Симулятор живой системы

Может ли человек прожить 300 лет? Что такое «симулятор живой системы»? И как моделировать мозг? Эти и другие вопросы мы задали доктору физико-математических наук Владимиру Григорьевичу Яхно, заведующему лабораторией автоволновых процессов в Институте прикладной физики РАН.

2045: Владимир Григорьевич, скажите, пожалуйста, есть ли основания для того, чтобы к 2045 году создать искусственное тело человека?

Владимир Григорьевич Яхно: Познание механизмов, а тем более реализация условий для продления жизни человека до нескольких сотен лет, — несомненно, достойная мечта и цель исследовательских разработок. Уже сейчас известен широкий спектр создаваемых протезов для ряда жизненно важных органов человека. Развитие технологии в этом направлении будет продолжаться.
Что касается создания полностью искусственного тела человека, то я думаю, что это реально. Только не забывайте, что фантастическая глобальность этого замысла потребует серьезной интенсификации научных исследований и разработок в этой области знаний. Когда некоторые нейрофизиологи предлагают живой мозг подключить к киборгу, то мне хочется верить в возможность этого. Но, кроме множества технических проблем, более важной представляется готовность к решению социальных и этических проблем.
Цель разработок в моей группе немного другая: мы разрабатываем архитектуру и реализуем элементы возможного симулятора живой системы. При этом мы не повторяем тело, а пытаемся промоделировать функциональные особенности живой системы, связанные с передачей информационных сигналов, распознаванием, осмыслением роли этих сигналов в процессах управления живой системой. Важно понимать механизмы основных динамических процессов в живых системах. Думаю, что именно понимание закономерностей в иерархии механизмов управления живыми системами позволит создать основу для производства эффективно работающих искусственных органов и имитаций тел человека.

2045: Симулятор живой системы — насколько это сложная задача?

В.Г.Я.: Симулятор живой системы — это формализованное описание, программная или техническая реализация тех процессов, которые известны, для обработки информации — по аналогии с теми, которые существуют в мозге, при восприятии и осознании сенсорных сигналов, при реализации механизмов познания, включая эмоции и сложные формы поведения. В симуляторах живой системы можно воспроизвести различные варианты механизмов ранее существовавших и приобретаемых знаний на формализованных функциональных моделях. С их помощью можно моделировать варианты функциональных состояний у исследуемых живых систем, предсказывать возможные режимы поведения и динамику реагирования в различных ситуациях.
Реальная работа по созданию таких симуляторов, несомненно, сталкивается с очень сложными проблемами. Несмотря на то что существует много правильных идей, для их реализации требуются целенаправленные разработки. Это — нелегкая работа. Говорят, Создатель создал Землю за шесть дней, но наверняка под каждым днем понимался некоторый этап. И каждый такой этап мог состоять из многих сотен, тысяч или миллионов наших земных лет, я где-то читал о такой интерпретации. А мы сейчас «нагло» берем на себя ответственность утверждать, что технологический уровень в человеческом сообществе позволяет создать искусственное тело человека.
В мае 2011 года планируется проведение второй конференции под названием «Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях» в Нижнем Новгороде в Институте прикладной физики. Пути разработки симуляторов живых систем — основная тема этой конференции. В числе организаторов мероприятия: Константин Владимирович Анохин, который занимается исследованием механизмов памяти на разных уровнях организации живых систем, Татьяна Владимировна Черниговская, ведущий специалист в области нейронауки и психолингвистики, Лев Александрович Станкевич, разрабатывающий версии антропоморфных роботов и фактически симуляцию разума роботов, их коллективного поведения... И много других ведущих специалистов из разных научных центров нашей страны. Уверен, что будут интересные доклады и плодотворные обсуждения.

2045: Мы запускаем проект создания научного центра, объединяющего ученых и специалистов идеей создания искусственного тела человека к 2045 году. И следующий шаг — это выбор конкретных проектов и поиск финансирования.

