Россия 2045http://2045.ru/Стратегическое общественное движениеhttp://2045.ru/images/logo.pngРоссия 2045http://2045.ru/<![CDATA[Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии]]>http://2045.ru/news/32900.html32900В суете, суматохе текущих проблем мы часто забываем, что мир – непостоянен, что человек – смертен, и что все, что кажется таким насущным сейчас, – это, по сути, пустышка-обманка по сравнению с разрушительной силой времени.

Нам не приходит в голову, что все это – не так уж важно с точки зрения времени и вечности, и даже не вечности, а каких-нибудь ближайших 100–500 лет, что все это – очень-очень временно.

Мы живем 80–90 лет и называем это нашей жизнью, а Его Величество Великое Время оперирует септиллионами, октиллионами, нониллионами и дециллионами лет, центиллионами и центиллиардами, и для него они – как будто мгновения, подобные миганию глаза.

Оно легко играет умопомрачительными масштабами – гуглами лет и гуголплексами, зиллионами и зиллиардами лет, числами Грэма и числами Мозера, – словно ребенок играет оловянными солдатиками.

Но мы не осознаем этого, потому что не понимаем, что есть жизнь, кто есть мы, куда идем и где мы в самом деле живем.

Так же как не понимают себя и своей среды бактерии, живущие в теле человека.

Мы поглощены собственными маленькими жизнями и сиюминутными проблемами так сильно, как будто они и есть главный смысл нашего существования.

Мы слепы, потому что не знаем природы сознания, мы подобны детям, потому что живем, не думая о непостоянстве этого мира.

Мы как будто бы не помним, что непостоянство мира сего висит над нами дамокловым мечом. Оно, непостоянство, лишает нас, как индивидов, смысла существования.

Мы смирились с ним и престали думать о том, как его превзойти.

Именно этим объясняется ментальность нашей человеческой расы. Это – ментальность смертных людей-временщиков, людей, ищущих лишь земное, лишь временное и тленное, существ, которым не удается толком понять, кто они такие сами, зачем живут и в каком направлении им надо развиваться, из-за того, что срок их жизни по космическим меркам весьма скромен.

Никому из нас не приходит в голову думать о себе в масштабах тысячелетий, строить планы на следующие 200 миллионов лет.

Мы слишком увлечены сиюминутным, мы не верим в будущее, в перспективу, потому что наша жизнь – коротка и временна.

Если мы стремимся стать как боги, описанные в любой древней культуре – в индийской, скандинавской, египетской или греко-римской, – нам нужно учиться думать как они, привыкать сначала на уровне ума быть бессмертными, привыкать оперировать сотнями тысяч временных циклов.

Изменить мышление, доминирующую парадигму смертных – это только первый шаг.

Нужен спектр, целый каскад новых идеологий жизни грядущего бессмертного человека.

Параллельно с этим – нужны прорывные проекты, технологии, такие как проект «Аватар».

Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.

Судьбой нам уготована особая миссия – жить на изломе эпох, когда старый мир с его атавизмами – старостью, болезнями, смертью – постепенно, медленно, но неумолимо, миллиметр за миллиметром вытесняется в прошлое.

Возможно, нам предстоит пройти еще сотни тысяч миль, но начало положено, верное направление выбрано, и это оттеснение уже не остановить.

Вопрос сугубо практический: когда это произойдет?

Как быстро?

Когда появится первый бессмертный человек, живущий в искусственном теле?

Когда появится тот первый человек, кто пригласит друзей на свой 200-летний юбилей, а затем и на 300-летний, 500-летний, 1000-летний, 30 000-летний и так далее?

Чтобы это произошло уже при нашей жизни, нам нужна тотальная, предельная концентрация умов, сил, ресурсов на достижении подобных прорывных технологий, гораздо большая, чем концентрация усилий всего руководства СССР при запуске первого спутника и первого человека в космос во времена Королева и Гагарина.

Бо́льшая, чем при создании спутника, ядерной бомбы, компьютера и адронного коллайдера, вместе взятых.

Концентрация по типу той, которая уже была однажды в СССР под знаменитым лозунгом «Всё для фронта, всё для Победы!».

И ученые, организаторы, идеологи, менеджеры, стоящие сейчас за идеей проекта «Аватар», готовы к такой тотальной и предельной концентрации и самоотдаче.

Но этого для победы мало.

Ученым нужны лаборатории, исследовательские центры, оборудование и зарплата, чтобы делать свое дело.

Организаторам, менеджерам нужна широкая поддержка общества и меценатов.

Итак, господа бизнесмены из списка «Форбс» и из всех других списков – теперь ваш ход. Господа политики из ООН, G8, G20, из всех элитных политических клубов мира – теперь дело за вами.

Если, конечно, вы стремитесь жить долго и не умирать.

Ибо тот, кто не вкладывает в бессмертие, все равно будет вынужден вкладывать, но уже в старость и болезни – по принципу «Если вы не занимаетесь своим телом, тело займется вами». А оно займется, обязательно займется.

Любой проект бессмертия, подобный «Аватару», – это гораздо больше, чем просто проект. Это – метафизическая битва человеческого гения с гением, создавшим законы Вселенной для смертных. Это – смертельная схватка с безжалостной, неумолимой биологической природой за нашу общую человеческую жизнь, за ее победу.

Человеческая раса уже достаточно созрела, чтобы осознать, что ее главный враг – не внутри нее самой. Он не среди людей.

Он – это законы природы, заставляющие каждого стареть, болеть и умирать.

Поэтому главный конфликт XXI века и всего третьего тысячелетия – не газовые войны и не битвы за ресурсы, не межрелигиозные и не межнациональные конфликты. Это – конфликт между человеком и его смертной, телесной природой, его смертностью и возможностью обретения бессмертия.

Линия фронта сейчас проходит между смертью и бессмертием, а цена победы здесь – вечная жизнь.

И кто знает, может быть, спустя 30–60 лет мы вспомним об этих строках с сожалением – что, дескать, увы, не вышло... Или наоборот – с гордостью за одержанную победу в этой великой битве.

Но очень хочется сказать: «Мы победим! Победа будет за нами!».

Андрей Ариянов

]]>
Tue, 30 May 2045 10:20:38 +0400
<![CDATA[Американцы создадут семейство грузовых дронов]]>http://2045.ru/news/35139.html35139Армия США совместно с Корпусом морской пехоты намерены заказать разработку семейства грузовых беспилотных летательных аппаратов, которые будут использоваться как для доставки боеприпасов бойцам на поле боя, так и перевозки грузов на военные базы. Как пишет Aviation Week, целью программы является разработка систем, которые смогут частично снять нагрузку с бойцов.

В зависимости от выполняемых задач бойцам иногда приходится переносить грузы массой 30 и более килограммов. Речь идет об оружии, боезапасе, провизии, дополнительных аккумуляторах для различных носимых электронных устройств, самих электронных устройствах, а также обмундировании.

По мнению военных, бойцы смогут перекладывать часть своего груза на грузовых дронов. Эти аппараты смогут перевозить до 227 килограммов. Это будут средние беспилотники в семействе, которое также включит в себя аппараты грузоподъемностью 22,7 и 2268 килограммов. Все беспилотники будут способны на вертикальные взлет и посадку.

Дальность полета аппаратов в зависимости от размеров и грузоподъемности составит от 20 до ста километров. Согласно требованию военных, аппараты должны быть просты в управлении и обслуживании. Окончательный список требований к перспективным аппаратам военные пока не составили.

Ранее американская компания Lockheed Martin занималась разработкой шестиколесного робота SMSS, предназначенного для поддержки подразделений легкой пехоты и спецназа в условиях боевых действий. В первую очередь машину планировалось использовать для перевозки грузов, боеприпасов и эвакуации раненых.

Робот SMSS имеет три режима работы. В первом — аппаратом управляет боец с помощью дистанционного пульта. Во втором — SMSS способен самостоятельно следовать за одним из бойцов в подразделении. Третий режим предполагается самостоятельное перемещение робота из одной точки в другую по координатам GPS.

]]>
Tue, 23 May 2017 12:43:05 +0400
<![CDATA[КАК НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНТЕРФЕЙС ИЛОНА МАСКА МОЖЕТ ИЗМЕНИТЬ МИР?]]>http://2045.ru/news/35138.html35138В марте Илон Маск заявил об амбициозном проекте слить людей и машины при помощи нейрокомпьютерного интерфейса под названием Neuralink. Об этом мы подробно рассказывали. Технология будет иметь форму вводимого в мозг «нейронного кружева» — из сетки электродов — которое дополнит человеческий мозг, добавит еще один слой к коре и лимбической системе, способной сообщаться с компьютером (то есть сделает из нас киборгов в прямом смысле). В теории все это приведет к созданию обновляемого и улучшаемого интерфейса, который можно будет использовать совершенно по-разному. Например:

Управлять компьютерами силой мысли

Мозги и технологии работают с использованием одних и тех же векторов: электричества и данных. Нейронное кружево Маска будет системой, которая обеспечит им возможность напрямую общаться между собой. Филипп Альвельда, менеджер программы Neural Engineering System Design, сообщает следующее: «Лучшие современные системы нейрокомпьютерных интерфейсов подобны двум суперкомпьютерам, которые пытаются общаться между собой с применением старого модема. Представьте, что будет, когда мы улучшим наши инструменты». Применения будут варьироваться от удаленных операций при помощи технологий до полностью неосязаемых и безголосых операций с компьютером. Ученые из Кореи уже использовали НКИ для управления черепашками.

Обновление сознания или связь с кем-либо еще

Задумка Маска могла бы одновременно инициировать мозговую деятельность и контролировать ее. Эта технология необязательно должна быть односторонним потоком связи, она сможет как отправлять сообщения, так и создавать информацию в мозге. Интерфейс с высокой пропускной способностью может обеспечить беспроводную передачу информации в облако, на компьютеры или даже напрямую в мозг других людей с похожим интерфейсом в голове. Существует также возможность загрузки контента для расширения вашего сознания: примерно так же, как Нео учил кунг-фу в «Матрице». Хотя изначально испытания улучшения интеллекта не были особо успешными, если мозг и компьютер будут разговаривать на одном языке, компьютеры смогут передавать информацию в мозг. В настоящее время эти технологии используются для того, чтобы позволить парализованным людям общаться с миром, но этим их потенциальное применение не ограничивается.

Бионические конечности, которые неотличимы от настоящих

Как часть такого двустороннего коммуникационного потока, роботизированные конечности могут передавать «мясистые» сообщения, будучи подключенными к существующим нервным структурам. Вместо того чтобы заставить мозг учиться использовать новую часть нервной системы, роботизированные конечности можно было бы легко и быстро интегрировать в систему. Это может революционизировать протезные конечности для инвалидов, а также побудить людей избавляться от своих биологических рук в пользу механических сверхконечностей. Кто знает?

Эмоционально сведущие технологии

Поскольку компьютеры и мозги научатся говорить на одном языке, эмоции можно было бы считывать как данные при помощи электродов. Восприятие технологий человеком сместится от простого осознания до полного понимания. Роботы-помощники смогут адаптироваться к вашему эмоциональному состоянию, а не просто отвечать на команды. В фотографии и видео также будут встраиваться эмоциональные метаданные, а значит вы сможете почувствовать чужие ощущения при просмотре.

Адаптируемые игры следующего поколения

У игр есть одна проблема: если их проходить повторно, они быстро надоедают; люди приспосабливаются, совершенствуются, их ограничивают программные нарративы. НКИ могут улучшить эту ситуацию, сделав игры отзывчивыми к тому, что чувствует ваш мозг, чтобы они всегда были на шаг впереди и практически безграничны. Особенно это будет применимо в жанре страшилок, когда враг появляется в момент, когда вы меньше всего ожидаете его встретить.

Конечно, это лишь несколько примеров. Одно понятно наверняка: мир уже не будет прежним. Вопрос лишь в том, когда это произойдет?

]]>
Sun, 21 May 2017 12:41:22 +0400
<![CDATA[Робот для пересеченной местности получил «мягкие лапы»]]>http://2045.ru/news/35142.html35142Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали мягкого робота, который может перемещаться по пересеченной местности. Приводящие робота в движение «конечности» полностью напечатаны на 3D-принтере и управляются с помощью давления. Работа будет представлена на Международной конференции промышленной автоматизации и робототехники в Сингапуре и доступна на сайте  университета.

В последние годы появляется множество разработок роботов, умеющих передвигаться по пересеченной местности. К примеру, двуногие роботыкомпании Boston Dynamics. Инженеры решили разработать робота, способного передвигаться по сложным поверхностям, но в то же время, относительно простого и выполненного из недорогих материалов.

Разработанный робот имел четыре конечности, к которым присоединены шланги для подачи воздуха. Каждая конечность была напечатана на 3D-принтере, и состояла из трех соединенных параллельно трубок с ребристой поверхностью. Такая структура позволяет «надувать» их с помощью увеличения давления. Подавая разное давление в трубки одной конечности, инженеры увеличивали некоторые трубки, тогда как другие оставались «сдутыми» и конечность изгибалась в ту или иную сторону. Этот принцип позволил точно управлять движением робота.

Инженеры испытали робота в различных условиях: на ровной поверхности, на песке и на камнях. Во всех случаях робот без проблем передвигался по поверхности. При передвижении по ровной поверхности его средняя скорость составляла около двух сантиметров в секунду. Также инженеры показали способность робота адаптироваться к различным условиям, к примеру, он менял стиль передвижения и начинал ползти, находясь в низком ограниченном пространстве.

Робот способен поднимать грузы массой около 600 грамм. Пока он использует внешнее управление в виде компьютера и пневматической системы, однако, инженеры надеются, что в дальнейшем им удастся сделать его полностью автономным. Они предполагают, что их разработка может помочь спасательным службам.

В 2012 году был представлен прототип робота, использующий похожий принцип действия, однако, он имел меньшую управляемость движениями.

]]>
Thu, 18 May 2017 12:49:37 +0400
<![CDATA[Инженеры из MIT научили роботов учить роботов]]>http://2045.ru/news/35140.html35140Исследователи из Лаборатории информационных технологий и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL MIT) разработали систему, которая позволяет даже неопытному оператору управлять роботом, а также позволяет переносить навыки между роботами разной конструкции. Доклад будет представлен на конференции ICRA 2017, кратко о разработке рассказывает Engadget.

Сегодня для обучения роботов какому-либо действию широко используется детальное программирование движений робота, набор нужной последовательности из готовых небольших движений (семплинг), либо наглядная демонстрация «как надо» с помощью контроллера или физического перемещения частей робота, во время которой робот записывает производимые движения и затем может их повторить. У этих методов есть свои слабые места: обученный через демонстрацию робот не сможет передать свои навыки устройству, которое даже незначительно отличается по конструкции, а перенастройка отдельных движений робота прямым программированием или с помощью семплинга требует некоторого времени и наличия квалифицированного специалиста.

Разработанная в MIT программная платформа C-LEARN совмещает два популярных подхода: робот пользуется библиотекой простых движений с заданными оператором ограничениями (например, библиотека содержит данные о хвате манипулятора, подходящего к форме и жесткости предмета), а оператор, не обладающий навыками программирования, показывает роботу в 3D-интерфейсе движения, ключевые для выполнения задачи. После демонстрации система самостоятельно подбирает последовательность движений робота и показывает ее оператору. Оператор при необходимости может внести правки в автоматически составленную последовательность действий. 

Для демонстрации работоспособности системы разработчики опубликовали ролик, в котором, например, робот достает цилиндр из более крупного объекта. По словам разработчиков C-LEARN, при тестировании системы робот Optimus показал успешное выполнение задачи в 87,5 процентах случаев без корректировки со стороны оператора и 100-процентный успех при правке последовательности действий оператором.

При этом C-LEARN не только упрощает программирование действий для конкретного робота, но и позволяет заново «пересобрать» задачу для выполнения роботом другой конструкции. Так, авторам удалось успешно передать гуманоидному роботу Atlas навыки, полученные роботом Optimus. В частности, робот научил робота открывать двери, а также доставать предметы из ящика и перемещать их.

Существуют и другие методы обучения роботов. Например, нередко используются методы машинного обучения: роботы уже могут коллективно обучаться выполнению одной задачи, сохранять равновесиесмягчать удар при падениидержать пистолет и даже правдоподобно давать пять.

]]>
Fri, 12 May 2017 12:45:59 +0400
<![CDATA[Учёные создали "видящую" бионическую руку, способную самостоятельно определять силу сжатия]]>http://2045.ru/news/35134.html35134Робототехника, управляемая силой мысли, выглядит как будущее протезирования. Но что если у самого протеза, скажем, руки, будут собственные "мысли"? Исследовательская группа из Ньюкаслского университета разработала бионическую руку, способную "видеть" предметы перед собой при помощи простой веб-камеры Logitech. Более того, разработка способна при помощи программного обеспечения оценивать предмет таким образом, чтобы выбрать наилучший способ для его захвата.

 

"Используя компьютерное зрение, мы разработали бионическую руку, которая автоматически реагирует на окружающие её предметы, — говорит один из авторов разработки доктор Киянуш Назарпур (Kianoush Nazarpour) из Ньюкаслского университета. – На самом деле пользователь, как и при помощи настоящей руки, может просто протянуть бионическую руку и схватить чашку или бисквит, всего лишь быстро взглянув на предмет".

Проблема современных протезов, которые контролируются посредством электрических сигналов, которые посылаются мозгом к мышцам конечности, в том, что они недостаточно быстро реагируют на них, говорят учёные.

Между тем, исследовательская группа Назарпура уверена, что их изобретение своего рода гораздо более интуитивно. Они "обучали" бионическую руку при помощи сетевого программного обеспечения, чтобы она была способна распознавать различные предметы, а также "понимала" наилучший способ его захвата. Например, учёные хотели, чтобы рука "понимала" разницу захвата обыкновенной палки, пульта от телевизора или кружки.

Кроме того, разработка способна определять способ захвата или сжатия предмета, который ей раньше никогда не встречался. Делается это при помощи камеры, позволяющей руке "увидеть" предмет, а затем автоматически выбрать наиболее подходящий способ захвата.

Команда исследователей уже опробовала свою разработку при помощи двух добровольцев, у которых была ампутирована рука. Оба участника ранее использовали протезы, которые по форме напоминают крюк. Теперь учёные хотят предложить свою разработку пациентам одной больницы в Ньюкасле, чтобы продолжать её усовершенствование.

 

Конечной целью исследователей является создание бионической руки, которая также сможет чувствовать давление и температуру. "Это ступенька на пути к нашей конечной цели, — говорит Назарпур. – Но главное, что разработка дешёвая, и её можно реализовать в ближайшее время, поскольку она не требует нового протезирования. Мы можем просто адаптировать тот, что имеем".

Результаты исследования опубликованы в научном издании Journal of Neural Engineering.

Добавим, что недавно сенсорная технология увеличила количество движений, которые можно выполнить протезом руки. Кроме того, рассказывалось и о системе роботизированных протезов, которая учится на своих ошибках

]]>
Sat, 6 May 2017 00:28:30 +0400
<![CDATA[Встань и иди: инвалидные коляски уходят в прошлое]]>http://2045.ru/news/35130.html35130МОСКВА, 5 мая — РИА Новости.  Сегодня отмечается Международный день защиты прав инвалидов, который призван обратить внимание общества на проблемы людей с ограниченными возможностями. Одна из основных — передвижение по городу и доступность городской инфраструктуры. В обозримом будущем на смену инвалидным креслам, не всегда удобным в условиях мегаполиса, придут высокотехнологичные экзоскелеты.  Уже сегодня они помогают людям быстрее восстанавливать способность ходить после серьезных травм, позволяют двигаться тем, у кого ноги полностью парализованы. С внедрением новых разработок инвалидные коляски постепенно уйдут в прошлое, и городская среда станет более доступной для передвижения.

Фактически экзоскелет – это самостоятельный робот, который прикреплен к телу человека и двигает его руками или ногами (в зависимости от задачи).  Он управляется при помощи внешних сигналов кнопками, джойстиком или посредством беспроводной связи через компьютер, телефон или планшет. Первые экзоскелеты появились в середине 60-х годов прошлого века и основной их задачей было помочь человеку переносить тяжести. Тогда развитие далеко не пошло, так как сами производимые конструкции были громоздкими и тяжелыми. С развитием композитных материалов появилась возможность изготавливать легкие и прочные экзоскелеты, пригодные для ношения человеком. Сегодня эти носимые роботы находят промышленное применение на производстве, в армии и медицине. 

В мире медицинские экзоскелеты для восстановления мышц и для бытового применения серийно производят несколько компаний в мире. Наиболее известные из них  новозеландская REX (REX P),  американские Parker Hannifin Corporation (бренд Indego) и Ekso Bionics (Ekso Bionics GT), израильская ReWalk, японская CyberDyne (HAL). 

