Broj istraživanja koja se danas provode u svijetu, a koja mogu preokrenuti događaje hvaljenog filma "Avatar" Jamesa Camerona, svakodnevno raste i daje opipljive rezultate. Takve studije popraćene su konkretnim rezultatima; o njima ne govore samo sanjari i pisci znanstvene fantastike, već i istaknuti znanstvenici i vođe, uključujući i ruske. Na primjer, Dmitrij Rogozin je ne tako davno u jednom od svojih intervjua rekao novinarima da među projektima koje provodi Ruska zaklada za napredne studije ima i posla na stvaranju avatara.
Danas se avatar shvaća kao skup komponenti - svojevrsna simbioza stroja (izvršni mehanizam) i ljudskog mozga, koji je izgrađen na temelju neuro sučelja. Ako se takve tehnologije u potpunosti provedu, osoba će moći pomoću svojih misli upravljati i zasebnim aktuatorom i cijelim strojem s udaljenosti. Avatar je neka vrsta punopravnog "ja" na daljinu. Sve što se događa oko robota-avatara mora se u potpunosti prenijeti operateru s takvom razinom povjerenja da se osjeća kao da je na istom mjestu kao i sam pokretač. To je mnogo teže implementirati od uobičajene kontrole robota na daljinu, koja je dostupna još od vremena sovjetskih lunarnih rovera.
Znanstvena i tehnička dostignuća koja su akumulirana u posljednjih pola stoljeća, već omogućuju zamjenu 60-70% funkcija ljudskog tijela. Trenutačno ostaje samo analizirati što će nam točno dati priliku da se odmaknemo od maštarija i prijeđemo na pravi dizajn avatara, jer doista postoji preduvjet. Postignuće cijelog čovječanstva je razvoj velikog broja najrazličitijih robota, koji danas stječu sposobnost ne samo rješavanja programiranih zadataka, već i samostalnog donošenja odluka, procjene situacije. Kognitivne sposobnosti suvremenih robotskih sustava sve su bliže ljudskim mogućnostima.
Suvremene velike tvrtke također su osjetile izglede za ovu vrstu posla. Na primjer, Google je samo u 2013. kupio 8 tvrtki za robotiku diljem svijeta, u samo šest mjeseci. Među kupnjama internetskog diva je i poznata tvrtka Boston Dynamics, kao i japanska Shaft. Osim toga, Google ima interes za bioinženjering, a Google je 2013. osnovao California Life Company, biotehnološku tvrtku Calico.
Prvi guta
Neurofizičari su učinili važan korak u približavanju avatara stvarnosti. Uspjeli su naučiti majmune da koriste dvije virtualne ruke, kontrolirajući ih samo uz pomoć misli. Ovo je važan korak u razvoju sučelja mozga i računala. Do sada, majmuni kontroliraju virtualne ruke na ekranu računala, uz njihovu pomoć ne možete uzeti pravu poslasticu. Međutim, kontroliranjem ovih virtualnih ruku uz pomoć mozga i rješavanjem problema uz njihovu pomoć na ekranu monitora, majmuni dobivaju nagradu. Virtualne ruke su avatar majmuna.
Ti se pokusi danas provode u laboratoriju neurofiziologa Miguela Nicolelisa u Medicinskom centru Sveučilišta Duke. U eksperimentu su uključena dva majmuna - mužjak i ženka. Znanstvenici su svakom od njih u mozak ugradili rekordan broj mikroelektroda koje se bave bilježenjem električne aktivnosti moždanih neurona. U mozak žene ugrađeno je 768 elektroda, muškarca 384. To donedavno nije mogao učiniti niti jedan neurofiziolog na svijetu.
Mikroelektrode se nalaze na posebnim pločama koje su se nalazile u različitim područjima moždane kore majmuna. Svaka od ovih mikroelektroda bilježi električne impulse iz okolnih neurona. Kao rezultat toga, znanstvenici uspijevaju zabilježiti aktivnost više od 500 neurona u svakom majmunu. U isto vrijeme majmunima je prikazan avatar koji je mogao manipulirati objektima različitih oblika. Zatim su počeli učiti upravljati njime pomoću upravljačke palice.