В.Г.Я.: Если выходить на тех, кто управляет государством, то им, конечно, надо давать не просто идеи, а говорить о конкретных программах с целями, ориентированными на улучшение определенных сторон жизни людей в обществе. Очень важно видеть и показать практическое применение предлагаемых разработок. Например, создание методик и соответствующего аппаратного обеспечения, позволяющих лучше обучаться, быстрее воспринимать новые знания. Или разработка устройств, которые регистрируют характеристики и особенности функционального состояния конкретного человека. С его помощью можно тестировать, как реагирует человек на различные терапевтические воздействия. Это может быть востребовано в фармакологии, медицине, чтобы проверить, например, эффективность лечения. Важно, чтобы была практическая направленность, потому что иначе нас не поймут потенциальные инвесторы.

2045: Александр Яковлевич Каплан говорит, что мозг практически не старится, и если обеспечить идеальную среду мозговой ткани, то она, в отличие от тела, способна прожить 200–300 лет. Отсюда возникла такая фантастическая идея: человек управляет телом, живет долго, но рано или поздно срок приходит. После этого перед ним возникает развилка: в гроб или, соответственно, в искусственное тело, которое к этому моменту уже достаточно хорошо сделано. Как вам такая перспектива?

В.Г.Я.: Перспектива очень многогранная. Ваш вопрос тесно связан с вопросом о целях жизни каждого конкретного человека. Об этом многие тома сочинений пишут. А у меня ощущение, что жизнь задумана так, что правильно прожившие ее люди к этой трансформации подходят с удовлетворением от совершенных ими за всю их жизнь поступков. Их душевная гармоничность, наверное, дает им понимание уровня полноты реализованных ими замыслов. По-видимому, гармоничная жизнь приводит к спокойному пониманию неизбежности ее окончания в данном конкретном теле. Что касается тех, кто жил «неправильно», не в соответствии с законами ЖИЗНИ, не сумел гармонизировать свое душевное состояние и завершить свои замыслы, то они, скорее всего, будут цепляться за продление их земной жизни. А у тех, кто рядом или зависит от таких «дисгармоничных» людей, как будет складываться жизнь? Обществу от этого будет радость? Здесь много вопросов социального и этического плана. Необходимо находить решения этих вопросов, потому что развитие науки и технологий, как можно оценить сейчас, приведет к созданию искусственных тел живых существ.

2045: Сто лет тому назад средняя продолжительность жизни была 32–34 года. Сейчас — около семидесяти. Но большинство людей, так или иначе, только к пожилому возрасту обретают мудрость. Мы предлагаем увеличить средний возраст человека в два-три раза. Успеешь то, что не успел. Мне кажется, звучит вполне гуманистически. Как вы думаете, к 2045 году будет техническая возможность это организовать ?

В.Г.Я.: Я думаю, что техническая возможность реализации симуляторов живых систем существует уже сейчас. Известны разработки в этом направлении. Только в России их ведут в основном на энтузиазме. Например, в США по программе «Виртуальный человек» спонсорами выступили многие государственные организации: военные ведомства, кризисный центр ФБР, ДАРПА и т.п. (см. Optical Engineering Reports, No. 169/ January 1998). Наверное, в России такие разработки не особо кому нужны.

2045: В это тело, искусственное или естественное, как вы считаете, что необходимо добавить? Какой-то особенный инструмент?

В.Г.Я.: Обычно человеку важно, чтобы он чувствовал себя комфортно при выполнении своей работы. Поэтому для тех, кто хочет воспринимать мир более реалистично, может помочь введение дополнительных сенсорных каналов (например, ощущение электромагнитных полей, которые выходят за пределы оптического диапазона), оценивающих состояние внешней среды, в которой находится или работает человек. Важно также ощущать собственное состояние, близость его к различным критическим границам.

2045: Т.е. механизм не только технической диагностики, как в автомобиле, но что-то вроде диагностики психологической?

В.Г.Я.: Конечно. Умение оценить и знать свое психологическое состояние очень важно для эффективной работы человека. Для этого необходимо разрабатывать симуляторы, умеющие объективно оценивать психологическое состояние конкретного человека. Однако при обсуждениях этого вопроса на семинарах слушатели обращают внимание на то, что всегда найдутся абсолютно негармонизированные люди, желающие собственной власти, которые будут использовать эти знания и соответствующие устройства воздействия в своих целях для манипуляции другими людьми.
Иными словами, в центре разработок, несомненно, должен существовать отдел, который будет заниматься прогнозированием и оценкой негативных сценариев манипуляции отдельными людьми или группами людей. И, соответственно, необходимо продумывать противодействие таким манипуляционным воздействиям.