Компания REX Bionics из Новой Зеландии одна из пионеров рынка роботизированной техники для людей с ограниченными возможностями. Основное назначение устройств — реабилитация и ускоренное восстановление. Модель REX P может использоваться в домашних условиях, для передвижения в ограниченном пространстве. На улице в нем ходить достаточно проблематично из-за массы и габаритов. Кроме того система электропитания экзоскелета рассчитана всего на 1 час непрерывной работы.

Американская компания Ekso Bionics разрабатывает и производит интеллектуальные экзоскелеты различного назначения. В числе разработок промышленные экзоскелеты для тяжелых работ. Медицинская разработка Ekso Bionics GT  ускоряет реабилитацию пациентов с нарушениями двигательных функций ног. При массе 21,4 кг система  может использоваться человеком массой до 100 кг. В марте 2017 года новейшую модификацию экзоскелета представили на выставке CeBIT-2017 в Ганновере. 

Наиболее продвинутый экзоскелет израильской компании ReWalk Robitics сегодня выпускается уже в 6 поколении. Компания производит две модификации экзоскелетов: для реабилитации пациентов (ReWalk Rehabilitation) и для использования в повседневной жизни (ReWalk Personal 6.0). С каждой новой версией экзоскелет становится более легким и менее громоздким по сравнению с аналогами. В нем человек может идти со скоростью 2.6 км\ч.  Устройство весит 25 кг, и рассчитано на человека массой до 80 кг. На одной зарядке аккумулятора экзоскелет может работать до 180 минут.  Его стоимость в России сегодня около 3.5 млн рублей.

Компания Parker Hannifin Corporation выпускает экзоскелет Indego. Он получил одобрение в США на использование в быту и медицине в марте 2016 года. Что выделяет его среди прочих – его модульная конструкция. Все части собираются и подгоняются под конкретного пользователя непосредственно во время надевания. Масса всей конструкции – 12 кг, она рассчитана на пользователя массой до 113 кг и ростом о 155 до 191 см. Аккумулятор обеспечивает 4 часа непрерывной работы. Пользователь может идти, стоять, наклоняться вперед, вставать и садиться. Данные о состоянии системы и элементы управления могут выводиться на смартфон. Производитель указывает, что экзоскелет не предназначен для занятий спортом и в нем не получится взобраться по лестнице.

В качестве основного уникального свойства  экзоскелета HAL японские  разработчики из компании  Cyberdyne указывают его способность заново обучить мозг передвигать конечности. Во время ходьбы от мозга к мышцам посылаются сигналы, которые "протекают" на поверхность кожи. Датчики экзоскелета считывают эти сигналы и в соответствии с ними компенсируют сокращение  отдельных мышц, помогая пациенту ходить, стоять и сидеть за счет силы с его собственных ног. Еще одна особенность в том, что японская разработка разборная и может использоваться как на двух ногах, так и на одной. Конструкция из алюминия и пластика цвета слоновой кости весит 12 кг и рассчитана на пользователя не больше 80 кг.  Cyberdуne не продает свои изделия, а сдает их в аренду сроком до 5 лет. По этой же схеме модель распространяется и на европейском рынке.

В России разработками экзоскелетов занимаются достаточно активно. Причем деятельность ведется как в направлении создания механизмов, так и в области проектирования систем управления, нейроинтерфейсов.  

Наиболее известная  российская разработка известна под названием "ЭкзоАтлет".  Она создается в одноименной компании — резидента инновационного центра "Сколково". Экзоскелет может использоваться как в быту, так и для реабилитации в клиниках. В числе отличительных особенностей экзоскелета разработчики указывают возможность вносить изменения в программу по мере движения. Для пользователя "ЭкзоАтлет" стоит сегодня 1.5 миллиона рублей, что значительно ниже зарубежных аналогов. Более сложная технически версия для клиник стоит дороже.

В конце апреля 2017 года сотрудники лаборатории мехатроники и робототехники Юго-Западного государственного университета в Курске представили модификацию экзоскелета ExoLite, разработанную по гранту Российского научного фонда.  Разработку в течение года тестировала чемпион Европы по фехтованию на инвалидных колясках Анна Гладилина. Разработчики рассказали, что одной из задач сегодня  является научить робота спускаться и подниматься по лестнице, двигаться быстрее, чем один километр в час, и сохранять устойчивость на неровной поверхности. Это позволит применять разработку в условиях улицы. Сроки начала серийного производства экзоскелета ученые пока не называют.

В Нижегородском государственном университете имени Н.И.Лобачевского ведутся разработки экзоскелета под эпическим названием "Илья Муромец". Прототип уже представлялся на выставках и, как заявляют разработчики, по своим характеристикам он не уступает зарубежным аналогам.  В феврале текущего года в ННГУ сообщали о том, что проект прошел стадию создания экспериментального образца, и начинается движение в сторону серийного производства. Проректор по научной работе ННГУ Виктор Казанцев выразил надежду, что что технологические решения данного проекта скоро будут доступны населению. В апреле текущего года было объявлено, что проект по разработке экзоскелета медицинского назначения получит субсидии из федерального бюджета в размере 140 млн рублей.
Сегодня экзоскелеты управляются преимущественно заранее заложенными в контроллер алгоритмами передвижения, оставляя пользователю возможность следить за своим положением при помощи индикаторов и корректировать нажатием соответствующих клавиш или движением джойстиков. Следующий шаг в развитии, дающий дополнительную свободу пользователю, —  создание и внедрение в конструкцию нейроинтерфейсов. Подобными исследованиями занимаются как университеты и НИИ так и частные компании, например, "Нейроботикс" и "Андроидная техника". Сигналы будут поступать напрямую от мозга в контроллер, необходимость нажимать кнопки исчезнет. Достаточно будет только подумать о том, куда нужно двигаться. Как видим, подобные идеи уже частично реализованы в японских разработках и исследуются российскими учеными.  А пока при помощи сигналов от мышц ученые обучают экзоскелет движениям, наиболее похожим на движения человека.

]]>
Fri, 5 May 2017 00:11:10 +0400
<![CDATA[Стивен Хокинг дал человечеству сто лет на то, чтобы покинуть Землю]]>http://2045.ru/news/35133.html35133Известный физик-теоретик Стивен Хокинг заявил, что человечеству, чтобы выжить в ходе неминуемой глобальной катастрофы, надо начать колонизацию новых планет в течение ближайших ста лет.

Подробные причины этого будут изложены в новом документальном фильме под названием "Стивен Хокинг: экспедиция на новую Землю", который выйдет на телеканале BBC летом.

Ранее Хокинг уже утверждал, что шансы глобальной катастрофы для человечества со временем увеличиваются, и она с огромной долей вероятности произойдет в ближайшие 1000-10000 лет, однако ее можно избежать, если начать переселяться на другие планеты, сообщает CNBC.

В числе основных опасностей для человечества физик видит возможные падения на планету астероидов, эпидемии, изменения климата и перенаселение Земли. Ранее в числе таких угроз Хокинг также называл возможность ядерной войны, глобальное потепление, генетически модифицированные вирусы и искусственный интеллект.

Ранее сообщалось, что Хокинг совместно с российским предпринимателем Юрием Мильнером планируют осуществить проект по исследованию межзвёздного пространства при помощи нанозондов.

]]>
Thu, 4 May 2017 00:23:35 +0400
<![CDATA[Первым пациентом с пересаженной головой станет китаец]]>http://2045.ru/news/35131.html35131Итальянский нейрохирург Серджио Канаверо (Sergio Canavero) в интервью порталу OOOM рассказал подробности о первой в истории операции по пересадке головы человеку.

Канаверо впервые заявил о намерении пересадить голову парализованного человека на здоровое тело с мертвым мозгом в 2013 году. Для этого была создана международная коллаборация HEAVEN/GEMINI. Согласно планам, пациента должны подвергнуть глубокому охлаждению (до 15 градусов Цельсия), хирургически отделить голову от тела, подключив к аппарату искусственного кровообращения, и пересадить на заранее подготовленное тело донора, последовательно соединяя все анатомические структуры.

Чтобы обеспечить восстановление целостного спинного мозга, хирург намерен обработать его срезы полиэтиленгликолем (ПЭГ), который в лабораторных условиях продемонстрировал способность «склеивать» поврежденные клеточные мембраны, а также в течение восстановительного периода проводить электростимуляцию нервных волокон и действовать на них отрицательным давлением. Первые несколько недель пациенту предстоит провести в искусственной коме.

В 2015 году согласие на пересадку своей головы дал российский программист Валерий Спиридонов, парализованный в результате нейродегенеративного заболевания — спинальной мышечной атрофии. В начале января 2016 года директор Вьетнамо-германской больницы в Ханое Чинь Хонг Шон (Trinh Hong Son) предложил провести трансплантацию в его учреждении, также рассматривался вариант проведения операции в Великобритании.

Теперь стало известно, что операция будет проводиться в Китае в ближайшие 10 месяцев. Ее проведут Серджио Канаверо и Сяопин Жэнь (Xiaoping Ren) из Харбинского медицинского университета. Также Серджио Канаверо рассказал, что первым пациентом будет не Валерий Спиридонов, а гражданин КНР, но на данный момент на эту операцию несколько претендентов и окончательный выбор еще не сделан.

В прошлом году коллаборация HEAVEN/GEMINI сообщила об успехе экспериментов по восстановлению функций поврежденного спинного мозга у животных. В качестве подтверждения успеха авторы опубликовали видеозаписи мыши, крысы и собаки на разных стадиях восстановления. Кроме того, хирурги пересадили голову обезьяне, а недавно Серджио Канаверо и Сяопин Жэнь пересадили голову одной крысы к телу и голове другой, используя третью в качестве вспомогательной кровеносной системы при пересадке.

Стоит отметить, что в научном сообществе неоднозначно относятся к экспериментам Серджио Канаверо. Некоторые эксперты отказываются комментировать публикации итальянского нейрохирурга, а другие критикуют очевидные пробелы и слабые места в описании экспериментов, что не позволяет оценить правдоподобность проделанной работы. 

Например, нейробиолог Джерри Сильвер обратил внимание на то, что публикация о собаке не содержит томографических или гистологических свидетельств того, что спинной мозг животного пересекли на заявленные 90 процентов. Также Сильвер назвал данные об эксперименте с применением PEG-GNRs крайне скудными: «Не надо сообщать, что четыре из пяти животных утонули. Надо начать заново и увеличить размеры групп». Подробнее об этом можно прочитать в заметке N+1 «Эксперты раскритиковали эксперименты по подготовке к пересадке головы».

Ранее сообщалось, что для тренировки пациента перед пересадкой головы будет использоваться специальный стенд с очками виртуальной реальности, разработанный Inventum Bioengineering Technologies для коллаборации HEAVEN/GEMINI. С помощью жилета пациент повисает на раме и, таким образом, стоит в виртуальной реальности на виртуальных ногах — предполагается, что такой подход поможет пациенту заранее адаптироваться к будущему новому телу.

]]>
Sat, 29 Apr 2017 00:15:58 +0400
<![CDATA[Биологи создали первый прототип "искусственной матки"]]>http://2045.ru/news/35132.html35132МОСКВА, 25 апр – РИА Новости. Американские биологи и инженеры разработали первый в мире прототип системы поддержания жизни для недоношенных детей и зародышей, и использовали его для поддержания жизни недоношенного ягненка на протяжении месяца, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Наша система может спасти жизни для чрезвычайно недоношенных младенцев, предоставляя им те возможности, которые текущие медицинские технологии не имеют. Этим младенцам нужен "мост" между утробой матери и внешним мира. Если мы создадим систему, которая будет помогать их органам расти и развиваться на протяжении нескольких недель, мы резко увеличим вероятность их выживания", — заявил Алан Флейк (Alan Flake) из Исследовательского института Филадельфии (США).

По статистике ВОЗ, около 15 миллионов детей каждый год рождается преждевременно, еще до того, как их внутриутробное развитие полностью завершилось. Примерно миллион из них умирает от осложнений и инфекций, а также отсутствия надлежащего ухода. Большая часть из таких смертей приходится на детей, родившихся чрезвычайно рано – на 24-25 неделе беременности. 

Как отмечает Флейк, большая часть таких смертей связана с тем, что многие органы, в особенности легкие и сердечно-сосудистая система, еще просто не завершили своего развития в тот момент, когда ребенок покидает утробу матери. Ученые из Филадельфии предлагают решить эту проблему, вернув ребенка в ту среду, где он должен развиваться.

"Мы попытались воспроизвести все нормальные функции и свойства матки и плаценты. Решение этой задачи оказалось сложным делом, и мы совершили много ошибок на пути создания полностью жизнеспособной системы", — продолжает Флейк.

По его словам, одним из ключевых шагов на пути создания "искусственной матки" стало то, что им удалось создать необычную систему прокачки крови через пуповинную артерию, имитирующую то, как работает плацента матери. В ней нет помп или других механических компонентов, которые раньше пытались приспособить для решения подобных задач, что порождало резкие разбросы в давлении при прокачке крови и фактически убивало слабое сердце зародыша.

Сам зародыш или ребенок помещаются внутрь специальной емкости, которую ученые называют "биосумкой" – аналог матки беременной женщины. Она полностью заполнена жидкостью, что необходимо для нормального развития легких зародыша, и участвует в выводе продуктов жизнедеятельности и токсинов из растущего организма. Кроме того, в "сумку" встроено множество датчиков, следящих за пульсом, давлением,  активностью мозга и другими жизненно важными показателями активности организма.

Ее работу ученые протестировали на недоразвитых ягнятах, которые провели в утробе матери всего 105 или 115 дней, что примерно на треть меньше нормального срока беременности. Как показали эти эксперименты, искуственная матка Флейка и его коллег поддерживала жизнь и нормальное развитие зародышей на протяжении примерно месяца, что на несколько порядков больше, чем удавалось достичь другим группам ученых. 

Как отмечают биологи, все ягнята нормально развивались в последней версии "биосумки" – их сердце и другие органы росли и укреплялись, легкие становились больше, у них росла шерсть, и они даже начали проявлять признаки повышенной мозговой активности под конец эксперимента. Как считает Флейк, подобные "искусственные матки", адаптированные под поддержание жизни младенцев, смогут спасти сотни тысяч жизней в ближайшем будущем.

Совершенствование состава амниотической жидкости, которой заполняется "биосумка", позволит решать более амбициозные задачи и помогать расти еще менее развитым зародышам, спасение которых сегодня невозможно даже при помощи  самых современных медицинских технологий. С другой стороны, как подчеркивает Флейк, разработка его группы не является  первым шагом на пути выращивания человека в "пробирке". 

"Можно придумать множество различных "сенсационных" сценариев по поводу того, как можно использовать подобные приемы для выращивания человека от эмбриона и до младенца, или же продления сроков беременности за ее привычные рамки. Реальность же заключается в том, что на текущий момент нет технологий, даже в далекой перспективе, которые позволяли бы это делать. Я был бы очень обеспокоен, если бы кто-то попытался использовать наши разработки для подобных целей", — заключает ученый.

]]>
Tue, 25 Apr 2017 00:17:52 +0400
<![CDATA[Инженеры научились программировать материалы во время 4D-печати]]>http://2045.ru/news/35129.html35129Инженеры из Сингапура, Китая и США разработали новую методику 4D-печати — создания объектов с «запрограммированным поведением во времени». Она основана на материалах с памятью формы, однако, в отличие от традиционных методов, не требует многостадийной закалки образцов — результат печати сразу готов к использованию. Среди возможных применений технологии авторы называют стентирование (восстановление просвета, например, в сосудах или органах). Исследование опубликовано в журнале Science Advnces.

Материалы с памятью формы обладают способностью восстанавливать свою геометрию после деформации, в ответ на нагрев. Как правило это связано с их микроструктурой. Например, сплавы с памятью формы, подобные нитинолу, состоят из отдельных вытянутых зерен, возникающих при закалке. Если закалить нитиноловую проволоку в виде спирали, а потом распрямить ее, то зерна окажутся деформированными. Нагрев позволяет зернам вернуться в недеформированную форму. 

Существуют аналогичные полимерные материалы. В отличие от сплавов они гораздо лучше предназначены для печати и прототипирования. Однако отдельная стадия закалки делает их использование неудобным. Авторы новой работы нашли способ печати полимеров с памятью формы с заранее известными термомеханическими свойствами в одну технологическую стадию. Иными словами, «программирование» формы материала в новой методике происходит в момент печати.

Инженеры использовали коммерчески доступный 3D-принтер Objet Connex. В простейших экспериментах исследователи печатали двухслойные полоски материала. Первый слой — это эластомер, полимер, способный легко растягиваться и так же легко возвращаться к исходному состоянию. Второй слой — полимер с памятью формы, гораздо более упругий при комнатной температуре. 

Если после печати поместить полоску материала в тепло, она изогнется: за это ответственно сразу несколько процессов. Поначалу слои начинают расширяться — различие коэффициентов температурного расширения приводит к напряжениям в материале, но упругость полимера с памятью формы остается достаточной, чтобы не позволить пластинке изогнуться. Затем, вблизи 45 градусов Цельсия упругость полимера начинает резко падать. Двухслойная пластинка начинает изгибаться. При достижении 60 градусов Цельсия коэффициенты температурного расширения выравниваются, изгибание прекращается. Если после этого остудить пластинку, то благодаря свойствам полимера с памятью формы, она остается в изогнутом состоянии. Интересно, что при нагреве свыше 62 градусов Цельсия материал можно «перепрограммировать» на новую форму, вручную деформировав его. 

Кривизну изгиба полосок ученые контролировали условиями печати слоя с памятью формы. Чем большее время уходило на обработку ультрафиолетом каждого 30-микронного слоя полимера, тем сильнее изгибался при нагреве материал. Чтобы программировать более сложное поведение авторы комбинировали слои в более сложные структуры. Например, периодически меняя последовательность слоев (сначала эластомер, потом полимер с памятью формы и наоборот) инженеры программировали полоску для превращения в извилистую линию или спираль. Многослойные конструкции можно было запрограммировать на десятикратное расширение с образованием «сетки», а также на формирование трехмерных «куполов». Авторы отмечают, что печать таких трехмерных объектов заняла бы на обычном 3D-принтере гораздо больше времени, чем их многослойных прообразов. 

Как отмечает независимый эксперт, Джефф Спинкс из австралийского Университета Вуллонгонга, разработку, к сожалению, нельзя использовать для «мягкой робототехники» — искусственных мускул и тому подобного. Материал необратимо фиксирует свою форму после нагрева. Однако это свойство применимо в других областях — например, с его помощью можно восстанавливать просветы в сосудах и органах. Расширение материала при этом будет происходить под действием тепла организма. 

Ранее та же группа ученых предложила другую концепцию для создания 4D-печатных материалов с эффектом памяти формы. Для этого исследователи использовали проекционную микростереолитографию, полимеризуя материал прямо в растворе мономера. 

]]>
Fri, 14 Apr 2017 09:13:54 +0400
<![CDATA[НОВЫЙ НЕЙРОИНТЕРФЕЙС ОТ NEURABLE ПОЗВОЛЯЕТ ИГРАТЬ В SKYRIM БЕЗ ЗАДЕРЖЕК]]>http://2045.ru/news/35128.html35128Стартап Neurable, базирующийся в Бостоне, представил собственный интерфейс, позволяющий силой мысли кастовать заклинания в игре Skyrim. На закрытой презентации устройства создатели продемонстрировали, как пользователь гарнитуры HTC Vive с помощью размещённого на голове устройства управляет персонажем игры.

Пока функциональность разработки ограничена всего несколькими разными действиями, но создатели устройства обещают его в скором времени доработать. Глава компании Neurable пояснил, что для использования устройства ничего не нужно делать, так как нейроинтерфейс самостоятельно отслеживает активность мозга пользователя, а затем начинает действовать.

Точность обработки сигналов очень высока — предыдущая тестовая версия воспринимала правильно до 85 процентов. Компания использовала в гаджете сухие электроды, которые эффективно и точно фиксируют мозговую активность. Полученные сигналы обрабатываются программой, после чего она узнаёт, какое действие собирается совершить человек.

Новизна разработки определяется именно качеством и скоростью отклика программно-аппаратного комплекса Neurable, для совершенствования которого компания уже смогла привлечь более десяти миллионов долларов инвестиций. В скором времени устройство планируют довести до ума, тогда оно будет поддерживать сотни приложений для дополненной и виртуальной реальности.

]]>
Sat, 25 Mar 2017 09:43:58 +0400
<![CDATA[Удаление состарившихся клеток обратило признаки старения у мышей]]>http://2045.ru/news/35123.html35123Модифицированный натуральный белок, синтезированный нидерландскими, австрийскими и американскими учеными, устранил токсические эффекты химиотерапии и физиологические признаки старения у мышей путем прицельного удаления состарившихся клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Cell.

