Человек-конструктор или бионические чудеса
Желание искусственно реализовывать гениальные биологические задумки, которые можно найти в окружающем мире, привело ученых к ряду важных достижений. Безусловно, на переднем плане таких разработок стоят суперсовременные протезы человеческих частей тела и органов.
Именно благодаря этому обстоятельству Микка Терхо после многолетней жизни в темноте смог увидеть, что показывают стрелки на часах, прочитать свое имя в больничной карте и различить столовые приборы и фрукты, лежащие перед ним. Финский экономист потерял зрение в результате дегенерации желтого пятна – заболевания центральной части сетчатки. Теперь имплантированный в его глаз чип выполняет функцию, утраченную в результате дистрофии глаза и всей зрительной системы. Кроме того, что датчики позволяют мозгу получать и обрабатывать визуальные образы, они также осуществляют интеллектуальную обработку изображения, автоматически улучшая его контрастность и снижая зернистость.
Помимо бионических глаз, современные ученые создают и другие искусственные органы. Например, утраченные конечности – руки и ноги, которые выполняют не только эстетическую функцию, но и соединяются со здоровыми двигательными нервами при помощи особых электродов и отвечают нервным импульсам, поступающим от здоровых и сохранившихся мышц. Так, недавно исследователи разработали прототип протеза кисти, который способен выполнять различные манипуляции с предметами и предварительно оценивать то, какие движения оптимальны при взаимодействии с теми или иными вещами. А некоторые подобные протезы могут обеспечивать даже передачу тактильных ощущений от соприкосновения с поверхностями различных предметов.
|
|
|
Другой популярный пример – бионические уши – уже существует на рынке медицинских технологий не первый год, и множество людей спасаются от глухоты кохлеарными имплантами. Кохлеарная имплантация может вернуть пациенту слух даже в самых запущенных случаях, а также может помочь младенцам с врождённой глухотой: электронное устройство воспринимает звук, кодирующий его с помощью звукового процессора и передает электрические импульсы на слуховой нерв посредством гибких многоканальных электродов, вживленных в улитку внутреннего уха. Существует также возможность прямого подключения к телевизору или аудиосистеме для улучшения качества передаваемого звука. Также ведутся разработки по совершенствованию «портативных почек» – устройств, отвечающих за удаление токсинов из крови и поддержание баланса жидкости в организме человека с почечной недостаточностью.
Ряд исследовательских центров, в частности, Техасский университет и университет Сент-Эндрюса, ищут способы создать аналог человеческих мышц из синтетических полимерных гелей, которые способны сокращаться под воздействием электротоков.
|
|
|
Биороботы
Речь идет о механизмах, где в качестве движущей силы установлена мускулатура, сокращающаяся под действием электрического тока. В Иллинойском университете, США, Сейчас разрабатываются устройства, с механической оболочкой и «живой» конфигурацией.
Благодаря наличию мускулатуры подобные роботы станут более эффективными, чем обычные механизмы, и намного более энергоэффективными. Как известно, КПД организма живого существа — более 90%, а максимальный КПД механизма — едва ли более 20%.
Бионика = шанс на жизнь?
Самое непростое – воссоздать человеческое сердце и мозг. Однако с одной проблемой ученым уже удалось справиться, ведь первое бионическое сердце было пересажено человеку еще в 2011 году. C мозгом все обстоит намного сложнее. По сути, полностью бионический мозг – есть воплощение искусственного интеллекта, успеха в создании которого сегодня стремятся достичь исследователи по всему миру.
Понимая все трудности в исполнении этой задачи, специалисты в области нейрофизиологии и биоэлектроники работают над более приземленными проектами, а именно: конструируют специальные чипы, которые могут заменить собой отдельные участки головного мозга. Например, ученым в университете Южной Калифорнии удалось создать имплант, который моделирует сложную нервную активность и помогает сохранять воспоминания. В частности, такие микрочипы, имитирующие гиппокамп, уже вживляются пациентам, перенесшим инсульт и страдающим болезнью Альцгеймера.
|
|
|
Недавно впервые удалось с помощью вживленного микрочипа в мозг человека с травмой позвоночника восстановить движение конечности. Пациент в результате неудачного ныряния имел сломанную шею и мог двигать только плечами и немного одним локтем. В результате функциональной МРТ удалось установить, что участки моторной коры активируются тогда, когда пациент пытался повторить движения верхних конечностей. В эти участки были имплантированы микрочипы, которые могут уловить сигнал нейронной активности, когда данный пациент хочет двигать рукой. Сигнал от микрочипа направляется в компьютер, который отсылает сигналы в специальный браслет на руке пациента. Браслет уже передает сигнал о движении. В результате, пациент может выполнять достаточно сложные движения руки, пальцев и может поднять стакан воды или играть на компьютерной модели гитары.
|
|
|
NEURALINK
После презентации команда Neuralink ответила на несколько вопросов журналистов. Главное:
- Чип безопасен для установки, он сделан по 6-нанометровому техпроцессу. Это не финальный продукт, устройство будет улучшаться.
- Скорость чтения и записи с чипа и на чип будет несопоставима с задержками на ПК. Задержка на прототипе — менее наносекунды.
- В будущем чип можно будет использовать для управления Tesla — например, мысленно позвав машину с парковки.
- Чип поддерживает API для разработки приложений.
- Neuralink можно будет использовать для управления в играх. Маск пообещал, что чип будет поддерживать StarCraft.
- Команда планирует, что можно будет использовать дополнительный имплант, который поможет восстановить работу всей нервной системы. Скорость передачи информации позволит людям с параличом полноценно ходить и двигаться без дополнительной помощи — только силами нервной системы.
- Имплант позволит работать и с системой памяти, в том числе, мышечной.
- Свиней использовали для тестов по двум причинам: они похожи на людей и очень любят еду.
- Технология обладает огромным потенциалом во всех сферах деятельности: от разработки в нейропространстве до симуляции зрения для слепых людей.
- Чип и его установка поначалу «будет дорогой, но цена быстро снизится» — до нескольких тысяч долларов, включая операцию.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!