2045: Вопрос по структуре и организации центра, который объединит ученых в работе над созданием искусственного тела.
Идея разбора задач по интересам. Например, появляется тема — мы ее фиксируем. Затем кто-то говорит: «Мне интересно этим заниматься». Значит, мы ставим галочку, что у нас есть партнер, утвердивший свою зону ответственности. Потому что понятно, что один специалист нам скажет: «Нейроинтерфейсы — ерунда. Я хочу моделировать мозг. Это мне интересно, а то — скучно». А другой ответит: «Какой еще мозг?! Как вы смоделируете? Это такая сложная штука!»

В.Г.Я.: Мне было очень интересно моделировать мозгоподобные механизмы преобразования и обработки информационных сигналов. У нас есть весьма перспективные результаты, ориентированные на формализованное описание состояний живых систем как иерархии распознающих систем. Правда, мы демонстрировали работоспособность таких подходов на примере работы различных вариантов биометрических систем распознавания.
На конференциях и обсуждениях я рассказываю основные идеи нашего подхода заинтересованным коллегам, специалистам из других областей. Интересно наблюдать за примерами проявления феномена «когнитивной слепоты» при общении людей. По-видимому, это защитный механизм, позволяющий экономить силы, не брать ответственности в связи с новыми данными. В зависимости от мотиваций люди сохраняют наиболее близкие им жизненные представления.

2045: Очевидно, что проще договориться, чем ругаться друг с другом, сказать: «Я буду заниматься вот этим, а ты этим».

В.Г.Я.: Конечно. Отлично! Собрать людей, чтобы они друг другу не противоречили. И в рамках проекта использовать все самые современные технологии организационного управления, в т.ч. интернет-проектирование. Т.е. использовать действительно все инструменты, чтобы сделать процесс эффективным.

2045: У нас нет задачи полностью копировать человеческое тело искусственно. Например, академик Варфоломеев рассказывал о том, что он занимается разработкой системы электропитания клетки. Очевидно, что искусственному телу не нужна поджелудочная железа, не нужна кровь в том виде, в котором она есть, и т.д. Мы говорим о том, что мозг на таком носителе способен прожить дополнительно еще 200 лет. Как вы считаете, это возможно?

В.Г.Я.: Существует глобальная проблема в понимании механизмов обработки информации в мозге. Ее решение, в т.ч. и с помощью создания симуляторов живых систем, позволит лучше понять, кто мы, естественные существа, такие есть. И как нам лучше соответствовать своему предназначению. Создание искусственных имитаторов (протезов) отдельных органов человека при сборке их в единый организм потребует согласования физической природы сигналов взаимной коммуникации и режимов работы всех якобы отдельных частей единого симулятора человека. В этом случае вопрос о физическом носителе, на котором можно реализовать симуляцию процессов в мозге, будет зависеть от совместимости технических реализаций для отдельных органов. Рассмотрение возможных вариантов совместной работы исходно независимых разработок — это отдельная тема исследований.
Но даже когда решатся технические проблемы, необходимо будет искать пути решения этических и социальных проблем.

2045: А как вы считаете, можно ли переписать сознание? Опыт как память и личность? И сознание как центр идентичности? И, с другой стороны, можно ли создать что-то адекватное, аналогичное, способное функционировать, осознавать себя точно так же, но целиком искусственное?

В.Г.Я.: Я думаю, возможно. Тут как раз очень важно, чтобы были инструментальные средства снятия различных реакций и функциональных состояний человека. Через энцефалограмму, конечно, через действия человека, его рассказы. Т.е. фактически электронная структура личности должна формироваться. И с ней реальный человек может взаимодействовать и уточнять ее. Есть базовые представления, как можно моделировать основные представления об опыте конкретного человека.
Он видит свою структуру личности, и на основе опыта других людей, психологов ему будет легко понять, в чем он негармоничен. И когда мы сумеем сделать это, то, как мне представляется, сможем обогатить процесс обучения, приобретения индивидуального опыта. Тогда есть мой опыт, есть ваш опыт, и специалисты смогут их объединять. Процедура формирования большего интеллекта должна формировать большую мудрость этого интеллекта и гармоничность его душевного состояния.
Уже сейчас есть попытки начать разработку «электронного двойника» человека.