Репликативное старение клеток, или сенесценция — это состояние, при котором клетки с накопленными повреждениями ДНК и истощением механизмов ее восстановления перестают делиться. Оно служит природным механизмом защиты от развития рака, но переводит клеточный метаболизм на синтез веществ, активирующих воспалительные реакции и оксидативный стресс (повреждение клеточных структур активными формами кислорода). Клетка может находиться в таком состоянии длительное время, не подвергаясь апоптозу (запрограммированной гибели). Накопление состарившихся, или сенесцентных клеток приводит к возрастным изменениям тканей и всего организма.

В поисках клеточных механизмов, предохраняющих сенесцентные клетки от апоптоза, сотрудники Университета Эразма, Медицинского университета Граца и Баковского исследовательского института старения проанализировали транскриптом нормальных и искусственно состаренных радиацией человеческих фибробластов.

Оказалось, что в состарившихся клетках активированы отвечающие за апоптоз гены, однако их действию препятствует фактор транскрипции FOXO4. Подавление экспрессии этого фактора синтетической РНК резко снижало жизнеспособность таких клеток. Дальнейшие эксперименты показали, что FOXO4 накапливается в области стойко поврежденных участков ДНК (DNA-SCARS) рядом с важнейшим противоопухолевым белком р53, регулирующим апоптоз, и может взаимодействовать с этим белком, препятствуя гибели сенесцентной клетки.

Чтобы выяснить роль этого взаимодействия, ученые синтезировали FOXO4 с модифицированным участком связывания с р53. Полученный белок FOXO4-DRI препятствовал взаимодействию FOXO4 с р53 in vitro. Повысив липофильность FOXO4-DRI для облегчения его проникновения в клетку, исследователи ввели его в культуру состаренных фибробластов и убедились, что это вещество обеспечивает выход р53 из ядра и стимулирует апоптоз.

После этого FOXO4-DRI испытали на мышах с тремя моделями старения: вызванного химиотерапевтическим препаратом доксорубицином, ускоренного генетической модификацией и естественного. Выяснилось, что это вещество селективно действует на сенесцентные клетки, вызывая их апоптоз. Это, в свою очередь приводило к восстановлению функций печени, нарушенных доксорубицином, а также обращало такие возрастные изменения как снижение выносливости, ухудшение функции почек и облысение у животных со всеми типами старения. Выраженных побочных эффектов при этом не наблюдалось.

«Таким образом, терапия, направленная на состарившиеся клетки, целесообразна, когда [возрастное] ухудшение здоровья уже наступило, и может эффективно восстановить тканевой гомеостаз», — пишут авторы работы. Будет ли терапия FOXO4-DRI эффективной и безопасной у людей, предстоит выяснить в последующих экспериментах.

Ранее ученые на треть продлили жизнь генетически модифицированных мышей, у которых сенесцентные клетки погибали под действием специально созданного синтетического препарата — этот эксперимент подтвердил роль таких клеток в старении организма. Другому научному коллективу удалось обратить процесс сенесценции клеток путем удаления из них митохондрий.

]]>
Sat, 25 Mar 2017 08:51:25 +0400
<![CDATA[КОЖА ИЗ ГРАФЕНА ПОЗВОЛИТ ПРОТЕЗАМ ПЕРЕДАВАТЬ ТАКТИЛЬНЫЕ ОЩУЩЕНИЯ]]>http://2045.ru/news/35122.html35122Учёные из Университета Глазго сообщили, что у них получилось сделать искусственную кожу, которая может передавать тактильные ощущения и способна подпитываться солнечной энергией. Команда исследователей долгое время работает над созданием тонкой и гибкой электроники, но эта кожа сейчас просто вне конкуренции, ведь благодаря ей можно начать производство энергонезависимых протезов.

Сделали её на основе графена, ведь он тонкий, прочный и электропроводный, жаль только, что ещё и дорогой. Равиндер Дахия, глава лаборатории, представившей новую кожу, несколько лет назад разработал относительно недорогую технологию производства графена, однако учёным ещё есть куда стремиться. Сразу под слоем графена расположен энергогенерирующий слой, который, собственно, и сможет помочь с обеспечением различных компонентов протеза электричеством. Получаемой энергии, например, должно хватить для подпитки тех же тактильных датчиков.

Проект всё ещё находится в разработке, поэтому о массовом использовании новой кожи в протезировании говорить пока рановато, тем не менее исследователи надеются, что их изобретение окажется полезным не только в медицине, но и в других сферах.

]]>
Fri, 24 Mar 2017 08:44:49 +0400
<![CDATA[NASA испытало компактный оригами-ровер]]>http://2045.ru/news/35126.html35126Лаборатория реактивного движения NASA разработала и испытала прототип колесного робота, который может частично складываться при преодолении препятствий. Подробнее с проектом оригами-ровера можно ознакомиться на сайте NASA.

NASA постоянно экспериментирует с дизайном колесных роботов, чтобы найти наиболее оптимальные решения для будущих миссий. Робот Puffer — это один из таких экспериментов. Концепция предполагает использование складной рамы, благодаря которой робот занимает меньше места при транспортировке и может подстраиваться под различные сценарии передвижения.

Оригами-ровер может быть как четырехколесными, так и двухколесным, при этом складная рама может выполнять роль печатной платы. Puffer может использовать колеса с разным протектором в зависимости от местности, по которой он передвигается.

Концепция проекта предполагает использование нескольких компактных роботов, которые передвигаются в небольшом радиусе от общей стационарной базы или ездят рядом с материнским ровером.

В опубликованных роликах специалисты JPL продемонстрировали испытания двухколесной версии Puffer. Робот с помощью разных колес передвигается по скользкой поверхности и каменистому уклону в 45 градусов, выдерживает падение с «марсианской трехметровой высоты», проползает под препятствиями, изменяя форму рамы и проезжает по пересеченной местности 250 метров.

Осенью 2016 года NASA показало, как проходят испытания новой версии ровера-шахтера RASSOR. Барабаны вращаются в разные стороны, благодаря чему возможен сбор породы даже в условиях низкой гравитации. Конструкция самих барабанов во второй версии изменена в пользу более узких лезвий — по-видимому, это сделано для того, чтобы робот мог собирать не только сыпучий реголит, но и работать с более твердыми породами.

]]>
Thu, 16 Mar 2017 09:17:42 +0400
<![CDATA[Новый ручной экзоскелет поможет хирургам проводить операции]]>http://2045.ru/news/35125.html35125В то время как большинство современных робототехнических изобретений не всегда представляют собой нечто полезное и упрощающее работу людей, в области медицины роботы помогают врачам проводить операции уже более десяти лет. Чаще всего хирурги контролируют движения таких роботов с помощью специальных джойстиков, рукояток и других периферийных устройств, что не совсем удобно. Однако новый экзоскелет, разработанный в стенах Бристольского университета, поможет управлять роботом руками самого хирурга. 

Новый экзоскелет натягивается на руку как обычная перчатка. На другом конце системы новый хирургический захват будет перемещаться в соответствии с движениями рук врача, а также будет оснащен системой передачи обратной тактильной связи, наподобие системы HeroSurg, разработанной в Гарварде. Таким образом, хирурги будут чувствовать, когда они касаются тела пациента или просто предметов. 

Еще одна инновационная система, имеющаяся в экзоскелете, представляет собой набор «умных» очков, которые будут проецировать изображение тела пациента прямо на сетчатку глаз хирурга. В результате врачи смогут почувствовать себя намного ближе к пациентам. 

С помощью новой робототехнической системы разработчики хотят предоставить хирургам более естественный интерфейс, который поможет им даже при проведении операций с помощью роботов и использовать свои руки так же, как при обычной операции.

В лабораториях Бристольского университета уже были созданы прототипы системы, которые в ближайшее время будут дорабатываться и совершенствоваться в соответствии с указаниями хирургов.

]]>
Wed, 15 Mar 2017 09:15:42 +0400
<![CDATA[Швейцарцы занялись разработкой съедобного робота]]>http://2045.ru/news/35124.html35124Исследователи из Федеральной политехнической школы в Лозанне разработали небольшие пневматические приводы, сделанные из желатин-глицеринового композиционного материала. В будущем такие приводы позволят делать съедобных роботов, например, для безболезненных гастроэнтерологических исследований. Препринты работы исследователей опубликован на arXiv.org, а ее краткое изложение приводит TechCrunch.

Сегодня пока не существует роботов, которых можно было бы безопасно использовать для гастроэнтерологических исследований. Дело в том, что все существующие разработки требуют источника питания, встроенного или внешнего, что накладывает определенные ограничения на применение роботов.

Например, встроенный аккумулятор может попасть под действие желудочного сока; продукты начавшейся химической реакции могут отравить пациента. Использование же внешнего источника питания может доставлять дискомфорт пациентам.

Новая разработка швейцарских ученых в перспективе не будет нуждаться в источнике питания, поскольку сможет передвигаться под действием кислорода из воздуха и пищеварительных веществ. Пока же желатиновые приводы, разработанные исследователями, являются пневматическими.

Ученые сделали их, чтобы убедиться, что желатин-глицериновый материал по показателям эластичности и прочности не уступает силиконам, сегодня активно используемым в различных медицинских изделиях. Для проверки швейцарцы создали манипулятор с двумя желатиновыми пневматическими «пальцами».

Сперва исследователи экспериментировали с различным соотношением желатина и глицерина. По результатам экспериментов выяснилось, что наилучших результатов удалось добиться смешав желатин и глицерин в пропорции 1 к 1, причем перемешивание производилось на протяжении 30 минут при температуре 80 градусов с последующей сушкой на протяжении 48 часов.

Модуль упругости получившегося материала составил 2,7 +/- 0,5 мегапаскаля. Для сравнения, силиконовый каучук, используемый для изготовления мягких роботов, имеет модуль упругости от 1,3 до 3 мегапаскалей в зависимости от состава.

«Пальцы» желатинового пневматического манипулятора исследователи выполнили методом отливки в форму. При этом они были выполнены сегментными — каждый сегмент имеет внутри небольшую камеру и крепится к плоскому основанию. При накачке воздуха и повышении давления камеры расширяются, растягивая стенки сегментов, и «палец» сгибается.

При внутреннем давлении в 25 килопаскалей (0,2 атмосферы) «палец» действовал на тензометрический датчик с силой 0,34 ньютона. При этом угол сгибания «пальца» составил 170,3 градуса. Этих давления и силы оказалось достаточно, чтобы манипулятор мог захватывать и удерживать относительно тяжелые объекты.

Эксперимент был проведен с захватом и удержанием яблока (95,6 грамма), вареного яйца (47,7 грамма), апельсина (104,8 грамма), кубика «лего» (25,7 грамма) и упаковки жвачки (153,1 грамма). Теперь исследователи намерены доработать полученный желатин-глицериновый материал, чтобы повысить его температуру плавления. Сейчас она составляет 35 градусов Цельсия.

В конце января текущего года международная группа ученых представила мягкого робота, который призван облегать сердце и помогать ему сокращаться. Новый робот предназначен для помощи пациентам, страдающим от сердечной недостаточности и ожидающим пересадки сердца.

Робот представляет собой устройство, выполненное в виде рукава из силикона и покрытое биосовместимым гидрогелем. В рукаве находятся два слоя пневматических искусственный мышц. Как и волокна миокарда, приводы внутреннего слоя расположены циркулярно, а внешнего — спирально. Их одновременное сокращение вызывает сжатие и скручивание рукава, повторяющие естественные движения сердца.

]]>
Wed, 15 Mar 2017 08:57:07 +0400
<![CDATA[Boston Dynamics официально представила робота на колесах Handle]]>http://2045.ru/news/35117.html35117Робототехническая компания Boston Dynamics официально представила двухколесного робота Handle. Краткая информация о характеристиках робота и демонстрационная видеозапись опубликованы на YouTube.

В современной робототехнике в зависимости от поставленной задачи инженеры ищут разные подходы и экспериментируют с дизайном роботов. Новый робот Boston Dynamics способен удерживать равновесие в сложных ситуациях, при этом он может как спокойно передвигаться по ровной поверхности, так и совершать сложные динамические движения. Изначально возможности Handle были показаны на закрытой презентации и никаких подробностей о нем не сообщалось. Теперь Boston Dynamics официально опубликовала информацию о роботе на ногах с колесами.

Двухметровый робот Handle предназначен для переноски грузов, он может развивать скорость до 14,5 километров в час, заряда аккумулятора хватает приблизительно на 24 километра. Робот работает на электроприводах и гидравлике, может прыгать в высоту на 1,2 метра и поднимает груз массой в 45 килограммов.

Благодаря сочетанию ног с колесами, Handle может совершать сложные динамические движения, недоступные большинству современных роботов — например, он умеет съезжать по ступенькам или скользкому склону и перепрыгивать препятствия на ходу. При этом робот активно использует тяжесть собственного тела: наклоняется в поворотах, балансирует, отклоняясь от вертикальной оси и вытягивает верхние конечности для того, чтобы поймать равновесие. 

Boston Dynamics была куплена Google в 2013 году, однако в весной 2016 года стало известно, что холдинг Alphabet планирует продать робототехническую компанию из-за отсутствия коммерчески успешных продуктов. В качестве возможных покупателей в Bloomberg называли Toyota и Amazon, однако представители компаний официально не подтвердили эту информацию.

]]>
Tue, 28 Feb 2017 21:33:10 +0400
<![CDATA[УЧЁНЫЕ ОРГАНИЗОВАЛИ ПЕРВЫЙ В ИСТОРИИ ПОЕДИНОК ДВУХ КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ]]>http://2045.ru/news/35108.html35108Впервые в истории два квантовых компьютера сошлись лицом к лицу на ринге за звание чемпиона. Учёные подготовили серию экспериментов, которые должны были выявить победителя среди квантовых компьютеров, созданных стараниями инженеров Университета Мэриленда, а также компании IBM. Одинаковые алгоритмы запускались на обоих компьютерах, после чего по результатам специалисты выбирали лидера каждого этапа соревнований. А результаты эти, нужно заметить, оказались весьма неоднозначными.

Квантовый компьютер производства IBM оказался значительно быстрее своего собрата, сделанного в Университете Мэриленда. Насколько быстрее? Да почти в 1000 раз, что впечатляет, не правда ли? Но есть один нюанс. Несмотря на свою быстроту, этот компьютер продемонстрировал куда менее впечатляющий процент точности вычислений. Квантовый компьютер из Мэриленда выдавал верный ответ в 77,1% случаев, тогда как компьютер IBM был точен лишь в 35,1% своих вычислений. Вот и пойди пойми теперь – кто же вышел победителем в этой исторической схватке.

Два компьютера были созданы на основе двух разных технологий. Учёные из Университета Мэриленда использовали ионы иттербия, управляемые лазером и электромагнитной ловушкой, а специалисты из IBM разработали свой компьютер на основе пяти небольших петель из сверхпроводящего металла, которыми можно управлять с помощью сверхвысокочастотного излучения. Нельзя сказать, что это мощные компьютеры, так как на сегодняшний день они больше напоминают лишь «эмбрионы» того, что ждёт человечество в будущем. Но тот факт, что учёные умы не сидят на месте и продолжают активно исследовать эту тему, не может не радовать.

]]>
Thu, 23 Feb 2017 16:02:51 +0400
<![CDATA[Волокно «три в одном» совместило все стадии оптогенетики]]>http://2045.ru/news/35110.html35110Исследователи из Массачусетского технологического института разработали тонкое эластичное волокно диаметром с человеческий волос, позволяющее доставлять оптические, электрические и химические сигналы в мозг. Волокно, таким образом, представляет собой устройство «три в одном», совмещающее в себе функции сразу всех основных устройств, использующихся в оптогенетике. Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Оптогенетика широко применяется в научных исследованиях для активации отдельных нейронов под действием видимого света. Для этого в геном нейронов встраивают гены светочувствительного белка каналродопсина, который затем встраивается во внешнюю мембрану нейронов и при облучении светом определенной длины волны активируются, возбуждая нейрон. В настоящее время для выполнения всей этой схемы требуется как минимум три отдельных устройства: игла для внесения вирусных векторов с генами каналродопсина, оптическое волокно для воздействия на трансформированные нейроны светом и электрод для регистрации возбуждения нейронов.

Авторы новой статьи решили разработать устройство, сочетающее в себе функции всех этих трех систем. Созданные ими волокна диаметром менее 200 микрон и массой менее 0,5 грамма состоят из трех частей, каждая из которых передает (и принимает) сигналы разной природы. Оптический канал передает световые сигналы, шесть электродов передают электрические сигналы, а два микрофлюидных канала передают химические сигналы (например, вирусные векторы для доставки генов).

В испытаниях волокна авторы продемонстрировали все три модуса его работы. Имплантировав волокно в головной мозг мышей, сначала они доставили к нейронам вирусные векторы, несущие гены каналродопсина, по одному из двух жидкостных каналов. После успешного встраивания генов белка в геном нейронов исследователи послали импульс света по оптическому каналу волокна. Это стимулировало активность нейронов, которая была зарегистрирована шестью электродами.

По мягкости и эластичности имитируют ткань головного мозга и при этом обладают высокой проводимостью. Такие свойства были достигнуты за счет использования полиэтилена с вкрапленными в него графеновыми «хлопьями». Волокна получали с помощью метода многократного наслоения: слой полиэтилена посыпали графеновыми «хлопьями», затем спрессовывали, затем добавляли следующий слой, и так далее.

Благодаря мягкости и эластичности волокно можно оставлять в ткани мозга на более продолжительное время по сравнению с обычными жесткими оптическими волокнами. Волокно, таким образом, можно использовать фактически как долговременный мозговой имплантат. В дальнейшем исследователи планируют уменьшить ширину волокна и сделать материал еще более мягким и совместимым с тканью мозга.

Ранее исследователи из США и Китая разработали и успешно испытали на людях мозговой имплантат, позволяющий регистрировать активность отдельных нейронов и не повреждающий ткань головного мозга. А японские ученые разработали наноиглы, регистрирующие активность индивидуальныз нейронов при введении непосредственно внутрь клетки. Также недавно успешные испытания на крысах прошла «нейропыль» — микроскопические, питающиеся ультразвуком беспроводные датчики, способные регистрировать активность нервов и мышц.

]]>
Wed, 22 Feb 2017 16:13:42 +0400
<![CDATA[Россиянин построил говорящую модель терминатора T-800]]>http://2045.ru/news/35111.html35111Житель Перми Александр Осипович с помощью 3D-печати построил говорящего робота, который выглядит как киборг T-800 из художественного фильма «Терминатор». Об этом сообщает новостной портал Properm.ru.

В последние годы развитие сегмента компактных 3D-принтеров для домашнего использования привело к тому, что многие моделисты-конструкторы начали использовать 3D-печать для реализации собственных домашних проектов. Александр Осипович начиная с 2009 года разработал несколько версий программного обеспечения для терминатора, однако к изготовлению самой модели T-800 Александр приступил только в 2013 году, после того, как приобрел собственный 3D-принтер.

Собранная модель может пока что не может двигать конечностями, поскольку у конструктора нет подходящих по мощности сервоприводов. На данном этапе робот по имени Джон Генри может крутить головой, двигать ртом и отвечать на некоторые вопросы, касающиеся лично его, с помощью собственной базы данных. На другие вопросы робот отвечает с помощью информации, найденной в интернете. Судя по опубликованным видеоматериалам, для распознавания и синтеза речи используются готовые программные решения — например, Ivona.

В будущем изобретатель планирует расширить собственную базу данных 3D-печатной модели T-800, а также подключить руки и установить в конечности сервомоторы. При этом не ясно, сможет ли робот самостоятельно передвигаться — возможно, модель так и останется в виде «говорящего скелета».

Из других примечательных DIY-проектов с использованием 3D-печати можно упомянуть телескоп из смартфона, маленький радиоуправляемый Унимогбоевой гексаподGameBoy, самую маленькую в мире циркулярную пилу. Существуют и более масштабные проекты — например, инженер из Екатеринбурга собрал рабочую модель марсохода Curiosity, при этом ровер может ездить, вращать «головой», пользоваться манипулятором и передавать видео с камеры.

]]>
Mon, 20 Feb 2017 16:19:18 +0400
<![CDATA[РОБОТЫ ПРОТИВ НАСЕКОМЫХ: ПОЧЕМУ КРОШЕЧНЫЕ ДРОНЫ ПРОИГРЫВАЮТ ПЧЕЛАМ?]]>http://2045.ru/news/35109.html35109Наверное, последним пунктом в списке вещей, которые могут навсегда измениться благодаря дронам, будет не доставка грузов или обеспечение интернет-покрытия, а весьма ценная услуга… опыления. Ученые из Японии изучают возможность использования миниатюрных дронов, покрытых липкими волосками, которые могли бы действовать как роботизированные пчелы и бороться со снижением темпов природного опыления.

В японском журнале «Кем» появилась статья, в которой группа ученых продемонстрировала возможности своего дрона на примере открытого цветка бамбуковой лилии (Lilium japonicum). Немного попрактиковавшись, устройство смогло забрать 41% доступной пыльцы за три раза и успешно опылить 53 из 100 цветков. Дрон использует клочок волосков, дополненных нетоксичным гелем ионной жидкости, которая использует статическое электричество и липкость, чтобы цеплять пыльцу. Хотя в рамках исследования дронами управляли вручную, ученые говорят, что, добавив искусственный интеллект и GPS, можно научить беспилотник действовать и опылять растения самостоятельно.

