Мечта о создании киборга с полностью искусственным телом, похоже, скоро станет реальностью. С прогрессом в электронике, нанотехнологиях и точной механике мы сможем всё больше и больше интегрировать машины в собственное тело, чтобы повысить свои возможности. Судя по всему, теперь лишь вопрос времени, когда мы научимся пересаживать человеческий мозг внутрь механического тела.

Терминология

 К выходу готовится новый документальный фильм «Невероятный Бионический Человек» (The Incredible Bionic Man). Один из героев данной ленты родился без левого предплечья и сейчас носит бионический протез. Формально, по определению, он киборг. Но лишь частично.

В некоем общекультурном понимании, киборг — это существо с полностью механическим телом. Как минимум, внешней механической оболочкой.
Давайте на секунду задумаемся над самими терминами «бионический» и «киборг». В большинстве случаев они взаимозаменяемы, и оба вошли в оборот в 60-х годах. «Бионический» (bionic) произошёл от biology (биологический) иelectronic (электронный). «Киборг» (cyborg) состоит из cybernetic (кибернетический) и organism (организм). Оба термина описывают живые организмы, которые усилены или улучшены с помощью технических приспособлений. Во избежание путаницы, в рамках данной статьи я предлагаю остановиться на термине «киборг».

У многих слово «киборг» вызывает образ Робокопа или Дарта Вейдера. Хотя, конечно, это крайние формы кибернетического организма. Авторы этого термина, Манфред Клайнс (Manfred Clynes) и Нэйтан Кляйн (Nathan S. Kline), определяли его как «замена телесных функций человека для соответствия требованиям окружающей среды». Более того, с этой точки зрения авторы считали применение химических веществ не менее важным средством, как и электроника с механикой. Но в таком контексте можно назвать киборгом и Лэнса Армстронга, пожизненно дисквалифицированного за применение допинга. В любом случае, киборг немыслим без использования механических устройств и приспособлений.

Что мы имеем на сегодня?

Современные научно-технические достижения, накопленные за последние 50 лет, в сумме уже позволяют заменить 60-70% функций человеческого тела. В чём же мы больше всего преуспели бы, задайся целью создать киборга с наименьшим количеством органики?

Конечности

Наибольшего успеха учёные и конструкторы достигли в создании искусственных конечностей. Например, бионический протез i-Limb от компании Touch Bionics с помощью датчиков снимает сигналы с мышц, имеющихся на остатке/рудименте конечности, и интерпретирует как то или иное движение, которое пытается сделать человек. 

Однако самой прорывной технологией сегодня является искусственная конечность, управляемая мысленно. В Агентстве оборонных технологий (DARPA) разработали механическую руку, которая подключается к мышечным нервам, так что человек может двигать ею, просто представив, что он двигает собственной рукой. Конечно, в домашних условиях такой протез установить не получится, если у вас нет собственной операционной и нейрохирурга. 

Это не единственный проект подобного рода, в начале прошлого года публике была представлена искусственная нога, управляемая по тому же принципу, что и рука от DARPA. Со стороны это выглядит совершенно фантастически. За кадром пока остаются особенности эксплуатации и обслуживания подобного протеза, как и его очень высокая стоимость. 

Кости

По нынешним меркам, одна из самых простых искусственных замен в организме. Чаще всего искусственные кости, от больших берцовых до позвонков, изготавливают из титана. Однако успехи в 3D-печати теперь позволяют создавать высокоточные пластиковые замены.

Учёные работают над ещё одним способом усиления скелета. Он заключается не в полной замене конкретной кости, а в её армировании с помощью вспененного полиуретана с добавлением титановой пудры и связующих компонентов. Авторы считают, что благодаря своей пористой структуре армирующий имплантат из подобной «титановой пены» будет обрастать костной тканью, тем самым сильно улучшив механическую прочность кости. Трудно сказать, смогут ли довести эту технологию до практического применения, но в целом идея заслуживает внимания.

Органы

Задача искусственного воспроизведения внутренних органов гораздо сложнее по сравнению с теми же конечностями. Дальше всего мы продвинулись в создании искусственного сердца, причём эта технология постоянно улучшается. Судя по всему, скоро станет возможным создание полноценных искусственных почки и глаза. 