2045: Как это возможно? Каковы сейчас пути движения к этому? Насколько понимаю, здесь задействована нейроинформатика?

В.Г.Я.: Я использую для описания модели функциональных систем. Чем компьютер отличается от живых систем? Только тем, что в живых системах есть специальные подсистемы имитации входных сигналов. В компьютерах любой сенсорный сигнал — это изображение. Оно кодируется в пространстве признаков. На техническом языке любой сенсорный сигнал — это изображение, и есть процедура его кодирования, алгоритм, как точнее в этом пространстве признаков действовать, чтобы распознать образ. В живой системе обязательно работает еще и подсистема имитации внешнего сигнала. Это проявление субъективной реальности распознающей системы. Описание разнообразия совместных процессов кодирования и имитации внешнего сигнала позволяет внести строгие определения и интерпретировать большой набор, казалось бы, трудноформализуемых «психологических режимов» поведения у такого вида систем.

2045: Как вы считаете, через 20 лет поведение какой сложности вам удастся смоделировать, если, скажем, вам дать возможность (какой-то большой коллектив, финансирование)? Условно говоря, улитки, жука, мыши, человека пятнадцати лет? Какие уже есть к этому предпосылки, разработки, устройства?

В.Г.Я.: Мы уже сейчас имеем весьма существенный задел в разработке систем распознавания. Например, в области биометрической идентификации человека. Я вижу возможности моделирования поведения взрослого человека, специалиста в некоторой заданной области. Например, система видеонаблюдения с описанием особенностей состояния объектов или рисковых ситуаций в зоне наблюдения. Можно, конечно, разработать «ученого» — автомат, специализированный, например, в области «поиск и классификация структур коллективной активности в моделях распределенных неравновесных сред». Это — важное исследовательское поле деятельности, все биологические системы представлены такими моделями. В зависимости от потребностей возможного заказчика область деятельности такого устройства может перенастраиваться
У нас также есть заделы для разработки симуляторов живых систем, ориентированных на медицинское применение.

2045: Вы считаете, что это возможно через пару десятков лет? Наверное, в первую очередь надо делать системы, которые будут сами обучаться?

В.Г.Я.: Да, имеющийся у нашей группы опыт разработок позволяет мне быть уверенным в реалистичности таких работ. Что касается моделей поведения мыши, улитки, то это несколько в стороне от моего опыта. Хотя при моделировании ряда закономерностей обработки сенсорных сигналов мы опираемся на данные, полученные в экспериментах на мышах, крысах. В то же время изучение поведения взрослого человека, как динамической архитектуры из «распознающих ячеек», — мне такой подход кажется более информативным. У меня есть мой личный опыт, я могу обратиться к опыту других мне подобных, спросить об их субъективном опыте. Мне кажется это более реальным направлением исследований. Трудно моделировать поведение ребенка, потому что на самом деле это существенно более сложный процесс — развертывания заложенных в нем Создателем трансформаций. Вот вы сказали, что искусственный интеллект будет сам расти. Для этого мы должны представлять себе, как работает «завод» по производству разумных интеллектуальных систем. Для начала все же следует понять архитектуру и необходимые элементы в устройстве этого конечного продукта — разумной системы.

/Эксперт

Владимир Григорьевич
ЯхноДоктор физико-математических наук, профессор, руководитель группы автоволновых процессов, заведующий лабораторией Института прикладной физики РАН

«Думаю, что именно понимание закономерностей в иерархии механизмов управления живыми системами позволит создать основу для производства эффективно работающих искусственных органов и имитаций тел человека.»