Но чтобы быть хорошим опылителем, нужно немного больше, чем просто липкие волосы. Эксперты, изучающие насекомых-опылителей, утверждают, что эти беспилотники еще слишком отстают от природных опылителей, включая пчел, бабочек и более крупных животных, во всем их разнообразии. Однако всегда приятно видеть, что наука учится у природы. Эти исследования также помогают нам оценить чудеса, которые нам демонстрирует природа.

Опыление — сложная задача, которую не стоит недооценивать. Оно включает нахождение цветов и принятие решений об их пригодности, а также возможном повторном опылении. Затем опылитель должен успешно обработать цветок, собрать пыльцу и перенести ее на другое растение, при этом сообщаясь с командой и оптимизируя свой маршрут между цветами. Во всех этих задачах наши существующие опылители непревзойденные, а их навыки оттачивались в ходе миллионов лет эволюции. В некоторых случаях у нас есть подходящие технологии имитации; в некоторых нет. 

Три основных фактора, которые делают насекомых-опылителей вроде пчел хорошими в их деле, заключаются в том, что они могут принимать самостоятельные решения, обучаться и работать в команде. Каждая пчела может решать, какие цветы ей подходят, управлять распределением энергии и держать себя в чистоте от несвежей пыльцы.

Современные беспилотники уже могут достичь такого уровня индивидуального управления. Поскольку они имеют технологии для отслеживания лиц, они могут отслеживать и цветы. Также они могли бы выстраивать маршруты в соответствии с GPS и возвращаться на базу для подзарядки или при низком уровне батареи. В конечном счете они могут иметь преимущества перед природными опылителями, поскольку опыление будет их единственной задачей. Пчелы, с другой стороны, должны искать себе пищу самостоятельно, для себя и своего потомства, и опыление рождается как побочный продукт.

Сферы, в которых дронам нужно подтянуться, это обучение и работа в команде. Цветы тоже не всегда открыты и просты, как у бамбуковой лилии, и некоторые из наших коммерчески опыляемых пищевых ресурсов имеют сложные цветы (например, фасоль) или необходимость повторных посещений (например, цветы клубники), чтобы производить хорошие плоды.

Чтобы решить эти вопросы, пчелы учатся и специализируются на определенных цветах, чтобы обрабатывать их быстро и эффективно. Они также очень трудолюбивы и отлично выстраивают маршруты. Чтобы повторить это, дронам потребуется серьезное программирование и либо изменение поведения или формы в зависимости от цветка, либо множество разных дронов, выполняющих разную работу.

Наличие нескольких дронов требует кооперации и децентрализации управления, в то время как отдельные дроны могут принимать решения, основываясь на информации от своих коллег и серии простых правил. Шмели могут определять, был ли цветок уже посещен, по запаху следов предыдущего посетителя. Подобные адаптации делают опыление крайне эффективным процессом. Потребуется разработка подобных навыков у команды опыляющих дронов, чтобы они также могли работать в качестве эффективных опылителей.

Возможно, такие беспилотники пригодятся нам в средах, которые не подходят для природных опылителей, например, в лаборатории, где скрещивают различные виды растений. Или где-нибудь под куполом Марса, где рой пчел не будет самым безопасным решением. Посмотрим, что еще робототехника сможет позаимствовать у насекомых и растений, а что улучшить.

]]>
Mon, 13 Feb 2017 16:04:13 +0400
<![CDATA[В ИННОПОЛИСЕ СОЗДАЛИ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО РОБОТА]]>http://2045.ru/news/35104.html35104Специалисты лаборатории когнитивных робототехнических систем из Университета Иннополис сделали эмоционального робота. Гагарин — так назвали они своё детище — способен распознавать эмоции собеседника и воспроизводить их самостоятельно. Ещё робот говорит по-русски, узнаёт предметы и может поддержать разговор на определённые темы.

«Гагарин» может рассказать о космосе, по просьбе человека опознать определённый предмет или же угадать, какие эмоции испытывает собеседник. Среди известных ему эмоций есть гнев, радость, страх, удивление, отвращение и грусть. Его лицо очень похоже на человеческое. Для того чтобы он мог слышать собеседника и общаться, его оснастили динамиками и микрофоном, в глаза встроены видеокамеры, а эмоции он выражает с помощью тридцати моторчиков, спрятанных под резиновой кожей лица.

Пока что робот готов лишь частично — сейчас это говорящая и очень эмоциональная голова, но сотрудники Иннополиса планируют собрать целого робота. Для этого им, по предварительным расчётам, может понадобиться до 50 тысяч долларов.

Создатели робота уверены, что эмоциональный андроид сможет стать неплохим гидом, консультантом или сотрудником на ресепшен, избавив людей от скучной и рутинной работы, предоставив им возможность заняться более творческими профессиями.

Иннополис — город высоких технологий, расположенный в Республике Татарстан.


]]>
Fri, 27 Jan 2017 23:29:50 +0400
<![CDATA[УЧЁНЫЕ СОЗДАЛИ ПЕРВЫЙ ЖИЗНЕСПОСОБНЫЙ ЭМБРИОН ГИБРИДА ЧЕЛОВЕКА И СВИНЬИ]]>http://2045.ru/news/35102.html35102Впервые в истории науки учёным удалось создать жизнеспособный эмбрион химеры, представляющей собой гибрид человека и свиньи. Результаты своей работы генетики опубликовали в журнале Cell.

Многие учёные считают организм свиньи во многом похожим на организм человека, именно поэтому достижение в области скрещивания этих двух особей так важен для науки. Потенциально это достижение в будущем позволит выращивать человеческие органы внутри тел свиней на специальных фермах. Суть эксперимента заключалась в том, что учёные ввели в свиной эмбрион человеческие стволовые клетки и вырастили внутри него зачаточную форму человеческого сердца, печени и даже мозга. Разумеется, пока что это только первые шаги в данном направлении, но эксперты уже сейчас считают достижение важной победой для современной науки.

Вокруг подобных экспериментов неизбежно всплывут многочисленные этические вопросы: правильно ли это — скрещивать человека со свиньёй, гуманно ли истязать и убивать животных ради получения запасных органов для людей и многие другие. Всё это довольно скользкие темы. Кроме того, никто не застрахован от того, что в будущем учёные создадут животное с человеческим мозгом, которое будет учиться и понимать всё то, что происходит вокруг, как и мы с вами. Будет ли убийство такого животного приравнено к убийству человека? Всё это мы с вами узнаем, лишь дожив до момента, когда описанная технология выйдет из разряда экспериментов и получит широкое распространение. 

]]>
Fri, 27 Jan 2017 23:09:52 +0400
<![CDATA[ЯПОНСКИЕ ГЕНЕТИКИ ВЫРАСТИЛИ ПОДЖЕЛУДОЧНУЮ ЖЕЛЕЗУ МЫШИ В ТЕЛЕ КРЫСЫ]]>http://2045.ru/news/35103.html35103Выращивание живых искусственных органов — действительно непростая задача. Если каких-то 5-10 лет назад это казалось практически невозможным, то сегодня наука значительно продвинулась в этом направлении, и вырастить новый орган уже не кажется такой фантастической задачей. Но группа ученых из Токио пошла еще дальше, и им впервые в мире удалось вырастить орган одного организма в теле существа другого вида.

Как передает агентство NHK News, исследователям из университета Токио удалось практически невозможное: первыми в мире осуществить межвидовое выращивание полностью функционирующего органа. Для удачного проведения эксперимента ученые использовали стволовые клетки мышей. Эти клетки были пересажены крысам в область их родной поджелудочной железы. Под влиянием местных факторов и особых препаратов (названия которых по понятным причинам пока держатся в секрете), в теле крысы начала формироваться новая поджелудочная железа. После срока полного созревания, железа была пересажена мыши, и в ходе обследования выявлено, что орган функционирует абсолютно нормально, как будто «все время там и был».

Значительный успех в данной области сложно переоценить: дело в том, что благодаря удачному эксперименту создаются предпосылки для выращивания в организмах животных человеческих органов для дальнейшей трансплантации. Токийские исследователи в ходе следующего этапа своих экспериментов планируют вырастить органы обезьяны в теле свиньи. Дело еще и в том, что японские законы разрешают проводить эксперименты с использованием стволовых клеток человека в телах животных, в отличие от ряда других стран, так что, вполне возможно, именно японцы первыми добьются значительного прогресса в этой области.

]]>
Thu, 26 Jan 2017 23:12:55 +0400
<![CDATA[ГЛАВНЫЙ БИОТЕХНОЛОГ DARPA: «2017 ГОД ВЫНЕСЕТ НАМ МОЗГ»]]>http://2045.ru/news/35098.html35098Научно-исследовательское подразделение Пентагона DARPA — та самая движущая сила, что стояла за Интернетом и GPS — три года назад переформировала себя, чтобы создать новый офис, посвященный разгадке производственных секретов биологии. Новый офис биологических технологий (BTO) поставил перед собой задачу «использовать силу биологических систем» и разработки новых оборонных технологий, конечно. За прошедший год, получив бюджет почти в 300 миллионов долларов, он исследовал проблемы улучшения памяти, симбиоза машин и людей и ускорения обнаружения заболеваний и отклика на них.

DARPA, или Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США, надеется на мощную отдачу. Директор BTO, исследователь нейропротезирования Джастин Санчес, рассказал Scientific American, чего ожидать от его отдела в 2017 году, включая работу над нейронными имплантатами для помощи здоровым людям в их повседневной жизни и других технологиях, которые, по его словам, «изменят правила игры» в медицины. Интересно, чем занимается новейший офис оборонного агентства США? Мне да. Давайте послушаем Санчеса.

Перед тем, как в апреле 2014 года был создан ваш отдел, DARPA уже работало над некоторыми биологическими проектами, включая исследования возможностей борьбы с устойчивостью к антибиотикам и вмешательство в область психического здоровья. Что изменилось с созданием вашего офиса?

Мы ведем биологическую работу — на стыке биологии и инженерии — много лет, но она была разбросана по нашим другим отделам. Этот офис стал признанием того, что биологические технологии собираются играть важнейшую роль не только в направлении движения нашей страны, но и других стран, поэтому нам нужно было сосредоточить всеобъемлющие усилия и отправиться вперед.

Я особенно заинтригован надежной BTO разработать программируемых микробов, чтобы производить необходимые лекарства на лету — и обойти тем самым вопросы накопления запасов нужных лекарств или сложной транспортной логистики. Звучит удивительно. На каком этапе эта работа сейчас?

Эта программа называется «живые литейные» — словно мы собираемся отливать что-то живое. Традиционно мы используем химию для создания новых соединений или новых лекарств. Но в последнее время мы поняли, что микробы вроде дрожжей и бактерий тоже могут производить соединения, а мы можем программировать их для создания этих соединений, сперва поняв, какие химические дорожки они используют. Взять, к примеру, дрожжи. Дрожжи используют сахар для получения спиртов самым разным образом. Если же перепрограммировать эти дорожки, можно было бы заставить дрожжи создавать множество других соединений, которые они изначально производить не умели, а мы все так же будем использовать то же исходное сырье: сахар.

Наши команды разрабатывают генетические коды, при помощи которых можно будет перепрограммировать дрожжи. Эта идея может перевернуть наш процесс производства соединений. Перед программой стоит задача произвести 1000 новых молекул на протяжении программы (которой осталось три года) и наши команды хорошо справляются. Я думаю, они уже произвели порядка 100 новых соединений, которые производятся дрожжами. Это как взять биологию и поженить ее на инженерных инструментах, а затем создать с их помощью нечто.

Таким образом, вы в самом начале пути создания соединений?

Да. Все они производятся милиграммами, но в конечном итоге программа начнет производить килограммы их.

Если мы сможем создать эти совершенно новые литейные для создания соединений, мы сможем перевернуть как производство лекарств, так и немедицинские подходы, потому что это платформа. Какое бы соединение вас ни интересовало, возможностей масса.

Как выборы нового президента и Конгресс при республиканцах повлияют на вашу работу?

Мы обычно не попадаем в переплет таких вещей. Миссия DARPA остается неизменной вне зависимости от политического климата. Наша миссия состоит в создании прорывных технологий для национальной безопасности. Это наша работа и роль — думать впереди всего мира о науке и технологиях. Думаю, эта миссия выходит за пределы политического ландшафта. У нас очень строгая миссия и мы пытаемся обезопасить свою страну, так что этот цикл выборов всего лишь один из многих.

Какой проект BTO больше всего восхищает вас в 2017 году?

Это как с детьми — нельзя завести одного любимчика. У меня много фаворитов. Позвольте мне поделиться некоторыми, которые будут особенно важны в 2017 году. Во-первых, это область под названием «опережение инфекционных заболеваний». Наш нынешний подход, когда новый возбудитель подплывает к нашим берегам, не очень эффективен. Мы хотим быть на шаг впереди любого патогена, который может показаться у наших берегов и даже иметь возможность предсказать пандемию. Мы разрабатываем новые подходы к иммунизации с использованием ДНК и РНК. В частности, мы думаем о том, как нуклеиновая кислота помогает в иммунизации. Идея состоит в том, что вы можете сказать своим клеткам производить антитела с нужным кодом, который будет эффективен против определенного возбудителя. Все сводится к тому, чтобы научить клетки реагировать на патоген — и это откроет для нас почти мгновенный иммунитет против определенного патогена и возможность бороться с ним на равных.

Если противопоставить это традиционному способу борьбы с инфекционными заболеваниями, на которую уходят месяцы — если не годы — включая не только выявление возбудителя, но и создание вакцины в достаточном количестве, этот метод может быть гораздо быстрее. Необходим радикальный подход в создании этой фундаментальной технологии, в применении ДНК- и РНК-подходов в борьбе с инфекционными заболеваниями. Я надеюсь, нам будет о чем заявить в 2017 году.

О чем, например, заявить?

Мы уже добились неплохих результатов в экспериментах на мышах, которые показали, что подходы с нуклеиновыми кислотами работают хорошо. Мы начинаем проводить безопасные эксперименты на людях. Это первые шаги. В грядущем году мы начнем создавать новые программы для этих платформ. Мы не спешим с заявлениями, потому что если у нас получится, это в корне перевернет сам принцип борьбы с инфекционными заявлениями.

За последние несколько лет было много шума вокруг управляемых силой мысли протезов и экзоскелетов. Как BTO DARPA вписывается в это пространство?

Мы в значительной степени увлечены этой областью. Не так давно мы поставили два первых коммерчески доступных протеза Luke, самые продвинутые протезы в мире. Это большой шаг в управляемых мозгом протезах, но мы не намерены останавливаться на достигнутом.

Думаю, в будущем будет широкое разнообразие устройств, которыми можно управлять за счет активности нейронов, причем это смогут делать не только пострадавшие, но и обычные люди. Мы хотели бы уже в 2017 году призвать к использованию нейронных технологий в повседневной жизни.

В самом деле? Какого рода приложения могли бы использовать здоровые люди в повседневной жизни?

Мне действительно интересно, как нейронные технологии могли бы изменить наше взаимодействие между собой, как мы общаемся и даже принимаем решения. Я думаю о когнитивной помощи. Есть масса идей, как можно было бы помочь самым разным людям. Дверь могла бы просто открываться при одной мысли об этом — и это лишь самое простое применение подобных технологий.

Не так давно DARPA проводило исследование, которое было опубликовано в журнале Neuron, посвященное тому, что глубокая стимуляция мозга не привела к улучшению памяти — и даже ухудшила ее. Но в предыдущем исследовании, которое проводилось несколько лет назад, были противоположные выводы: стимуляция улучшила память. Что это означает для работы вашего отдела в этой области?

Нейротехнологии — это очень большая область в нашем офисе. Мы добились больших успехов по медицинской части, показав, что прямые нейронные интерфейсы (связи между мозгов и устройством вроде нейростимулятора, компьютера или протеза) могут восстанавливать движение, ощущение и здоровье с психоневрологическими расстройствами. Что примечательно, при всем уважении ко многим исследованиям, многие люди думают, что можно выделить важную область мозга, простимулировать ее и волшебным образом получить ответ. Но это не так. Когда вы создаете карту происходящего в мозге, как выяснилось, если вы не отправите правильные коды в мозг, вы не получите улучшение памяти и даже можете ее ухудшить. Но фокус в том, что если вы отправите правильные коды, вы получите существенные улучшения в декларативной памяти. Так что это палка о двух концах. Необходимо углубленное исследование в следующем поколении изучения мозга.

Не могли бы вы прояснить, что имеете в виду под «кодом»?

Код это несколько вещей. Это точное срабатывание отдельных нейронов. Скажем, у вас есть 100 нейронов и все они зажигаются в разное время в разных местах — и все эти включения и выключения можно интерпретировать как попытку вспомнить слово «Нэнси» или «дерево». Мы можем понять, что означают эти схемы активации и как они связаны с реальным миром. Все эти нейронные схемы активации вместе производят волны или ритмы мозга, и на этом уровне мы также изучаем мозг. Важно понимать все эти различные клеточки мозга, потому что он так работает.

У вашего отдела есть также программа «биохроничности», которая исследует роль времени в биологических функциях и пытается управлять воздействием времени на физиологию человека.

Мы теряем так много из-за того, что не понимаем биологию. Думаю, наше понимание биологии сильно растет. И наша способность взаимодействовать с биологией, используя технические методы, изменит наше отношение к телу, мозгу и иммунной системе. Думаю, у нас будет удивительное будущее. 2017 год вынесет нам всем мозги.

]]>
Wed, 18 Jan 2017 11:20:29 +0400
<![CDATA[ТУТОВЫЙ ШЕЛКОПРЯД УПРАВЛЯЕТ МИНИАТЮРНЫМ АВТОМОБИЛЕМ ПРИ ПОМОЩИ РОБОТА]]>http://2045.ru/news/35087.html35087Группа ученых из Центра передовой науки и технологий Токийского университета сконструировала чувствительного к запаху робота, способного двигаться в направлении источника запаха. Самое интересное в данной конструкции то, что в качестве «водителя» выступает бабочка тутового шелкопряда, которая сидит на верхушке подвижного шара, напоминающего трекбол компьютерной мыши.

Работает все следующим образом: почуяв запах, бабочка начинает двигаться по поверхности шара в направлении его источника, а оптические сенсоры отслеживают перемещение шара и передвигают мини-автомобиль-робот в соответствующую сторону. Дело в том, что бабочка тутового шелкопряда имеет чувствительные органы, улавливающие определенные запахи (в данном опыте — феромоны). В ходе испытаний 7 разных бабочек показали 100% положительный результат, точно проехав по предложенному маршруту.

Данная работа является наглядной демонстрацией эффективности биоробототехнической системы, показывая, что живые организмы вполне могут взаимодействовать с роботизированными системами для создания новых типов устройств. В будущем специалисты Токийского университета планируют создать более маневренный и мощный автомобиль, которым смогут управлять генно-модифицированные бабочки тутового шелкопряда. Генная модификация даст бабочкам возможность ориентироваться не только на запах феромонов, но и на иные запахи, источниками которых могут быть, например, запах дыма или другие опасные запахи. Лично увидеть, как лихо «рассекает» тутовый шелкопряд на миниатюрном автомобильчике, можно с помощью видео, расположенного ниже.

МЕТКИ: АВТОМОБИЛИРОБОТОТЕХНИКА.

]]>
Sat, 7 Jan 2017 10:33:53 +0400
<![CDATA[ЭТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕНЯТ ВАШУ ЖИЗНЬ В 2017 ГОДУ]]>http://2045.ru/news/35086.html35086Как и в научно-фантастических фильмах, флагманские телефоны этого года будут практически на весь экран. Некоторые из нас начнут носить компьютеры на лицах. И высока вероятность, что искусственный интеллект начнет принимать решения от вашего имени. Да, телепортация все еще неподвластна нашему брату. Но мы все равно будем в восторге от того, что появится на полках в следующие 12 месяцев. В списке ниже мы поговорим с инсайдерами, увидим тенденции, заглянем в хрустальный шар и попробуем определить технологии, которые окажут влияние на наше краткосрочное будущее — к худшему или к лучшему.

В этом году мы увидим растущее значение программного обеспечения. Совсем не обязательно будет покупать новый телефон, телевизор, часы или колонки, чтобы заполучить искусственный интеллект себе домой. Он явится с приложениями и обновлениями, равно как и с новенькими гаджетами. И если вас еще не взламывали, в 2017 году шансы, что это произойдет, будут выше. Некоторые крупные компании продолжат контролировать, что вы читаете и смотрите.