Некоторого успеха учёные добились на пути к созданию клеток искусственной печени, однако до воспроизведения самого органа ещё далеко. Ведутся работы и по созданию искусственного кишечника. Кроме всего перечисленного, ждут своих исследователей и искусственные мочевой пузырь, селезёнка, лимфатическая система, желчный пузырь… Не говоря уже о самом сложном органе в человеческом теле…

… о мозге

 Пожалуй, это сложнейшая задача. Её можно условно разделить на две части: воспроизведение структуры мозга и разработку искусственного интеллекта. Инженеры неустанно пытаются с помощью суперкомпьютеров повторить нейронную сеть нашего «мыслительного» органа. Например, проект IBM SyNAPSE, моделирующий 530 млрд нейронов (человеческий мозг в среднем содержит 86 млрд). Однако скорость работы подобных компьютерных кластеров несопоставимо медленнее. SyNAPSE отстаёт в 1500 раз от настоящего мозга. Программному симулятору Spaun, запущенному на суперкомпьютере в Университете Ватерлоо, понадобилось 2,5 часа для симуляции 1 секунды активности человеческого мозга.

Другим подходом может стать ограничение размера искусственной нейронной сети ради увеличение быстродействия. В качестве примера выступает специализированный компьютер Neurogrid. Он содержит 16 чипов, каждый из которых представляет собой 65 тыс. «нейронов». Потребляет эта малютка всего лишь 5 Вт (IBM Blue Gene/Q Sequoia потребляет 8 МВт). Около 80 настраиваемых параметров позволяют моделировать различные виды нейронов. Для связи между ними используется цифровой сигнал, а для вычислений — аналоговый. По утверждению разработчиков, Neurogrid, эмулирующий работу всего лишь 1 млн нейронов, при простых вычислениях по быстродействию сравним с настоящим мозгом.

Конечно, само по себе воспроизведение нейронной сети ещё не сделает её искусственным мозгом. Нужно научить её «думать». Сложность задачи по созданию искусственного интеллекта сложно переоценить, это один из крупнейших вызовов современной науки. Небольшие подвижки в этом направлении есть, среди широкой общественности наиболее известна Siri в продукции Apple. Однако многие учёные сомневаются в том, что создание искусственного интеллекта, сравнимого с человеческим, в принципе достижимо при современном уровне развития науки и техники.

В сухом остатке

В рамках этой статьи вопрос о создании искусственного мозга имеет лишь умозрительный характер. Ведь существо (машина?) с таким органом уже не может называться киборгом по определению. Поэтому, просуммировав всё вышесказанное, целесообразно упростить задачу. Поставим вопрос так: «Насколько мы близки к созданию киборга с живым мозгом и полностью искусственным телом»? В целом, технологически, в ближайшие 20 лет вряд ли стоит ожидать появления первых «цельномеханических» киборгов.

Существует и иная точка зрения. В соответствии с ней будущие полноценные киборги будут иметь не искусственное тело, а органическое, но выращенное в лабораторных условиях. Причём это тело будет иметь целый ряд улучшений по сравнению с «обычными» людьми. Однако здесь возникает целый ряд вопросов. В первую очередь: как называть таких существ? 

Важным аспектом в создании полноценного киборга является наша социальная и этическая неготовность к принятию этого события. Посмотрите, например, как тяжело проникает в общество идея клонирования. Создание людей с механическим телом, а особенно с улучшенным биологическим, многими будет расценено как присвоение человеком божественной роли Создателя. У этого мнения будет немало сторонников, и, возможно, понадобится не одно десятилетие для сглаживания социального и религиозного неприятия.

Сегодня мы находимся в самом начале развития биотехнологий. Сегодня очень трудно предсказать, каким будет (и будет ли) киборг будущего. Вероятнее всего, механическое тело будут делать максимально похожим на настоящее. Так что образ Робокопа так и останется невоплощённой в жизнь кинофантазией.

Источник: http://habrahabr.ru/post/208850/