/ мнения экспертов и членов инициативной группы

Максим
КалашниковЧлен инициативной группы
Российский писатель-футуролог, журналист
«Это то, что еще никто в мире не решился делать. Создание сверх- и постлюдей считаю спасением нас от вырождения и вымирания, обретением новой силы. Именно это может сделать Россию мировым лидером....»
Дмитрий
Ицков
Председатель оргкомитета политической партии «Эволюция 2045», основатель движения «Россия 2045», президент конгресса GF2045
Страх перед умиранием, на которое запрограммированы наши биологические тела, словно сковал волю руководителей человечества и сформировал непреодолимое табу на публичное обсуждение и принятие решений по борьбе со смертью.
Барри
Родриг
Международный координатор Ассоциации Всемирной Истории, сопредседатель Оргкомитета GF2045
«Инновации нужно направить на экологическое равновесие видов и разрушение неорганической среды обитания. Нужно найти альтернативы войне и оружейной промышленности. То есть инновация – это процесс, который должен быть применен ко всему существующему...»
Вячеслав Евгеньевич
РябининЧлен инициативной группы
Доктор биологических наук, профессор, изобретатель аппарата «Биоискусственная печень»
«Вся тенденция развития науки показывает: то, что мы считали невозможным, становится возможным. Кто мог представить, что руки и ноги начнут ходить под влиянием соответствующих импульсов? Прогресс движется не в арифметической, а в геометрической прогрессии...»
Дмитрий
Стребков
Директор Всероссийского НИИ электрификации сельского хозяйства РАСХН
«Мы предлагаем шесть стратегических проектов для будущего мира, которые позволят увеличить энергетическую безопасность и создать новое энергетическое снабжение Земли, не основанное на сжигании ископаемого топлива».
Дмитрий Хаметович
БулатовЧлен инициативной группы
Художник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал)
«В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными...»
Владимир Николаевич
Шабалин
Директор Филиала РГМУ «НКЦ геронтологии» Минздравсоцразвития РФ, академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор
«Россия была и остаётся богатой интеллектуалами, несмотря на значительную утечку мозгов за рубеж. А когда будут первые результаты, с удовольствием вернутся и наши специалисты и потянутся иностранные...»
Александр Александрович
БолонкинЧлен инициативной группы
Доктор технических наук, профессор
«Искусственное механическое тело будет обладать огромной силой и переносить экстремальные внешние условия: высокие температуры, давление, радиацию, космос...»
Сергей Борисович
Переслегин
Исследователь и теоретик фантастики и альтернативной истории, литературный критик и публицист, социолог, соционик и военный историк
«... Проект «2045» требует немереного инженерного обеспечения. И я утверждаю, что и для России, и для всего мира единственная возможность преодолеть фазовый барьер – это решить не биологические задачи, не биотех, а решить задачу на удержание инженерии на критические 20 лет...»
Сергей Васильевич
СелищевЧлен инициативной группы
Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинских систем Московского государственного института электронной техники, главный редактор журнала «Медицинская техника»
«Глобальных и неразрешимых технических проблем для создания полностью искусственного тела не существует. Все задачи понятны и потенциально решаемы...»
Давид Израилевич
Дубровский
Доктор философских наук, профессор, главный научный сотрудник Института философии РАН, сопредседатель Научного совета РАН по методологии ИИ
«... этот проект ["Россия 2045"], безусловно, заслуживает всемерной поддержки. Он инициирован молодыми людьми, полными веры в свою высокую миссию. Это яркий акт пассионарности... вызов нашей академической общественности, среднему, сероватому научному сознанию, лишенному порывов вдохновения».
Дмитрий Алексеевич
ШаменковЧлен инициативной группы
Директор Центра клеточных и биомедицинских технологий Первого Московского государственного медицинского университета, специалист по осознанному управлению здоровьем, биотерапии и профилактике старения
«Тело постепенно становится искусственным, появляются новые ткани, замещающие существующие, новые средства коммуникации, так или иначе расширяющие пределы нашего тела. Безусловно, человек технологизируется. Поэтапно мы движемся к формированию кибернетического организма...»
Сергей Николаевич
Ениколопов
Руководитель Отдела медицинской психологии (Научный Центр Психического Здоровья РАМН), действительный член Академии медико-технических наук РФ
«Разговоры о том, что технологически мы можем достичь бессмертия, во всяком случае, фантастического удлинения жизни, ведут к пересмотру огромного пласта наших собственных убеждений».
Александр Алексеевич
Фролов
Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией математической нейробиологии Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
«Проблема создания искусственной памяти, сохраняющей содержимое естественной памяти индивидуального человека, хотя и является сложной, но представляется разрешимой...»
Александр Яковлевич
Каплан
Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
«К тому времени, когда мозг можно будет перенести в искусственное тело, роботы достигнут совершенства формы и будут выглядеть, как вполне приличное человеческое тело...»