Мобильные видео прольются рекой

Хотите вы этого или нет, но в этом году вы будете смотреть больше видео на своем смартфоне. И если к нам эта тенденция, возможно, придет несколько позже, технологии развиваются так быстро, что это точно произойдет в 2017. Facebook Live, Twitter Live, Instagram Live. С новыми функциями потокового видео все крупнейшие социальные сети стали телевизионными сетями в вашем кармане.

«Компьютеры-намордники» наносят ответный удар 

Спустя четыре года после явления (безуспешного) Google Glass, ношение компьютера в очках уже не кажется таким странным. Прошлой осенью люди стояли в очереди часами, чтобы купить пару Snap Spectacles со встроенной камерой. И успех Pokemon Go научил миллионы людей, какими мощными могут быть технологии дополненной реальности, когда цифровой слой накладывается поверх реального мира. Одним из преимуществ дополненной реальности перед виртуальной является то, что первая не так сильно изолирует человека от мира, оставляет мост.

В этом году должны появиться очки, которые проецируют изображения прямо в ваше поле зрения — возможно, новая версия многообещающей HoloLens от Microsoft, а может быть что-то и от компании Apple. Также не забываем про Magic Leap.

Говорящие колонки, которых стоит послушать 

Управление голосом проделало большой путь в 2016 году, благодаря тому, что Echo и Echo Dot принесли удобство общения с помощником Alexa от Amazon в миллионы кухонь и домашних офисов.

В 2017 году наступление будет еще более широкомасштабным. Sonos интегрирует Alexa, поэтому люди смогут наслаждаться услугами голосового помощника, не страдая от плохого качества звука. GE и другие крупные производители добавят бота Amazon в посудомойки, стиральные машины и тому подобное. Виртуальный ассистент Cortana от Microsoft объединится с колонкой от Harman Kardon, а Google планирует усовершенствовать свою колонку Home услугами третьих лиц.

Facebook серьезно относится к новостям

Долгое время Facebook отнекивалась от своей ответственности в качестве медийной компании. Но выборы в США в 2016 году подняли волну критики от левых и правых о том, как социальная сеть подавала новости — как реальные, так и фейковые. В канун 2017 года Марк Цукерберг пообещал разобраться и приложить усилия к отделению липовых историй от настоящих, а также поработать с факт-чекинговыми группами. Война Facebook с «фейковыми новостями» может изменить процесс поглощения информации сотен миллионов людей и снизить распространение невежества, которое упрощает дизайн Facebook.

Роботы выходят на дорогу 

В этом году роботы будут больше внимания уделять вождению. Трудно найти автопроизводителя — будь то Honda, Hyundai или BMW — который в 2017 году не оснащает свои модели функциями помощи водителю, вроде автоматического торможения во избежание столкновения или автоматического рулевого управления, позволяющего избежать дрейфа с полосы движения. Эти функции, наряду с Wi-Fi, навигационными системами и кучей датчиков — прокладывают дорогу к нашему подключенному будущему без водителей.

Все не так далеко, как вы думаете. В этом году вы, возможно, прокатитесь в самоуправляемом автомобиле.

Тревожный звоночек частной неприкосновенности

Киберпреступность изменила мир в 2016 году, когда Yahoo провозгласила, что потеряла миллиард логинов, а американское правительство обвинило хакеров в саботаже президентских выборов. В 2017 году вас точно взломают, если еще не. Активисты цифровых прав бьют тревогу по поводу растущего надзора со стороны правительства. Маркетологи вроде Google еще агрессивнее собирают данные, чтобы составить подробную картину вашего онлайн-поведения. Что можно сделать? Обложиться паролями, обновлениями ПО и средствами передачи зашифрованных сообщений? Пф.

Консоли поднимут ставки 

Следующий год принесет новую ВР-ориентированную Microsoft Xbox и гибрид настольной и карманной консоли Nintendo Switch. Sony, вероятно, тоже покажет новенькую PlayStation.

Игровые системы рассчитаны на шесть-восемь лет, но сфера развлечений развивается все быстрее и быстрее, игры становятся все более агрессивными по части требований, а дисплеи все круче, например, обзаводятся 4K-разрешением и цветами HDR. Игры в виртуальной реальности (ВР) тоже очень требовательны к вычислительной мощности. Если производители консолей не захотят выпускать новые приставки ежегодно, им придется менять парадигму, в которой их системы смогут быстрее принимать новые возможности.

Экраны захватывают пространство

iPhone 7, в принципе, не удивил (разве что лишился разъема для наушников). Samsung Galaxy Note 7 был незабываем, но по другим причинам. Если 2016 год можно назвать скучным по части смартфонов, 2017 — годом их переосмысления. Скачки в технологиях экрана и программном обеспечении проложат путь к самому крупному переосмыслению за последние годы. Apple, как ожидается, пойдет на все ради 10-летия iPhone. Ходят слухи о бескнопочных моделях с изогнутыми OLED-дисплеями. Samsung, которая уже начала продвигать изогнутые безрамочные модели, продолжит тенденцию с Galaxy S8, а также даст своему флагманскому телефону новую функциональность ИИ.

Искусственный интеллект 

ИИ, наверное, можно назвать заголовком года 2016. AlphaGo упомянули, OpenAI получила миллиард долларов на разработку ИИ, младенцы уже говорят с Google Home и Amazon Echo. А ведь это поколение может уже и не вспомнить, что такое настольные компьютеры. Идея «взять продукт X и добавить к нему ИИ» станет притчей во языцех в 2017 году.

Децентрализованные p2p-сети

Некоторых экспертов восхищает будущее децентрализованных peer-to-peer (p2p) сетей. Как видно из принципов разделенной экономики, с их помощью можно было бы с легкостью сделать богатым небольшое сообщество, разделив его ресурсы между людей. Можно использовать блокчейны, криптовалюту и BitTorrent для переоценки ценностей, интеграции демократического принятия решений на основе блокчейна, создания децентрализованных p2p-организаций и организационных принципов  платформенной кооперации. Однажды, возможно, эта тенденция приведет к созданию локальных экономик, использующих имеющиеся ресурсы вместо приобретения новых.

Обучение при помощи технологий

За последние несколько лет мы видели много крутых случаев, когда технологии использовались для улучшения обучения в классе. Например, виртуальная реальность позволила заглянуть ученикам в кровоток или даже собрать скелет в лаборатории Дарвина. В 2017 году будет новая волна применения ИИ, направленного на улучшение процесса обучения, вроде персональных планов обучения и персональной оценки.

Мировой высокоскоростной Интернет

В ноябре SpaceX подала заявку в FCC на запуск более 4000 спутников в космос, чтобы развернуть на Земле высокоскоростной Интернет, обеспечить возможность подключения к нему даже в самых отдаленных районах нашей планеты. В случае положительного решения план SpaceX будет представлять серьезную конкуренцию Project Loon, у которого та же задача. Что нам остается? Увидеть, какой метод окажется более успешным и как повышение подключенности мира скажется на других отраслях.

Персональные лаборатории синтетической биологии

«У меня есть мечта, что в один прекрасный день я смогу проектировать, создавать и выращивать разные типы биологических продуктов дома, — говорит один биолог. — Что угодно, от парфюмерии и медицины до крутых материалов вроде кожи из грибов. День, когда любой сможет получить простую в использовании биологическую лабораторию дома, все еще далек от нас, но первый шаг уже сделан».

]]>
Fri, 6 Jan 2017 10:15:02 +0400
<![CDATA[РОССИЙСКИЕ УЧЁНЫЕ РАЗРАБАТЫВАЮТ СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КЛЕТКАМИ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТА]]>http://2045.ru/news/35088.html35088Группа отечественных ученых из лаборатории новых лекарственных форм Томского политехнического университета работает над созданием технологии, дающей возможность управлять мезенхимальными стволовыми клетками организма. Эта технология, как утверждают исследователи, позволит более эффективно лечить онкологические заболевания.

Для начала давайте разберемся, что же такое «мезенхимальные стволовые клетки». Мезенхимальные стволовые клетки — это популяция клеток (размером примерно в 10 микрон), различающихся морфологически и по потенциалу их действия, возможности к дифференцировке у которых сопоставимы с таковыми у эмбриональных стволовых клеток. Если говорить о том, в чем же заключается суть нового метода: в мезенхимальные стволовые клетки внедряются магнитоуправляемые микрокапсулы, заполненные лекарственным средством. При помощи магнита такая «подкаченная» клетка направляется в раковую опухоль, где капсула разрушается и высвобождает лекарство. Таким образом, лекарство попадает точно в цель, поражая раковые клетки организма и не причиняя при этом вреда здоровым, что имеет немало общего с таргетированной доставкой лекарств.

Одним из главных положительных моментов является то, что мезенхимальные стволовые клетки показывают высокую способность к захвату микрокапсул без токсичного влияния содержимого на сами клетки. По словам одного из авторов изыскания, Александра Тимина,

«Мезенхимальные стволовые клетки обладают свойством миграции в область опухоли. Также они способны к направленной дифференцировке in vivo (в пробирке) и in vitro (в живом организме) в клетки костной, жировой, хрящевой, мышечной или соединительной ткани. Поэтому мезенхимальные стволовые клетки привлекают внимание исследователей и практических врачей с точки зрения их возможного использования для заместительной или восстановительной терапии заболеваний, генной или клеточной инженерии».

]]>
Thu, 5 Jan 2017 11:14:52 +0400
<![CDATA[РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕНОВ СПАСАЕТ ПЕРВЫЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ЖИЗНИ]]>http://2045.ru/news/35090.html35090Редактирование генов открыло перед учёными двери в неизведанный мир, мир, полный новых возможностей, способный подарить жизнь, казалось бы, безнадёжно больным людям. Экспериментальные методы лечения, использующие редактирование генов, уже приносят свои первые плоды. Например, маленькая девочка Лайла (вы можете видеть её на фото), которую в 2015 году начали лечить генетически модифицированными иммунными клетками, полностью излечилась от убивающей её лейкемии. Пока это всего лишь единичный случай, но к концу 2017 года медики обещают закрепить свой успех и спасти уже десятки, а то и сотни жизней. 

Редактирование генов представляет собой изменение или полное отключение тех или иных генов. Процесс это необычайно сложный и требующий участия высококлассных специалистов и дорогой медицинской аппаратуры. У учёных ушло много лет на разработку удобного и эффективного инструмента для редактирования генов, который в итоге позволил спасти девочку Лайлу от неизлечимого заболевания. Но существует ещё более эффективный способ, известный как CRISPR. Благодаря этой методике на редактирование у специалистов уходит всего несколько недель, а не долгие годы кропотливого труда.

CRISPR уже продемонстрировал отличные результаты в первых клинических испытаниях на людях, которые были проведены в Китае. Китайские специалисты отключили ген PD-1 в иммунных клетках, изъятых из организма пациентов с агрессивной формой рака. Отредактированные клетки были введены обратно в тела людей. Ген PD-1 является своего рода выключателем иммунитета, которым словно лазейкой пользуются раковые клетки. А раз у иммунитета больше нет этого выключателя, то и обойти защиту организма рак больше не способен.

Клинические испытания генного редактирования в США начнутся уже очень скоро. Американцы планируют зайти в экспериментах ещё дальше. Они отключат в иммунных клетках ген PD-1 и ещё два дополнительных гена, благодаря чему иммунитет сможет успешно бороться с самыми разными раковыми опухолями ещё более эффективно. Если эти испытания пройдут успешно, человечество впервые за долгое время сможет вздохнуть спокойно, ведь получится, что мы, наконец, одержали победу над ещё одним смертельным заболеванием.

]]>
Thu, 29 Dec 2016 11:23:31 +0400
<![CDATA[Нейросеть помогла понять распознавание лиц мозгом]]>http://2045.ru/news/35089.html35089Международная группа ученых составила уточненную пространственно-временную карту нейронных связей, которые отвечают за распознавание лиц. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Известно, что человек способен определять различия визуальных стимулов, например лиц, чрезвычайно быстро — менее чем за полсекунды. Но нейронный механизм распознавания изучен недостаточно. Прошлые работы показали, что с ним связаны затылочно-височные доли мозга, однако из-за несовершенства методов (обычно для этого используют функциональную магнитно-резонансную томографию, фМРТ) погрешность измерений в этом случае могла достигать двух секунд.

Между тем обработка информации участками затылочно-височных долей протекает в первые 100 миллисекунд после предъявления стимула. В новой работе ученые из Университета Карнеги — Меллона и других вузов изучили пространственно-временные закономерности распознавания лиц с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ). Этот метод позволяет зафиксировать магнитную активность мозга посредством высокоточных квантовых интерферометров.

В эксперименте четырем праворуким добровольцам блоками показывали 91 лицо с двумя выражениями: радостным и нейтральным. Всего участники видели 26–28 таких блоков, а каждое лицо — четыре раза. При обнаружении лица, принадлежащего, по их мнению, одному человеку, испытуемые нажимали на кнопку. Одновременно активность их мозга измерялась с помощью МЭГ, после чего снимки сравнивались со спецификой «зрения» искусственной нейросети. 

Сканирование позволило выделить две зоны мозга, активация которых говорила об узнавании: правую латеральную затылочную (rLO) долю и правую веретенообразную извилину (rFG). Сравнение с алгоритмом помогло оценить точность узнавания и время, за которое оно происходило. Так, механизм запускался спустя 50 миллисекунд, достигал первого пика между 100 и 200 миллисекундами, второго — через 250 миллисекунд и угасал примерно на 400 миллисекунде.

По мнению ученых, рассмотренный подход является перспективным для изучения мозговых процессов, связанных не только с обработкой визуальных стимулов. Сочетание традиционных методов визуализации с компьютерными алгоритмами позволяет наблюдать механизмы работы мозга в режиме реального времени. Это особенно важно, когда речь идет о различиях на коротком (миллисекундном) временном отрезке и определении того, насколько точен результат.

]]>
Thu, 29 Dec 2016 11:21:30 +0400
<![CDATA[Названа главная проблема мировой науки]]>http://2045.ru/news/35091.html35091Британские ученые назвали основную, по их мнению, проблему мировой науки. Она заключается в том, что исследования не публикуются на английском языке и поэтому не получают широкую известность. О работе исследователей, опубликованной в журнале PLOS Biology, сообщает EurekAlert!

Более трети представленных в сети статей, как показали ученые, написаны не на английском языке. Конкретные цифры специалисты привели, рассмотрев свою предметную область, зоологию, и посвященные ей публикации на платформе Google Scholar.

Оказалось, что из 75 тысяч документов, включающих в себя статьи, книги и диссертации, 35,6 процента не были переведены на английский. Из них 12,6 процента написаны на испанском языке, 10,3 — португальском, 6 — китайском и 3 — французском. Всего публикации на Google Scholar, которые проанализировали ученые, содержали тексты на 14 языках.

Авторы исследования обращают внимание на важность перевода публикаций на английский язык, который, с их точки зрения, фактически выполняет роль лингва франка в научном мире.

]]>
Mon, 26 Dec 2016 11:28:05 +0400
<![CDATA[Разработан имплантат для прицельной доставки и длительного высвобождения лекарств]]>http://2045.ru/news/35080.html35080Американские ученые разработали универсальный имплантат для длительного высвобождения лекарств в заданной точке организма, например, в опухоли. Описание устройства приводится в Journal of Biomedical Nanotechnology.

Препараты для химиотерапии рака весьма токсичны и имеют множество системных побочных эффектов. Помимо нежелательного действия на весь организм, это ограничивает их дозы, из-за чего концентрация лекарства в опухоли может оказаться недостаточной. Кроме того, проведение химиотерапии требует регулярных госпитализаций. Поэтому многие научные коллективы занимаются поиском способов прицельной доставки лекарств. Большинство экспериментальных методов подразумевают непосредственную инфузию препаратов в опухоль, связывание лекарств с биоразлагаемыми полимерами или наночастицами. Их основные недостатки — сложность обеспечения равномерной концентрации препарата в течение длительного времени или использование небезопасных материалов.

Сотрудники Хьюстонского методистского исследовательского института и Техасского университета разработали имплантируемую систему доставки лекарств, которая сама регулирует их высвобождение. Она представляет собой трехмиллиметровую цилиндрическую капсулу из нержавеющей стали или полиэфирэфиркетона, наполненную 2,5–3 микролитрами раствора препарата. С одной стороны она запечатана силиконом, а с другой находится кремниевая мембрана с примерно пятью тысячами 20-нанометровых каналов. Такой диаметр лишь ненамного превышает размер лекарственных молекул и обеспечивает их постепенную диффузию при убывании концентрации в области капсулы.

Устройство вводится в опухолевую ткань с помощью толстой полой иглы (трокара). Использование металла или полимера для оболочки зависит от предполагаемых методов исследования: сталь хорошо видна при рентгенографии и компьютерной томографии, а полиэфирэфиркетон совместим с проведением МРТ. 

Испытания системы провели in vitro и на мышах с искусственно вызванными опухолями. В экспериментах использовали химиопрепарат доксорубицин, противоопухолевые моноклональные антитела OX86 и FGK45, связанный с флуоресцентным красителем иммуноглобулин, а также контрастное средство для проведения МРТ гадопентетовую кислоту. Наблюдения показали, что имплантат обеспечивает равномерное выделение лекарств на протяжении от нескольких дней до двух недель, не создавая значимых концентраций препарата во всем организме. 

По словам одного из авторов работы Лайла Худа (Lyle Hood), более крупные варианты устройства можно использовать для длительной (до года) терапии ВИЧ-инфекции и аутоиммунных заболеваний. В настоящее время разработчики работают над 3D-печатной версией системы, которая саморазлагается после высвобождения лекарства.

Ранее для прицельной доставки лекарств предлагали использовать наномицеллытерморегулируемые и магниточувствительные бактерии, диатомовые водоросли, магнитные «ковры» и полимерные наночастицы, покрытые мембранами тромбоцитов.

]]>
Sat, 3 Dec 2016 19:27:32 +0400
<![CDATA[Дополненная реальность и компьютерные игры уменьшили фантомные боли]]>http://2045.ru/news/35078.html35078Исследователи из шведского Технического университета Чалмерса показали, что с помощью дополненной реальности можно вдвое снизить болевые ощущения в утраченных конечностях (фантомные боли). Результаты клинических испытаний опубликованы в The Lancet.

Фантомными болями называются неприятные ощущения в конечности, утраченной в результате травмы и ампутации. Как правило, они связаны с защемлением нерва в культе или формированием его доброкачественной опухоли — невромы. При этом фантомные боли могут быть как слабыми, так и достаточно сильными, некоторые пациенты могут просыпаться из-за боли в отсутствующей конечности. 

Как правило, для борьбы с фантомными болями используются обезболивающие препараты, но существуют и другие методики. Например, индийский нейробиолог Вилайянур Рамачандран разработал терапию, в которой используется зеркальная коробка для культи, причем методика напоминает известную иллюзию резиновой руки. Благодаря зеркалу в коробке пациенту кажется, что он видит ампутированную конечность и, двигая здоровой рукой, пациент одновременно может ощущать отражение как свою отсутствующую конечность.

Метод, разработанный шведами, напоминает концепцию Вилайянура Рамачандрана. Вместо коробки с зеркалом используется экран, на котором поверх изображения тела пациента накладывается 3D-модель отсутствующей руки, а сам пациент может ей двигать с помощью электродов, закрепленных на культе, которые регистрируют сокращения мышц. Впервые этот метод был описан еще в 2014 году, однако тогда испытания были проведены на одном пациенте. Теперь авторы опубликовали результаты официально проведенных клинических испытаний с участием 14 добровольцев.

Сначала исследователи использовали методы машинного обучения, чтобы натренировать систему на распознавание различных движений отсутствующей конечности — для этого добровольцы с электродами на культе пытались совершить различные движения, а система регистрировала показания датчиков и сравнивала их с электромиографическими шаблонами, характерными для разных движений. Затем на мониторе участникам исследования показывали изображение их самих со стороны, на которое поверх культи накладывалась трехмерная модель отсутствующей руки. При этом пациенты могли двигать рукой и изображение руки в дополненной реальности выполняло нужные движения. 

После того, как испытуемые привыкли к руке в дополненной реальности, начался этап компьютерных игр. В этой части испытаний добровольцы играли в гоночный симулятор, причем для управления автомобилем использовали жесты отсутствующей руки: разгибали и сгибали руку в кистевом суставе для управления направлением движения, а также сжимали ладонь в кулак для торможения и разжимали для управления акселератором. На завершающем этапе пациенты должны были сопоставить позицию своей виртуальной руки на мониторе c 3D-моделью другой конечности.

Всего пациенты участвовали в 12 терапевтических сессиях между сентябрем 2014 года и апрелем 2015 года. После терапии интенсивность, продолжительность и частота возникновения болевых ощущений в отсутствующих конечностях снизились приблизительно на 50 процентов. Кроме того, вдвое снизилось влияние фантомных болей на сон и повседневную активность, а из четырех пациентов, принимавших обезволивающие препараты, двое снизили свои доза на 81 и 33 процента по сравнению с дозами до начала испытаний. 