U vrijeme ove kontrole znanstvenici su bilježili aktivnost neurona u njihovom mozgu, gradeći model na temelju dobivenih podataka, koji je omogućio povezivanje aktivnosti određenih neurona s određenim pokretima ruku. Istodobno, donedavno su se svi takvi pokusi izvodili samo jednom rukom. Prijelaz na upravljanje s dvije ruke uz pomoć moždane aktivnosti temeljni je korak naprijed u razvoju.
Razvijeni model postao je osnova za stvaranje sučelja “mozak-računalo”, koje omogućuje prelazak na upravljanje virtualnim avatarima ruku uz pomoć samo jedne misli. To znači da je majmunova želja da pomakne ruku ulijevo ili udesno bila popraćena aktivnošću ključnih neurona u mozgu, dok se razvijeno sučelje bavilo transformacijom te aktivnosti u željeno kretanje virtualne ruke. Za dekodiranje aktivnosti neurona stručnjaci su koristili algoritam koji su već stvorili u okviru prethodnih studija, koje su provedene jednom rukom.
U trenutku kada je majmunima uzet džojstik, uz pomoć upornog treninga, oni su uz pomoć svojih misli naučili usmjeravati virtualne ruke na ekranu prema posebnim ciljevima, držeći ih neko vrijeme na meti. Kao mete korišteni su različiti geometrijski oblici. Ako su se majmuni nosili sa zadatkom, za to su dobili poslasticu. Znanstvenici su trenirali makake na nekoliko načina. U početku su ruke majmuna bile slobodne i mogli su ih, takoreći, koristiti za pomoć, radeći iste pokrete kao i virtualna ruka. Međutim, u drugoj fazi, ruke majmuna bile su kruto vezane za stolicu, ostavljajući samo njihov mozak da kontrolira virtualnu stvarnost.
Još jedan zanimljiv razvoj je umjetni superjaki elastični mišić, koji stvara tim s Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NSU). Prema glavnoj razvijateljici ove tehnologije, Adriani Koch, glavni cilj je stvoriti mišićno tkivo koje nadmašuje prirodne uzorke. Prema njezinim riječima, materijali od kojih je izrađen njihov umjetni mišić oponašaju aktivnost pravih ljudskih tkiva i sposobni su odmah reagirati na dolazni električni impuls. Kaže se da ovaj mišić može podići 80 puta veću težinu. U bliskoj budućnosti, za 3-5 godina, stručnjaci očekuju kombiniranje ovog mišića s robotskom rukom, koja će se po izgledu gotovo ne razlikovati od prave ljudske ruke, ali istodobno 10 puta jača od nje.
Ova tehnologija ima i druge prednosti. Kontrakcije i pokreti umjetnih mišića mogu generirati "nusprodukt" energije koja se može pretvoriti iz mehaničke u električnu. Zbog prirodnih svojstava materijala koji se koriste u umjetnom mišiću, moći će zadržati prilično veliku količinu energije. Zahvaljujući tome, robot koji prima takve mišiće može postati energetski samostalan i neovisan. Za ponovno punjenje neće trebati više od minute vremena.
Tehnologije za stvaranje umjetnih očiju također se široko razvijaju. Znanstvenici rade na izradi različitih proteza mrežnice. Još je veći napredak postignut u razvoju slušnih proteza. Nekoliko godina u Sjedinjenim Državama pacijenti instaliraju sustav mikroračunala, mikrofona i elektroda koji su povezani sa slušnim živcima. Više od 200.000 pacijenata već je instaliralo takav sustav, što sugerira da to više nisu izolirani pokusi znanstvenika, već svakodnevna klinička praksa.
