сұрақтар да пайда болады. Мысалы, адам миына енгізілген электродтар глиальды жасушалар қабатымен тез өсіп кетеді. Бұл жасушалар біздің нейроортаны қорғаудың бір түрі болып табылады, бұл имплантацияланған электродтармен байланысты қиындатады. Глиальды жасушалар бөгде зат ретінде қабылдаған немесе қабылдаған нәрсені бұғаттауға тырысады. Қазіргі уақытта ластануға қарсы және сонымен бірге зиянсыз микроэлектродтардың дамуы түпкілікті шешімі жоқ әлі де күрделі мәселе болып табылады. Бұл бағытта эксперименттер жалғасуда. Біз нанотүтіктерден жасалған электродтарды, арнайы жабындысы бар электродтарды ұсынамыз, электрлік импульстарды жарық сигналдарымен ауыстыруға болады (жануарларда сыналған), бірақ мәселенің толық шешімін жариялауға әлі ерте.