Авторы отмечают, что эффект сохранился с течением времени и не снизился через шесть месяцев после проведения испытаний, при этом терапию можно проводить как при одной ампутированной конечности, так и при парной ампутации. В будущем исследователи планируют провести более масштабные клинические испытания с участием более чем 30 пациентов, причем на этот раз участвовать будут не только люди, потерявшие руки, но и пациенты с ампутированными ногами.

Ранее группа американских ученых для борьбы с фантомными болями предложила использовать метод чрескожной криоабляции нервов и невром. Криоабляция — это уничтожение участка ткани поданным по тонкому катетеру газом, который, резко расширяясь, охлаждается до температуры около −100 градусов Цельсия. После проведенной процедуры все десять пациентов отметили уменьшение болевых ощущений.

]]>
Sat, 3 Dec 2016 19:23:53 +0400
<![CDATA[Можно ли перевести часы старения?]]>http://2045.ru/news/35077.html35077Ученые из Калтеха и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали новый подход к удалению клеточных повреждений, которые накапливаются с возрастом. Этот метод потенциально может помочь замедлить или обратить важные процессы, связанные со старением. Под руководством Николая Кандула, доцента в области биологии и биологической инженерии в лаборатории профессора биологии Брюса Хея, ученые разработали методику удаления мутантной ДНК из митохондрий, небольших органелл, производящих большую часть химической энергии в клетке. Работа, описывающая исследование, была опубликована на прошлой неделе в журнале Nature Communications.

На каждую клетку приходятся сотни или тысячи митохондрий, каждая из которых несет свой собственный небольшой кольцевой геном ДНК под названием мтДНК, продукты которого необходимы для производства энергии. Поскольку мтДНК имеет ограниченные возможности ремонта, нормальные и мутантные версии мтДНК часто встречаются в одной клетке, и это состояние называется гетероплазмией. Большинство людей начинают жизнь с некоторым уровнем гетероплазмии, и уровни мутантной мтДНК увеличиваются на протяжении всей жизни. Когда критический порог мутантной мтДНК преодолевается, клетки становятся нефункциональными или умирают.

Накопление мутантной мтДНК в течение всей жизни, как полагают, способствует старению и проявлению дегенеративных болезней старости, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и саркопения — возрастная потеря мышечной силы и хрупкость. Наследственные дефекты мтДНК также связаны с целым рядом условий, которые обнаруживаются у детей, в том числе аутизм.

«Мы знаем, что увеличение скорости мутации мтДНК вызывает преждевременное старение», говорит Хей, профессор биологии и биологической инженерии Калтеха. «В сочетании с накоплением мтДНК в важных тканях вроде нейронов и мышц, это приводит к потере важных функций. Если бы мы могли уменьшить количество мутантной мтДНК, мы могли бы замедлить или обратить вспять важные аспекты старения».

Ученые изменили дрозофилу, обычную плодовую мушку, при помощи генной инженерии так, что около 75% мтДНК в мышцах, необходимых для полета, которые весьма требовательны к энергии в животном царстве, подверглись мутациям в раннем взрослом возрасте. Эта модель означает старение у молодых животных. Дрозофилы растут быстро, и большинство генов человеческих заболеваний имеют аналоги у мушек, поэтому они важны для изучения процессов, связанных с болезнью человека. Исследователи решили сосредоточиться на мускулатуре, поскольку ее ткани переживают связанную со старением деградацию у всех животных, включая и людей.

В отличие от мутаций ДНК в ядрах, которые можно устранить с помощью клеточных ремонтных механизмов, мутации в мтДНК зачастую невозможно исправить. Тем не менее клетки могут разбиваться и удалять некачественные митохондрии в процессе митофагии, своего рода контроля клеточного качества. До этой работы оставалось неясным, можно ли с помощью этого процесса выборочно избавляться от мутантной мтДНК.

Ученые обнаружили, что когда они искусственно повышали активность генов, которые способствуют митофагии, включая и несколько генов, связанных с наследственными формами Паркинсона, доля мутантной мтДНК в мышечных клетках мушек кардинально снижалась. К примеру, гиперэкспрессия гена паркин, который в частности приводит к удалению дисфункциональной митохондрии и является мутантной семейной формой  болезни Паркинсона, снижала долю мутантной мтДНК с 76% до 5%; а гиперэкспрессия гена Atg1 снижала долю до 4%.

«Такое снижение полностью устраняет любые метаболические дефекты в этих клетках, по существу омолаживает их энерговырабатывающее состояние», отмечает Хей. «Эксперименты служат наглядной демонстрацией, что уровень мутантной мтДНК в клетках можно снизить, осторожно подстраивая обычные клеточные процессы».

Теперь, когда ученые знают, что управление качеством мтДНК действительно возможно и его можно улучшать, необходимо создать лекарства, способные приводить к таким же эффектам. В будущем ученые намерены создать лекарства, с помощью которых можно будет периодически вычищать клетки, удаляя поврежденные мтДНК из мозга, мышц и прочих тканей. Это поможет нам сохранить наши интеллектуальные способности, подвижность, сделает более здоровыми в целом.

]]>
Tue, 22 Nov 2016 12:36:42 +0400
<![CDATA[ОТКУДА НАМ ЗНАТЬ, ЧТО МЫ НА САМОМ ДЕЛЕ НЕ РОБОТЫ?]]>http://2045.ru/news/35071.html35071В набирающем популярность сериале «Мир Дикого Запада» у некоторых андроидов начинают возникать — даже не мысли — проблески в их искусственном самосознании, что парк роботов был создан, чтобы их могли убивать и трахать богатые толстосумы, приезжающие в «Мир Дикого Запада», чтобы поиграть в ковбоев. Реальность рушится, и мы начинаем задаваться вопросом: а откуда нам знать, что мы на самом деле люди, а не своего рода искусственный интеллект в человеческой оболочке, убежденный, что он человек? Может ли человеческое творение иметь свободу воли? И если нет разницы между роботом и человеком, какая разница? Ресурс Gizmodo пообщался с философами, компьютерными учеными и писателями, чтобы узнать их мнение на этот счет.

Эван Селинджер

профессор отделения философии в Технологическом институте Рочестера

Этот вопрос далеко не новый. Роботы мы или нет, этим вопросом мы задавались по крайней мере с начала современности, когда Рене Декарт спросил себя, может ли он знать наверняка, что другие, кто ведет себя как он, не являются куклами в прямом смысле. Декарт пришел к этой проблеме, поскольку понял, что имеет прямой доступ от первого лица к собственным мыслям, но не может залезть в чужую голову точно так же. Лучшее, что он мог сделать, это прийти к выводу, что он на самом деле окружен другими людьми, и поверить, что всемилостивый Бог его не обманывает.

Но если вынести аргумент Бога за скобки и допустить, что мы не можем сомневаться в существовании нашего собственного сознания, мы придем к идее мозга-в-чане (вспомните «Матрицу») или крайне сложного искусственного интеллекта, воплощенного в форме робота. С интроспективной точки зрения мы не можем решить эту проблему. И не узнаем ничего определенного, спрашивая других. Они тоже могут быть роботами, не зная об этом.

Но остается вопрос родов. Любой, кто родил, видит всю эту сложную запутанную биологию. Но можем ли мы исключить, что сверхразвитая цивилизация может строить роботов в виде людей (или похожих на людей) с их анатомией? Гипотетически такая сложная физиология могла бы обманывать и методы современной визуализации.

Учитывая эти и другие сложности, я думаю, что выход из дилеммы заключается в том, чтобы отделить отношение философского скептицизма от мировоззрения повседневного прагматизма. В теории мы можем вращать барабан этого вопроса вечно. Но с точки зрения практики — чтобы убедить себя и других в том, что мы самостоятельные смертные существа — нам придется просто допустить, что мы сделаны на основе углерода, а не кремния. Без этого практического прыжка веры (что мы такие, какими себя принимаем) мы можем оказаться в углу, обездвиженные, с кризисом идентичности.

Брюс Стерлинг

писатель-фантаст, журналист, теоретик

Ну-с, я в это не верю. Любой разумный робот мог бы за две минуты выяснить, что он не может быть человеком в принципе. Он не может вдыхать, выдыхать, кушать или испражняться. У него нет родителей, детских воспоминаний и возраста. Он не может заболеть или простудиться, у него нет пульса. Он не спит, он не теплокровный и у него нет температуры тела или отпечатков пальцев.

Поэтому если его каким-то образом напичкали ложными воспоминаниями всех этих свойственных людям качеств, очевидным будет оставаться и тот факт, что он не сделан из живой человеческой плоти. Если же он сделан из живой человеческой плоти, тогда он не робот.

Он может быть совершенно программным конструктом и вовсе не физическим существом, но я считаю, что вы не сможете симулировать человеческое существо, не симулируя физический мир, в котором мы появляемся. Мы продукты солнечного света, кислорода, дождя, бактерий внутри нас. Мы воплощенные материальные создания, как вороны или дельфины. Вороны и дельфины тоже умны, как и мы, но если кто-то говорит: «А что, если робот искренне верит, что он ворона?», эта схема даже звучать будет абсурдно.

Сюзан Шнайдер

доцент кафедры философии и когнитивных наук в Университете Коннектикута, писатель

Узнайте, могут ли машины быть сознательными — могут ли они чувствовать себя определенным образом, чтобы быть ими. Если они не могут, то вы не ИИ и не робот. Потому что вы можете прямо сейчас сказать, что обладаете сознанием.

Дэвид Ауэрбах

писатель, компьютерный ученый и бывший инженер ПО в Google и Microsoft

Абсурд — это человеческий признак. Если люди являются природными существами, а роботы — искусственными творениями, то любой дизайнер, который создал бы меня, должен обладать настолько забавным и непредсказуемым подходом, что он или она будет неотличим от произвольной природы. Поэтому я не думаю, что мы можем быть роботами в том смысле, что служим некоему секретному хозяину. Мы едва ли в состоянии служить самим себе, не говоря уж о ком-нибудь еще.

И хотя я не могу представить, что я робот в том смысле, что у меня есть скрытое предназначение, остается большая тревога, связанная со страхом неаутентичности, недостоверности собственного «я». Думаю, поэтому мы и беспокоимся на эту тему. Быть роботом значит, что нас как-то обманули; что несмотря на то, что мы чувствуем себя свободными самостоятельными существами, мы на самом деле являемся инструментами чего-то или кого-то еще. Мы боимся не то, что мы роботы, а что наше существование это обман, а нас обманывают.

Возможно, мы просто симуляции искусственного интеллекта, которому задали проект исследования, что произойдет, если Трамп станет президентом. Но если мы живые, дышащие существа, мы страдаем и живем в мире, то этот мир для нас столь же реален, как и любой из других возможных. Назвать его симуляцией — значит никак не изменить наши жизни, не сделать наше страдание менее реальным. Если мы ведем себя и думаем как люди, если чувствуем и думаем как люди, то мы вписываемся в определение человека, которое у нас есть. Возможно, мы и роботы, в конце-то концов, но мы остаемся людьми с любой практической точки зрения.

Наше беспокойство, в таком случае, заключается в том, что быть человеком — не то, что мы все думали — что мы сами не соответствуем собственному определению человека. И это, боюсь, почти наверняка истинно. В разных культурах по-разному видят душу, человеческую сущность, человечество, и все эти дефиниции либо неверны, либо не доказаны. Едва ли мы роботы, но и не те, кем себя считаем.

]]>
Sun, 20 Nov 2016 18:46:59 +0400
<![CDATA[Модульный экзоскелет спасет строителей от травм]]>http://2045.ru/news/35072.html35072Американская компания SuitX представила новый модульный экзоскелет MAX (Module Agile eXoskeleton, модульный быстрый экзоскелет). Этот аппарат состоит из трех модулей — поддержки ног, спины и верхнего плечевого пояса — и предназначен для облегчения выполнения однообразных действий. Разработчик полагает, что новый экзоскелет поможет, например, строителям избежать профессиональных травм.

Существует множество профессий, требующих от человека выполнения повторяющихся, иногда несложных, действий. Однако такие действия, выполняемые изо дня в день, могут приводить к различным травмам. Например, строители, ежедневно по несколько раз в день поднимающие небольшие предметы, со временем получают различные повреждения позвоночника.

Новый модульный экзоскелет MAX призван облегчить выполнение повторяющихся или тяжелых видов работ. Так, модуль поддержки спины, получивший название backX, позволяет снизить нагрузку на спину на 60 процентов. Это позволит предотвратить грыжу диска пятого поясничного позвонка, распространненого заболевания среди людей, вынужденных часто нагибаться и поднимать небольшие грузы.

Модуль поддержки верхнего пояса конечностей, называемый shoulderX, призван оказывать поддержку рукам тех людей, которым необходимо работать с поднятыми руками. Благодаря этому модулю, имеющему одну или две регулируемые подставки под плечи, которые можно использовать как упоры. Устройство может быть полезно, например, электрикам, прокладывающим кабель по потолку.

Наконец, модуль поддержки ног получил название legX. Он представляет собой настраиваемый каркас, крепящийся ремнями к ногам. Этот модуль снижает нагрузку на ноги при выполнении работ в неудобных позах, например, на корточках или полуприсев. Все три модуля можно использовать по отдельности, а можно объединить в экзоскелет всего тела.

Масса полного комплекта MAX составляет от 10,9 до 12,9 килограмма, в зависимости от установленных на модули дополнительных приспособлений. В экзоскелете не используются электромоторы, сервоприводы, контроллеры и батареи — его работа полностью механическая. MAX лишь обеспечивает равномерное распределение нагрузки с переносом части ее на бедра.

Сегодня несколько десятков компаний в мире занимаются активной разработкой различных экзоскелетов. Такие аппараты создаются для самых разнообразных целей, включая возвращение парализованным людям возможности ходить и снижение нагрузки на военных, занимающихся длительным пешим патрулированием.

]]>
Sat, 19 Nov 2016 18:49:21 +0400
<![CDATA[Парализованные обезьяны снова начали ходить благодаря мозговому импланту]]>http://2045.ru/news/35070.html35070Макаки, парализованные из-за серьёзных повреждений спинного мозга, восстановили способность двигаться через шесть дней после получения травмы. В этом им помогло устройство под названием «цереброспинальный интерфейс» (brain-spine interface). 
Используя особым образом помещённые электронные импланты, новая технология восстанавливает проходимость повреждённого участка спинного мозга. Благодаря этой системе, сигналы от головного мозга могут достичь ног.

Один из авторов исследования, Грегуар Куртин (Grégoire Courtine) сказал: «Впервые нейротехнологии восстановили способность двигаться у приматов». И предупредил, что «впереди немало работы, может пройти несколько лет, прежде чем все компоненты новой системы станут пригодны для тестирования на людях».

В отсутствие повреждений, сигналы, возникающие в моторной коре головного мозга, спускаются по спинному мозгу в поясничную область. Там находится поясничное сплетение, сеть нейронов, которая формирует импульсы, вызывающие сокращения мышц ног. Если спинной мозг повреждён, процесс передачи сигналов нарушается и головной мозг теряет связь с ногами.

Чтобы решить эту проблему, исследователи поместили электродную матрицу поверх моторной коры обезьян с повреждённым спинным мозгом. Электроды были предназначены для записи сигналов, которые возникают в этой области головного мозга, когда обезьяна пытается идти. Записанная нейронная активность передавалась по беспроводному соединению в компьютер, где специальный алгоритм выделял сигналы, связанные с сокращением или растяжением мышц.

После расшифровки компьютер передавал импульсы на электроды, расположенные в поясничном отделе позвоночника обезьян, ниже места травмы. Эти электроды, в свою очередь, точечно стимулировали нервное сплетение, которое и вызывало сокращение мышц ног.

«Приматы смогли ходить сразу после того, как цереброспинальный интерфейс был активирован. Не понадобилось ни физиотерапии, ни обучения», — сообщил один из авторов работы Эрван Безар (Erwan Bezard).

Статья, детально описывающая проведённую работу, была опубликована в журнале Nature. Учёные уже получили разрешение на дальнейшие исследования, включающие испытания цереброспинального интерфейса на людях. Если всё пройдёт успешно, новая система может стать важным шагом на пути лечения паралича.

]]>
Mon, 14 Nov 2016 16:34:01 +0400
<![CDATA[НЕЙРОНЫ, ВЫРАЩЕННЫЕ ИЗ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК, МОГУТ ЗАМЕНИТЬ ПОВРЕЖДЕННЫЕ ОБЛАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА]]>http://2045.ru/news/35069.html35069Принято говорить, что нервные клетки не восстанавливаются. Особенно это касается клеток головного мозга, которые с возрастом подвергаются значительной дегенерации, что может приводить к целому ряду когнитивных расстройств. Давно, но безуспешно предпринимаются попытки стимулирования регенерации нейронов головного мозга. Но совершенно недавно группа исследователей провела удачную серию экспериментов, в ходе которой пересаженные эмбриональные стволовые клетки смогли самостоятельно дифференцироваться в нейроны головного мозга, заменив поврежденные ткани.

За разработкой стоят несколько групп ученых из Германии, работающих в институте нейробиологии Макса Планка и Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана. В ходе серии экспериментов на мышах эмбриональные стволовые клетки были пересажены в поврежденные области зрительного участка коры головного мозга. Малодифференцированные клетки сумели превратиться в пирамидальные нейроны и даже образовать устойчивые синаптические связи с остальной нейросетью головного мозга. Но и это еще не все, новые клетки стали отращивать аксоны (отростки, благодаря которым клетки соединяются между собой), которые самостоятельно достигали нужных областей мозга для замещения утраченных связей. Происходил и другой удивительный процесс: положительная динамика наблюдалась и в структуре неокортекса, той части головного мозга, в которой у взрослых особей никогда не формируются новые нейроны и если утрачиваются вследствие заболевания или травмы, то утрачиваются безвозвратно.

Но вернемся к самому опыту. После введения стволовых клеток животным прошло уже около 3 месяцев, и новая нервная ткань по свойствам и структуре ничем не отличается от той, что присутствует в мозговом веществе здоровых особей. Несмотря на значительные успехи, до внедрения подобной процедуры в клиническую практику еще далеко, ведь нужно провести еще целую серию опытов и наблюдений с целью выявления возможных осложнений. Когда все преграды будут преодолены, можно ожидать начала клинических испытаний и на человеке.

]]>
Thu, 10 Nov 2016 00:27:31 +0400
<![CDATA[Герман Кричевский: NBICS-технологии для Мира и Войны]]>http://2045.ru/news/35068.html35068В 2016 году выходит электронная версия книги профессора Германа Кричевского «Нано-, био-, инфо-, когно-, социо- (NBICS) – технологии для Мира и Войны».

В книге с очень емкими по смыслу словами МИР и ВОЙНА автор показывает практически безграничные, особенно в будущем, возможности NBICS-технологий, их работу в мирных целях для решения социальных, гуманитарных, экологических проблем.В то же время в ряде глав рассматриваются возможности применения NBICS-технологий и в военных целях.

Книга содержит теоретические аспекты нанотехнологий, биотехнологий, информационных, когнитивных и социальных технологий, практическое применение НБИКС-технологий в наши дни, прогнозы развития НБИКС-технологий в обозримом будущем. Особое внимание уделено практике использования НБИКС-технологий в медицине, энергетике, образовании, военном деле, при создании «умной одежды» и боевого комплекта солдата XXI века.

Книга предназначена для студентов и преподавателей технических вузов, инженеров, специалистов в области нанотехнологий и биотехнологий. Объем книги – 450 страниц.

По вопросу приобретения всей книги или ее отдельных глав обращаться к
автору – профессору Герману Евсеевичу Кричевскому gek20003@gmail.com 

НБИКС-технологии – тренд развития человеческой цивилизации XXI века.

(отрывок из книги «Нано-, био-, инфо-, когно-, социо- (NBICS) – технологии для Мира и Войны»)

С появлением во второй половине XX века новых прорывных технологий: НАНО, БИО, ИНФО, КОГНО (нанотехнологии, биотехнологии, информационные технологии, когнитивные технологии), объединившихся в единый научно-технологический комплекс –NBIC-технологии – и ставших вместе с подключившимися к ним социальными технологиями ядром развития цивилизации XXI века –NBICS-технологиями – многое в мире изменилось в результате каждодневного использования ожидаемых и совершенно неожидаемых результатов синергетики (слияния) и конвергенции (взаимопроникновения) различных технологий.

Я не буду перечислять все многочисленные примеры этой беспрецедентной роли науки, техники, технологий и практики интегрированного NBICS-комплекса в повседневную жизнь жителей планеты, а не только стран золотого миллиарда. Только один пример: «умный» телефон, который поместил практически всех людей в единое информационное сообщество со всеми вытекающими из этого научными, техническими, социальными последствиями, объединивший разработчиков (ученых) из разных стран и пользователей всей планеты.