Kruna stvaranja suvremenih znanstvenika, pokazujući tvrdnju da smo u stanju zamijeniti 60-70% funkcija ljudskog tijela umjetnim implantatima, bio je prvi biorobot na svijetu "Rex". U takvoj bioničkoj osobi svi su uspostavljeni organi - od očiju do srca - umjetni. Svi su oni od onih koji se već instaliraju na pravim pacijentima ili prolaze kroz niz testova. Zahvaljujući postojećem setu proteza, "Rex" čuje, vidi, može hodati i funkcionirati, čak je u stanju održavati jednostavan razgovor jer je obdaren jednostavnom umjetnom inteligencijom.
Istodobno, bioničkoj osobi nema dovoljno želuca, pluća i mjehura. Međutim, svi ti umjetni organi još nisu izmišljeni, a razvoj umjetnog mozga još je jako daleko. U isto vrijeme, programeri Rexa vjeruju da će u bliskoj budućnosti bilo koji implantat biti dostupan ljudima. Također, znanstvenici vjeruju da će ih jednog dana koristiti zdravi ljudi, koji će zamijeniti unutarnje organe dok se troše, a to je već izravni put u besmrtnost.
Problemi Avatar tehnologije
2013. u New Yorku je održana redovna međunarodna konferencija pod nazivom "Globalna budućnost". Na ovoj konferenciji, po tradiciji, sažimaju se rezultati tehničke osnove za veliki projekt "Avatar". Voditelj ovog projekta, ruski poduzetnik Dmitrij Itskov, bavi se privlačenjem ulagača u cijelom svijetu. Prema Itskovu, u bliskoj budućnosti moglo bi se stvoriti umjetno tijelo koje se, po brojnim funkcionalnim svojstvima, neće razlikovati od izvornika, a s vremenom će ga čak moći i nadmašiti. Osim toga, u tijeku je rad na stvaranju tehnologije za prijenos osobnosti osobe u ovo umjetno tijelo, koja može omogućiti neograničen životni vijek, dati ljudima besmrtnost. Čak je i datum provedbe prve faze ovog programa nazvan - 2045.
Već sada se projekt Avatar uspoređuje s najvećim postignućima u povijesti ljudske civilizacije. Takav, na primjer, kao projekt stvaranja atomske bombe, let u svemir, slijetanje na Mjesec. Trenutno postoje praktički dva elementa ovog programa - izvršni mehanizmi i ljudski mozak. Glavna prepreka stvaranju punopravne, funkcionirajuće biomehaničke simbioze među njima je neuro sučelje - odnosno sustav izravne i povratne sprege.
Prilikom razvoja takve veze javlja se veliki broj pitanja. Evo samo jednog od njih: do koje je od milijarde stanica u motornom korteksu ljudskog mozga najbolje dovesti elektrode za kontrolu, na primjer, protetske noge? Kako pronaći potrebne stanice, zaštititi se od različitih smetnji, osigurati potrebnu točnost, prevesti slijed živčanih impulsa moždanih stanica u precizne i razumljive naredbe za umjetni mehanizam?
Nakon ovih općih provedbenih pitanja pojavljuje se i veliki broj privatnih. Na primjer, elektrode koje su umetnute u ljudski mozak brzo prerastu slojem glija stanica. Te su stanice svojevrsna zaštita našeg neuro okruženja, što otežava komunikaciju s implantiranim elektrodama. Glija stanice pokušavaju blokirati sve što percipiraju ili percipiraju kao strano tijelo. Trenutačno je razvoj anti -obrastajućih i istovremeno bezopasnih mikroelektroda još uvijek ozbiljan problem bez konačnog rješenja. Eksperimenti u tom smjeru su u tijeku. U ponudi su elektrode izrađene od nanocjevčica, elektrode sa posebnim premazom, moguće je zamijeniti električne impulse svjetlosnim signalima (testirano na životinjama), ali prerano je za proglašavanje cjelovitog rješenja problema.