Это лишь одна из множества иллюстраций нового тренда развития цивилизации в XXI веке. Тренд этот – Конвергенция – объединение различных на первый взгляд наук, дисциплин, практик, сообществ в сложные глобальные системы, способные самоорганизовываться, саморегулироваться, самоподдерживаться. Альтернативы этому тренду в сегодняшнем чрезвычайно противоречивом, в ряде случаев, безумном, мире нет. При существующих планетарных проблемах (дефицит воды, энергии, продуктов питания, религиозные, этнические и другие конфликты) только конвергирующие технологии и сообщества могут решить эти вызовы и проблемы современности. И роль ученых, инженеров, технологов в реализации этого тренда огромна.

Об этом думают многие ведущие ученые самых разных специальностей, от физиков и лириков до философов ведущих стран, а также лидеры этих стран – они очень внимательно прислушиваются к мнению лучших умов нашего времени.

]]>
Sun, 6 Nov 2016 10:30:48 +0400
<![CDATA[Создан поедающий живые организмы робот]]>http://2045.ru/news/35065.html35065Инженеры из Бристольского университета и Роботехнической лаборатории Бристоля в Британии создали напоминающего водных животных робота, который способен получать энергию из поглощенных им организмов. Об этом сообщает издание NewScientist.

«Рот» робота изготовлен из мягкой полимерной мембраны. Через него в машину всасывается вода с живыми организмами. «Еда» попадает в искусственный желудок — микробный топливный элемент, где ее разлагают бактерии. Таким образом робот получает необходимую для его функционирования электроэнергию. Отходы выбрасываются через отверстие в задней части устройства.

По словам специалистов, из биологического материала на данный момент можно извлечь лишь небольшое количество энергии. Однако разработчики смогли уменьшить потребность робота в ней, используя полимеры для изготовления отдельных его частей. Также удалось повысить КПД микробных топливных элементов, увеличив их количество в машине.

Поскольку робот может работать продолжительное время без вмешательства человека, ученые надеются, что он будет использоваться в водных средах, загрязненных радиацией или токсичными веществами.

]]>
Mon, 31 Oct 2016 20:28:53 +0400
<![CDATA[В ПЕКИНЕ ПРОДЕМОНСТРИРОВАЛИ НОВЫХ ЧЕЛОВЕКОПОДОБНЫХ РОБОТОВ]]>http://2045.ru/news/35064.html35064Кажется, скоро роботов совершенно не получится с первого взгляда отличить от обычного человека. Китайский институт науки и техники показал свои новейшие разработки на всемирной конференции робототехники в Пекине. Демонстрация девушки-робота по имени Цзя Цзя, похоже, затмила всех остальных искусственных участниц мероприятия.

Барышня умеет распознавать голос, узнаёт людей в лицо, понимает, кто перед ней стоит — мужчина или женщина, обращает при этом внимание на возраст. Может распознать эмоции и выражения лиц. Цзя Цзя определённо стала королевой выставки, но она уже знакома публике, просто к мероприятию её доработали и приодели в новый наряд.

А вот робот, подающий большие надежды в каллиграфии, стал яркой и интересной новинкой. Пишет робот замечательно — сразу и не догадаешься, что орудовал кистью не человек, а машина. Эффектная внешность почтенного старца тоже внушает. Посмотрите, как бережно и плавно он выводит иероглифы кистью!

Третий бот, засветившийся на видео, выглядел менее внушительно и более привычно. Не очень понятно, чем он занимался, ничего необычного он не умел, но был крайне любезен, чем тоже заслужил внимание благодарной публики. Или просто его нагрудный дисплей показывал что-то интересное, раз вокруг постоянно толпились ребятишки…

]]>
Mon, 31 Oct 2016 20:25:25 +0400
<![CDATA[Биотехнологии. Купить вечную жизнь]]>http://2045.ru/news/35063.html35063Экономика долголетия: инвестиции в вечную молодость и лекарство от смерти

Партнер венчурного фонда Bright Capital Михаил Чучкевич шел по коридорам больницы им. Н. А. Семашко и обсуждал с врачами новые технологии в здравоохранении. Бизнесмен уже собирался уходить, но главврач завел его в кабинет одного из сотрудников. Там стоял небольшой аппарат. По словам разработчика, он позволял без внутреннего вмешательства исследовать патологии капиллярной сетки. Новый метод капилляроскопии выглядел интересно — при ангиографии (просвечивании сосудов рентгеном с введением специальных веществ в кровь) капилляры просматриваются плохо. Чучкевич был готов договориться с автором изобретения о первом «чеке», но врач только усмехнулся — он уже продал права на разработку в Швейцарию, где началось серийное производство. «В России много хороших инноваций в медицине, но они вот в таком неоформленном состоянии во врачебной и академической среде», — говорит Чучкевич. Сейчас он и второй партнер Bright Capital Борис Рябов, четыре года проработавший в «Аптечной сети 36,6», собирают два фонда для инвестиций в биомедицинские проекты суммарным объемом более $250 млн.

Инвесторы обратили внимание на биотехнологии в 2011 году. Тогда фонд на $200 млн миллиардера и министра, курирующего деятельность Открытого правительства РФ, Михаила Абызова (средства переданы в доверительное управление) инвестировал вместе с крупными западными фондами в десятки компаний Кремниевой долины. Партнеров Bright Capital интересовали возобновляемые источники энергии, энергоэффективные технологии и новые материалы. Но когда именитые венчурные капиталисты давали наводки на стартапы в других отраслях, Bright Capital подключался к сделкам. Так, Брук Байерс, сооснователь Kleiner Perkins, рассказал об американской CardioDX. Она разработала генетические тесты для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. «Раньше, чтобы диагностировать сужение просвета в артериях, нужно было механически заходить в сосуд, теперь можно сделать анализ по капле крови», — объясняет Чучкевич. CardioDX получила от Bright Capital около $8 млн. За 5 лет стоимость компании выросла втрое, общий объем ее финансирования приближается к $290 млн. CardioDX закончила клинические испытания и продает тесты клиникам-партнерам и организациям, которые проводят диагностику в труднодоступных местах.

Следующей инвестицией Bright Capital в биотехе стала компания FloDesign Sonics. Ее посоветовал другой партнер Kleiner Perkins Джон Дор. Компания, пользуясь наработками материнской FloDesign — продавца ветряных турбин, создала технологию сепарации и фильтрации ультразвуком без фильтрующих материалов, что актуально для биофармацевтики, клеточных технологий и промышленности. Bright Capital в 2014 году вложил вместе с американскими фондами $10,5 млн в стартап. «Стало ясно, что технологии продления жизни в ближайшие 10 лет будут расти такими же взрывными темпами, как и те, что ознаменовали цифровую революцию», — говорит Рябов. Новые методы лечения (генная и иммунная терапии, регенеративная медицина) активнее входят в жизнь с распространением ранней диагностики и эффективных методов анализа «больших данных». На стыке этих трендов рождается longevity-economy (longevity — долголетие), объясняют венчурные капиталисты. Ее бум придется на ближайшие 10–15 лет, а это совпадает с горизонтом планирования венчурных фондов.

«Задача венчурного инвестора — распознать новый рынок, который готов к восприятию новых технологий, но еще не заполнен, — говорит Рябов. — Сейчас правильное время для инвестиций в новые способы борьбы со старением и биомедицину». Bright Capital уже собирает фонд на $200 млн для инвестиций на международном рынке. Первое закрытие — на $100 млн — состоится не позже II квартала 2017 года, надеются инвесторы. Одновременно Bright Capital хочет запустить фонд Longevity на $60 млн с фокусом на российские проекты. Инвесторами обоих фондов станут в основном крупные бизнесмены и family offices. Партнерами в Longevity, помимо Рябова и Чучкевича, станут Алексей Обухов (сейчас он партнер п фонда Rustars Ventures, в портфеле которого лаборатория генетических тестов Genotek) и Николай Савчук, член совета директоров ЦВТ «ХимРар» и руководитель фирмы ChemDiv, американской компании «ХимРара».

«У наших инвесторов есть яхты, дома, самолеты, — рассуждает Чучкевич. — Единственное, что пока им недоступно, — вечная молодость».

]]>
Wed, 26 Oct 2016 10:27:36 +0400
<![CDATA[Бессмертие как инвестиционный актив: медицина 2.0]]>http://2045.ru/news/35062.html35062Как IT-технологии могут сделать современное лечение более эффективным, дешевым и клинически обоснованным.

Стремительное развитие технологий приводит к появлению бизнес-модели «Медицина 2.0», в которой усилия врачей сконцентрированы не на «хронической» терапии, а на предотвращении болезней и их эффективном излечении. Внедрение IT-решений способны сделать современное лечение более эффективным, дешевым и клинически обоснованным. Россия стремится не отставать от мировых трендов. В настоящий момент ведется активное обсуждение законопроекта о телемедицине, разрешающего электронный документооборот и общение врачей и пациентов по Интернет.
Главной предпосылкой трансформации мировой системы здравоохранения стал ее дисбаланс. Триллионы долларов тратятся на неэффективный и дорогостоящий доступ к медуслугам. Согласно данным Журнала Американской Медицинской Ассоциации, расходы США на избыточную терапию составляют более $300 млрд в год. 10 лекарств с самыми высокими продажами помогают в среднем 1 пациенту из 4. При этом, цена на медикаменты неуклонно растет. Резкая критика фармпроизводителей, необоснованно завышающих цены, стала одной из ключевых тем президентской гонки в США.

Повышение в августе 2015 г. скандально известным Мартином Шкрели, 32-летним CEO Turing Pharmaceuticals, цены на дженерик дараприм для ВИЧ на 5000% с $13,5 до $750 спровоцировало заявление Хиллари Клинтон в Twitter об ужесточении госконтроля и легализации параллельного импорта, что привело к резкому падению биотехнологического индекса на NASDAQ.

Понимая происходящие изменения, крупнейшие инвесторы готовы вкладываться в следующие перспективные направления: (1) оптимизация R&D, (2) предиктивная медицина и излечение болезней (смена парадигмы от ‘sick care’ к ‘health care’) и (3) ‘Digital Health’ (терапевтические ИТ-решения).

В сентябре 2016 г. Присцилла Чан и Марк Цукерберг объявили, что инвестируют более $3 млрд в создание передовых инструментов для медицинских исследований, которые помогут преодолеть основные болезни к 2100 г.

«Медицина стала современной наукой только последнее столетие, и мы достигли невероятных успехов с тех пор. Продолжительность жизни увеличивается год от года, и если этот тренд будет продолжен, то уже к концу века она составит 100 лет… Сегодня наше общество тратит в 50 раз больше на лечение пациентов, чем на поиски способов для их полного выздоровления… Мы поможем создать инструменты, благодаря которым ученые будут разрабатывать прорывные технологии в медицине гораздо быстрее.»

Одним из таких ключевых инструментов, в свое время, стала реализация международного проекта The Human Genome Project. В результате, только в онкологии за последние 20 лет были созданы более 100 препаратов, избирательно воздействующих на молекулярные и генетические механизмы. К сожалению, несмотря на значительные успехи, проект не оправдал надежд на излечение большинства болезней.

Проблемы современных стратегий в медицине мы обсуждали в конце прошлого года в Аризоне на встрече с участием Дэниэла Фон Хоффа, одного из самых знаменитых онкологов в мире и профессора медицины в Майо Клиник, Антона Гопки, со-основателя биотехнологического фонда ATEM Capital, и Антона Абугова, известного филантропа и инвестора. Дэниел рассказал о новой концепции – прерывания (‘interception’) хода болезни на ранних этапах. К раку приводит накопление генетических мутаций в течение всей жизни человека, соответственно, его прогрессирование можно прерывать. Сейчас эта стратегия успешно применяется для контроля за сердечно-сосудистыми заболеваниями, также соответствующие решения разрабатываются в онкологии, болезни Альцгеймера и прочих. Эффективное interception требует точных и дешевых методов ранней диагностики, в первую очередь, для людей в группе высокого риска.

Например, в онкологии одной из самых перспективных тем стала «жидкая биопсия», определение рака по циркулирующим в крови онкоклеткам. Стартап Pathway Genomics (основной инвестор IBM) разработал диагностический тест по крови CancerIntercept Direct для определения рака у людей, которые не были ранее диагностированы.  Другой лидер  направления американская компания Epic Sciences, сотрудничающая с 30 крупнейшими мировыми фармигроками. Ее председателем Совета директоров является Грег Люсье, экс-CEO Life Technologies, которая была приобретена Thermo Fisher Scientific за $13,6 млрд в 2014 г. Технология Epic Sciences способна не только выделить раковую клетку из миллиона здоровых клеток, но и определить происхождение, фенотип, вид онкозаболевания, провести геномное секвенирование нового поколения. Этот способ позволяет предсказывать резистентность к традиционной терапии и оперативно корректировать медицинское вмешательство.

При этом подобный анализ постепенно автоматизируется. Применение искусственного интеллекта для подбора терапевтических алгоритмов – другое активно развивающееся направление. IT-гигант IBM вложил $1 млрд в создание системы искусственного интеллекта Watson, включающего модуль Watson Oncology. Технология IBM уже научилась распознавать записи лечащего врача, диагностические снимки и результаты секвенирования генома больного. Для создания Watson Oncology система IBM проанализировала более 15 миллионов страниц научного текста. В ближайшее время пилот будет внедрен в 21 клинике в Китае.

Одновременно с Watson появились новые перспективные проекты на стыке медицинских и информационно-коммуникационных технологий. В последние несколько лет платформы Digital Health стали заметным инвестиционным трендом. Только за 2015 г. в них было вложено более $4,5 млрд.

Большие объемы инвестиций объясняются потенциалом Digital Health в лечении «поведенческих» болезней, вызванных вредными привычками и нарушениями медицинских предписаний. На протяжении более 100 лет врачебная практика боролась с хроническими недугами таблетками и скальпелем, и только в последние годы Digital Therapeutics или Behavioral Medicine («поведенческая медицина») отвоевывает место терапии «первой линии».

Развитие Digital Health поддержало Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Правительства США (FDA). В феврале 2015 г. была выпущена новая инструкция о медицинских мобильных приложениях, которая позволила стартапам выйти на многомиллиардные рынки, в том числе в госзакупки.

Одним из ярких проектов является мобильное приложение компании Omada для людей с риском развития диабета второго типа, глобальной эпидемией – во всем мире диагностировано более 400 миллионов человек. Пользователи Omada получают на смартфон индивидуальные программы по изменению привычек, советы коуча, рекомендации по питанию и многое другое, а интеграция с социальными сетями мотивирует продолжать участие.

Продукт другой американской компании Twine помогает людям с гипертонией. В 2014 г. Twine опубликовала многообещающие результаты своих исследований. Все 100% пользователей отмечали снижение давления до 140/90 в течение 90 дней. Между тем, пациенты   применявшие обычную терапию, заявили об улучшении только в 30 случаях из 100.

Недавно FDA одобрило продажи биосенсоров калифорнийской компании Proteus. Медустройство отслеживает прием лекарственных средств и сообщает об изменениях различных физиологических метрик, что дает возможность подобрать оптимальную дозировку и время приема.

Развитие Digital Health приведет к смене парадигмы оказания медицинских услуг, с основным вниманием к предотвращению и прерыванию заболеваний. В Европе и США уже появляются медицинские центры, построенные на этих принципах, правда, пока преимущественно в сфере wellness. Главной целью Longevity Clinics пока остается улучшение внешности, а основным инструментарием – косметические процедуры и БАДы широкого профиля.

Однако в Бостоне, главном американском биотехкластере, два года назад был запущен проект Club 150, объединяющий усилия биоинформатиков, программистов и ученых  для разработки интегрированной медицинской платформы, которая будет на постоянной основе проводить мониторинг и интерпретацию данных о здоровье, отслеживать вероятные риски и формировать персональные программы для поддержания здоровья и предупреждения болезней.

Появление  эффективных стратегий лечения с использованием передовых методов молекулярной диагностики, предиктивных алгоритмов и мобильных приложений открывает массовый доступ к инновациям миллионам людей. Человек больше не будет ограничен опытом и традициями нескольких врачей в своем регионе, а сможет получать передовое лечение через смартфон. Дешевый и удобный способ контроля за своим здоровьем в перспективе приведет к существенному продлению и улучшению качества жизни.

]]>
Wed, 26 Oct 2016 10:04:45 +0400
<![CDATA[Какие тайны скрывает человеческое сознание]]>http://2045.ru/news/35061.html35061Вопрос о том, что представляет собой сознание, занимал человека с незапамятных времен. Знаменитый физик-теоретик, профессор Оксфордского университета Роджер Пенроуз и анестезиолог, нейробиолог, профессор Центра изучения сознания Аризонского университета в городе Тусон Стюарт Хамерофф с 80-х годов разрабатывают теорию квантовой природы сознания. «Лента.ру» побеседовала с профессором Хамероффом во время его визита в Москву, организованного Московским центром исследования сознания.

Квантовая природа сознания

В своей книге, вышедшей 1989 году, Роджер Пенроуз предполагал, что сознание — это нечто большее, чем работа системы счисления. Например, феномен понимания требует чего-то еще. Компьютер может хорошо играть в шахматы, но он не понимает игру. Этой же проблеме посвящен мысленный эксперимент Джона Серла о китайской комнате, подразумевающий, что некоего человека можно обучить собирать слова из иероглифов без понимания языка.

 

Стюарт ХамероффКадр: 2045 Initiative / YouTube

То есть понимание не может быть исключительно функцией счисления, и поэтому, методом исключения, Пенроуз пришел к выводу, что все дело в коллапсе волновой функции. Как уже говорилось, возникающие в результате таких событий моменты сознания разобщены и бессмысленны, как настраивающийся оркестр, и его нужно организовать...

К началу 1980-х я уже в течение 20 лет изучал микротрубочки головного мозга и предполагал, что именно в них происходит обработка информации (исключительно в классическом понимании — я не рассматривал роль квантовой механики). Однако один человек навел меня на мысль о том, что этот подход не проливает свет на проблему сознания: «Да, ты говоришь о счислении, ты редукционист, но как все это объясняет переживания, любовь, радость, эмоции?». И мне пришлось признать, что у меня нет ответа на этот вопрос. Именно этот человек посоветовал мне прочитать книгу Роджера.

Я сделал это и понял, что он описывает механизм сознания, заключающийся в самоколлапсе волновой функции. Большинству тогда эта теория казалась странной и экзотической (и мне тоже), но я подумал над ней и понял, что она — единственное логическое объяснение этого феномена.

Пенроуз не описывал структуру, которая могла бы выполнять функции биологического квантового компьютера, организующего полноценное сознание. И микротрубочки, предположительно управляемые квантовыми эффектами, могли оказаться такой структурой. Я сказал об этом Пенроузу.

В середине 1990-х годов мы вместе пришли к теории организованной объективной редукции. Эту теорию встретили насмешками и скепсисом. Она разительно отличалась от любого другого объяснения сознания, хотя отлично согласовалась с процессами, происходящими в мозге (другие теории, описывавшие архитектуру познания, нуждались в чем-то еще, существующем на более низком уровне).

Но больше всего нас критиковали за квантовую когерентность. Тогда считали, что она невозможна при температуре тела. Предпринимались попытки создать квантовый компьютер (и до сих пор предпринимаются), и все упиралось в проблемы декогеренции. Тепло нарушает квантовое состояние, и потому прототипы таких машин работают лишь при абсолютном нуле. А тут кто-то предполагает, что это происходит в мозге при температуре 36,6 градусов!

Фото: J.L. Sousa / Register / Zumapress / Globallookpress.com

Но мы говорили, что за миллиарды лет развития биологических систем природа нашла способ решения этой проблемы. Лет десять назад было установлено, что растения используют квантовую когерентность в процессе фотосинтеза. Поглощенные фотоны превращаются в энергию, которая распространяется через целую группу хромофор одновременно. То есть энергия единовременно направляется по нескольким путям, находясь в состоянии суперпозиции, чтобы достичь части белка, где она преобразуется в питательные вещества. Так растения выживают и дают нам пищу, которую мы едим. Это чрезвычайно эффективный процесс, и без него нас бы здесь могло не быть.

Если растения делают это, то же самое может происходить и в нашем мозге. Действительно, белки микротрубочек обладают похожим набором хромофор, за исключением того, что эти белки соединены друг с другом. Таким образом, здесь квантовые состояния сохраняются в течение долгого времени на длинных дистанциях. Это благоприятствует возникновению квантовых суперпозиций и квантового счисления, памяти и передачи информации, что приводит к формированию полноценного сознательного опыта, которым мы обладаем.

Большинство нейробиологов скажут, что память заключается в синаптической пластичности, чувствительности каждого отдельного синапса в нейронной сети, которая передает информацию по определенным маршрутам. Возможно, это и так, но синаптические белки, отвечающие за чувствительность каждого синапса, существуют от нескольких часов до нескольких дней, а в памяти многое сохраняется на всю жизнь.

Нам известно, что синапсы управляются процессами, происходящими в микротрубочках. Скорее всего, память хранится в них на определенном низком уровне. Я и мои коллеги, Тревис Крэддок и Джек Тужински, выяснили, что гексагональный голофермент СaMKII может кодировать шесть битов информации в белковой решетке микротрубочки, что сообразуется с сохранением памяти именно в микротрубочках.

Порой (например, в восточной философии) предполагают, что память содержится в структуре Вселенной, а наш мозг действует наподобие телеприемника, настраивающегося на нее. То есть в мозге нет памяти. Я не согласен с этим. Во Вселенной может быть нечто, на что мы способны настроиться, но память, скорее всего, кодируется в микротрубочках.

Субъективный опыт

Сознание, субъективный опыт, феноменальное сознание — это все слова. Есть апокрифичная байка о том, как на конференции по изучению сознания ее участники хотели объяснить этот феномен, но решили первым делом дать ему определение. Надеялись управиться за день, но прошла неделя, и они все еще спорили над формулировкой. Не знаю, уместно ли это, но, процитирую знаменитую фразу члена Верховного суда США Поттера Стюарта, которого попросили сказать, что такое порнография: «Я никогда не сумею дать ей внятное определение, однако я узнаю ее, когда вижу».

Мне кажется, мы знаем, что представляет собой сознательное понимание, ведь оно есть у нас всех. Конечно, вы можете оказаться зомби, притворяющимся журналистом. Я тоже могу быть зомби, существом без сознания, которого просто обучили говорить о нем. Но мы принимаем присутствие сознания у нас как данность — у нас есть переживания, эмоции, субъективный опыт…

Не любое сознание нуждается в определенном «я». Самосознание — лишь одна из его форм. У нас могут быть боли, простые переживания, не привязанные к нашему «я». Так что самосознание — это более развитый и комплексный феномен, в который входят память, чувство единства и индивидуальность. Но, как я считаю, низкоуровневые вспышки сознания могут происходить вне определенного «я».

Тело без сознания и сознание без тела

Тело и сознание могут быть разделены. Существуют же пациенты, которые находятся без сознания — из-за повреждений мозга или находящиеся под анестезией. По этому поводу ведутся споры, но я — анестезиолог с 40-летним стажем, я забираю сознание и возвращаю его назад. Тело живет, сердце бьется, головной мозг работает — у него наблюдается несколько замедленная электрическая активность, которую можно измерить. Спинной мозг обменивается сигналами с головным (мы измеряем активность спинного мозга во время операций на нем), но сознание отсутствует. Оно отключается с помощью анестезии и возвращается.

Фото: chromorange / Zumapress / Globallookpress.com

В тех примерах, которые я привел, сознание вовсе необязательно отделено от тела, хотя я думаю, что при определенных обстоятельствах внетелесные переживания возможны. Люди, перенесшие клиническую смерть, рассказывают о таком состоянии, и, конечно же, многие говорят о загробном мире и прочих подобных вещах.

Мне кажется, что это возможно, поскольку я считаю сознание квантовым свойством структуры Вселенной. Оно происходит в головном мозге, а если быть точным — в микротрубочках, но при определенных обстоятельствах способно возникать в геометрии пространства-времени на более высокой частоте, на более глубоком уровне структуры Вселенной, оставаясь при этом единой сущностью благодаря квантовой запутанности. Так что да, единое «я» может существовать, по крайней мере, некоторое время (а возможно и бесконечно) на высокой частоте без привязки к биологической структуре.

Изображение: Simone Brandt / Globallookpress.com

Роджер Пенроуз и я вывели определение протосознания, простого проявления сознания, что происходит повсеместно, с каждым коллапсом волновой функции. Атомы любого материального объекта, на локальном уровне, или какие-либо его компоненты могут принимать квантовую суперпозицию, которая потом коллапсирует, переживая моменты феноменального опыта. Это необязательно субъективный опыт, поскольку для него требуется «я». Но протосознание везде.

Я считаю, что мозг и его микротрубочки организуют протосознание в то сознание, которое переживаем мы. Есть хорошая метафора: когда вы приходите в консерваторию, оркестр настраивается перед выступлением, каждый музыкант играет свою ноту или мотив, но в целом это не музыка. А потом звучит Моцарт или Рахманинов, рок-н-ролл или джаз. Разницу между шумом и музыкой можно сравнить с разницей между протосознанием и сознанием...

Так называемая копенгагенская интерпретация выводит сознание за рамки науки, поскольку не объясняет, что оно собой представляет. Сознание предстает как некая загадочная сущность, вызывающая коллапс. Копенгагенская интерпретация решает проблему суперпозиции и измерения — очень прагматичный подход.

Но я не согласен с этим. Я, наоборот, считаю, что коллапс порождает сознание. Согласно идее Роджера Пенроуза об объективной редукции волновых функций, суперпозиция, когда квантовое состояние объекта не определено, является искривлением пространства-времени в двух различных направлениях. Если представить себе, что оно продолжится неограниченно, то для каждого исхода понадобится своя Вселенная, и это согласуется с многомировой интерпретацией квантовой механики.

Роджер же говорит, что суперпозиция нестабильна и самоколлапсирует по прошествии определенного времени, что приводит к моменту феноменального опыта. В копенгагенской интерпретации сознание — причина коллапса, мы же полагаем, что коллапс — причина сознания, точнее, коллапс и есть сознание. Это теория идентичности.

Фундаментальная природа сознания

Сознание фундаментально. По крайней мере, протосознание. Это свойство Вселенной, поскольку квантовая суперпозиция случается в субатомных масштабах (да и в бóльших) везде — например, в этом столе. Обычно эти суперпозиции и самоколлапсы разъединены, бессмысленны. Возможно, они несут какие-либо переживания или опыт, но из-за разъединенности не создают память. Это то, что называют декогерентностью. Поэтому для организации протосознания в субъективный опыт необходим мозг и его микротрубочки. Но коллапс фундаментален, несократим. Он предотвращает ветвление Вселенной на множество миров, а значит, позволяет отвергать многомировую интерпретацию квантовой механики.

Трудная проблема сознания — это описание феноменального опыта, не всегда следующего из процессов счисления, происходящих в мозге или тех процессов, которые, как некоторые считают, в нем происходят. Его дал философ Дэвид Чалмерс. Именно он отметил, что мы, в принципе, можем быть зомби, ведущими себя подобно разумным существам, не имея сознания как такового. Так что трудная проблема состоит в различии между зомби и сознательным существом, а что представляет собой это различие — большой вопрос.

Как предполагает Роджер Пенроуз и я, сознание заключается в организованном самоколлапсе волновых функций, происходящем в мозге на очень высокой частоте, и потому у нас возникают краткие моменты сознательного опыта, достаточно частые для создания впечатления непрерывного потока сознания.

Позиция моя и Роджера ближе к нейтральному монизму Бертрана Рассела, подразумевающему одну единую плоскость бытия, состоящую из геометрии пространства-времени, постоянно приходящую в суперпозицию, в результате чего возникают определенные состояния материи, и, как следствие, моменты сознания.

Большинство считает, что сначала зародилась биологическая жизнь, а потом — сознание как следствие сложных вычислений, происходящих благодаря взаимодействию нейронов. Но я думаю, что некоторые моменты протосознания, возникающего во всех материальных объектах, несут приятные переживания. Они происходили во Вселенной до зарождения жизни, и, например, недавно я прочитал публикацию, где говорится, что в первичном бульоне, где родилась жизнь, возникали моменты сознательных переживаний. Они обеспечивали обратную связь, оптимизирующую переживания, для функции приспособленности, самоорганизации. Стремление к приятным переживаниям стимулировало эволюцию и, возможно, привело к формированию генов.

Так что жизнь не стремится к выживанию своих генов, как говорит, например, Докинз. Я считаю, что жизнь зародилась и эволюционирует для получения максимального удовольствия — не только в гедонистическом смысле (хотя это тоже важно), но и с точки зрения альтруизма (приятнее отдавать, чем принимать), духовного удовольствия, любви и так далее. В общем, по моему мнению, протосознание предшествовало жизни, а жизнь возникла и развивается, чтобы совершенствовать сознание и сознательные переживания в целом. В этом смысле сознание — катализатор эволюции жизни.

Можно даже утверждать, что сознание движет развитием Вселенной. Существует примерно 22 физических переменных, идеальных для возникновения жизни, звезд и сознания. Если бы они были чуть иными, нас бы не существовало. Почему они именно такие? На этот вопрос есть два типа ответов: сильный и слабый антропные принципы.

Изображение: M. Kornmesser / ESO

Согласно слабому, все дело в смещении отбора, подразумевающем существование множества пересекающихся Вселенных, и лишь в одной из них, нашей, физические переменные идеальны для жизни. Мы можем задать этот вопрос только в ней, поскольку только здесь есть разумные создания. Но требование необходимости множества Вселенных я нахожу неудовлетворительным, не подлежащим проверке. Хотя эта гипотеза очень популярна, мне кажется, она неправильна.

Сильный антропный принцип гласит, что сознание неким образом служит катализатором развития Вселенной в направлении оптимизации физических переменных. Роджер Пенроуз предположил, что Большому взрыву предшествовали одна за другой эпохи, также заканчивающиеся большими взрывами. Возможно, в каждом цикле физические параметры Вселенной эволюционировали и мутировали в сторону оптимизации сознания, поскольку оно — один из параметров, обеспечивающих обратную связь.

]]>
Tue, 25 Oct 2016 16:46:07 +0400
<![CDATA[ЯПОНСКИЙ РОБОТ НАЧАЛ ПОТЕТЬ]]>http://2045.ru/news/35060.html35060Роботы, особенно те из них, что работают ничуть не меньше человека, зачастую выполняя самую тяжёлую и грязную работу, перегреваются, и это становится серьёзной проблемой, ведь с охлаждением у машин дела обстоят гораздо хуже, чем у людей. Перегревшись, робот начинает медленнее работать, а если его не остужать и дальше, он вовсе может сломаться. Чтобы наши железные друзья не вышли из строя, их просто выключают, давая отдохнуть. Попутно инженеры бьются над проблемой перегрева, пытаясь внедрить в систему роботов различные системы охлаждения, в том числе жидкостные.

Специалисты разработали много способов, позволяющих охладить «уставшего» робота: вентиляторы, радиаторы, довольно поглощающие тепло, но все эти приспособления существенно увеличивают массу умных машин и делают их менее манёвренными. Как же быть? 

Инженеры Токийского университета из лаборатории JSK, пытаясь решить проблему перегрева своего новейшего детища — робота Kengoro, 56-килограммового робота-гуманоида, ростом в 1,7 метра. Выяснилось, что снабдить эту махину хорошей системой охлаждения не так уж и просто, ведь робот уже был под завязку забит печатными платами, шестернями, а ещё в нём установлено аж 108 двигателей! Куда тут ставить вентиляторы и радиаторы? Проблему не решила и вода, текущая по каналам внутри корпуса робота, вместо этого разработчики решили использовать пористый каркас робота, сделанный из алюминия. Вода свободно течёт через его поры и испаряясь охлаждает механизмы устройства. Главное — не забывать «заправлять» робота новой водой, ведь в процессе охлаждения вода испаряется.

]]>
Sat, 15 Oct 2016 14:08:28 +0400
<![CDATA[Парализованный американец обрел осязание в искусственной руке]]>http://2045.ru/news/35056.html35056Американские ученые разработали нейроинтерфейс, который позволил полностью парализованному человеку осязать предметы с помощью протеза. Результаты работы опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Большинство экспериментальных интерфейсов, обеспечивающих чувствительность руке-протезу, подключаются к периферическим нервам. В процессе тренировки их стимуляция приводит к формированию новых нейрональных связей в мозге, которые переводят сигналы от датчиков протеза в тактильные ощущения. Такие ощущения, как правило, далеки от натуральных и напоминают покалывание или пощипывание. Кроме того, подобные интерфейсы требуют ненарушенной связи периферических нервов с корой мозга и не подходят пациентам с травмами спинного мозга или нейродегенеративными заболеваниями.

Сотрудники Университетов Питтсбурга и Чикаго создали осязательный интерфейс, который подключается непосредственно к области коры мозга, отвечающей за тактильную чувствительность в руке. Для испытания системы они пригласили 28-летнего Нейтана Коупленда (Nathan Copeland), который в 2004 году попал в аварию и получил травму шейного отдела позвоночника, приведшую к параличу всех конечностей.

Ученые определили требуемый участок соматосенсорной коры Коупленда с помощью МРТ и магнитоэнцефалографии, после чего имплантировали в него четыре датчика с микроэлектродами. В течение нескольких месяцев они подавали на различные комбинации электродов слабые электрические импульсы, регистрируя ощущения, которые они вызывают, и их локализацию на виртуальной ладони. Затем интерфейс подключили к датчикам на роботизированном протезе руки, созданном в Университете Джонса Хопкинса.

После периода адаптации и тренировок Коупленд обрел возможность правильно распознавать прикосновения к отдельным пальцам почти в 100 процентах случаев. По его словам, иногда ощущения напоминают действие электрического тока или давление, но в большинстве случаев он чувствует прикосновения и нажатия, близкие к естественным. Температурную чувствительность пока восстановить не удалось.

«Наиболее важным результатом исследования стало то, что микроэлектростимуляция сенсорной коры может обеспечивать натуральные ощущения, а не простое пощипывание. Такая стимуляция безопасна, и ощущения пациента стабильны на протяжении уже нескольких месяцев», — пояснил один из авторов работы Эндрю Шварц (Andrew Schwartz).

На следующем этапе работы ученые планируют совместить осязательную систему с разработанным ранее нейроинтерфейсом, управляющим движениями протеза. Конечная цель состоит в создании устройства, максимально близкого по функциям к настоящей руке, однако, по словам исследователей, для этого потребуется долгая работа.

Разработкой бионических протезов с различными функциями и предназначением занимаются многие научно-инженерные коллективы. Так, уже существуют экспериментальные протезы, обеспечивающиетонкую чувствительность пальца, предупреждающие об ожоге ударом тока, а также нейроинтерфейс, позволяющий управлять отдельными пальцами протеза. В Университете Кейс-Уэстерн создана искусственная рука, которая способна совершать различные тонкие действия. Компания Open Bionics ведет разработку бионической руки из игры Deus Ex, а их конкуренты Mobius Bionics пообещали начать серийный выпуск протеза имени Люка Скайуокера до конца 2016 года.

]]>
Sat, 15 Oct 2016 13:49:53 +0400
<![CDATA[Ученые РФ начали испытывать первый в мире робот для диагностики линий электропередачи ]]>http://2045.ru/news/35055.html35055Российские ученые приступили к испытаниям роботизированного комплекса для диагностики высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛ), который был разработан в Уральском федеральном университете (УрФУ). Проект не имеет аналогов в мире, сообщили во вторник в пресс-службе вуза.

"Под Волгоградом проходят испытания роботизированного комплекса "Канатаход" для диагностики ВЛ. Проект, реализующийся при поддержке губернатора и правительства региона, не имеет мировых аналогов, в том числе по ожидаемой производительности и эффективности", - сказали в пресс-службе.

По словам ученых, комплекс состоит из беспилотного вертолета и тележки. "Вертолет используется для установки и снятия тележки. Тележка перемещается по грозозащитному тросу над проводами ВЛ, робот сканирует трассу, строит карту, выявляет дефекты, записывает и передает данные. Пока диагностика идет в полуавтоматическом режиме, то есть системой управляет пилот с земли, но в дальнейшем предполагается полностью автономное управление", - добавили в вузе.

Там отметили, что к 2018 году разработчики планируют выход на российский и мировой рынок.

Как ранее пояснил ТАСС один из авторов комплекса, аспирант УрФУ Александр Лемех, данная разработка позволяет диагностировать ВЛ без отключения ее от подстанции и в разы улучшает качество ее работы. По словам Лемеха, молодые ученые изготовили пять "Канатаходов" общей стоимостью 4 млн рублей.

]]>
Tue, 27 Sep 2016 22:31:15 +0400
<![CDATA[РЕВОЛЮЦИЯ В ЛЕЧЕНИИ ОНКОЛОГИИ, КОТОРУЮ МЫ ПРОПУСТИЛИ?]]>http://2045.ru/news/35054.html35054Онкологические заболевания ежегодно уносят сотни тысяч человеческих жизней, лекарства для борьбы с опухолевыми заболеваниями действуют, как правило, по одному и тому же принципу: убивают все клетки и ткани организма без разбора. Так сказать, «бей своих, чтобы чужие боялись». Наверняка, если спросить любого из вас о том, как же лечить раковые заболевания, большинство (даже медики) ответят: химиотерапия, облучение и… все. Возможно, кто-то вспомнит о разработке в сфере таргетированной доставки лекарств. Но что, если я вам скажу, что есть и другие методы? Гораздо более действенные. Новые и безопасные? Это практически революция в лечении онкологии. И она уже началась.

Как уже было сказано выше, обычная химиотерапия оказывает системное влияние на весь организм человека, уничтожая как больные клетки, так и здоровые. Химиотерапия является стандартом в лечении большинства форм онкозаболеваний, но мы разберем методы гораздо более действенные. Итак, начнем!

1. Биологические препараты

Этот вид противоопухолевых средств действует точечно, убивая лишь генетически измененные раком клетки. К примеру, препарат, Зельбораф блокирует серин-треонин киназу, кодирующуюся геном BRAF. Ген BRAF же отвечает за развитие меланомы. Таким образом, все клетки, в генетическом наборе которых присутствует данный ген, будут уничтожены, на остальные структуры препарат попросту не подействует!

2. Иммунологические препараты

Данный вид терапевтических средств воздействует на иммунную систему человека, «обучая» ее борьбе с онкозаболеваниями. Дело в том, что (только сейчас без паники!) в нашем организме раковые клетки образуются с завидной регулярностью, но они уничтожаются иммунной системой, которая не позволяет таким клеткам делиться. В тот момент, когда случается сбой и появляется клетка, которая не «определяется» иммунной системой как чужеродная, и запускается опухолевый процесс. Иммунологические препараты воздействуют на систему иммунитета таким образом, что «упущенный» вид опухолей вновь начинает восприниматься как чужеродный. Таким образом препарат лишь подстегивает наш организм самостоятельно убивать опухолевые образования.

Одним из таких препаратов, который уже сейчас используется в лечении рака, является препарат Опдиво.

3. Персональные генетические исследования

Такие исследования включают в себя анализ ткани опухоли и отвечают на целый ряд вопросов: наличие определенных мутаций в структуре опухоли, позволяющие предоставить эффективное лечение определенным биологическим препаратом, влияние разных видов химиотерапии на конкретную опухоль (примерно то же самое, что определение чувствительности бактерий к антибиотикам), влияние иммунологических и биологических препаратов на опухоль. «Так в чем же здесь революция?» — спросите вы. Суть в том, что данные исследования персонифицированы – они дают ответы по лечению конкретного вида рака конкретного пациента, а значит, и можно выбрать препарат, который будет максимально действенен для данного больного. То есть – сразу подобрать наиболее эффективное лекарство и его дозировку, не тратя долгие месяцы.

Ну что ж, как видно, медицина не стоит на месте, а многие новые веяния мы попросту упускаем из виду. Уже сейчас все перечисленные методы работают. И еще больше разрабатывается и проходят клинические испытания, так что, вполне возможно, что не далек тот день, когда человечество сможет победить болезни, которые сегодня считаются неизлечимыми. Будьте здоровы!

]]>
Tue, 27 Sep 2016 22:24:25 +0400
<![CDATA[Роботов отучили толкаться]]>http://2045.ru/news/35051.html35051Институт роботов и «умных» машин Технологического института Джорджии разработал новый алгоритм безопасности, который позволяет большой группе роботов выполнять задания не сталкиваясь друг с другом и не мешая друг другу. Согласно сообщению института, алгоритм основан на уменьшении зоны безопасности роботов, небольшого пространства вокруг аппаратов, в которое не должны попадать другие аппараты.

Групповое выполнение задания роботами имеет серьезный недостаток. Каждый из аппаратов в группе обычно оснащается собственной программой, подчиненной алгоритмам безопасности, которые создают вокруг роботов зоны безопасности. Выполняя задание, роботы стараются передвигаться таким образом, чтобы в их зону безопасности не попадали ни посторонние предметы, ни другие роботы.

Когда роботы выполняют какое-либо задание небольшой группой, трудностей обычно не возникает — им хватает свободного пространства для перемещения. В случае крупной группы могут возникать ситуации, когда роботы начинают мешать друг другу или вовсе становятся не способными выполнять задание, потому что при каждом движении один из аппаратов обязательно попадает в зону безопасности другого.

Ученым из Технологического института Джорджии удалось преодолеть этот недостаток, хотя подробности о новом алгоритме пока не раскрываются. Детально свою работу исследователи намерены представить на конференции IEEE CDC, которая пройдет в Лас-Вегасе 12–14 декабря текущего года. Лабораторные испытания алгоритма проводились в группе из четырех и восьми роботов, а также в группе из четырех аппаратов, один из которых не соблюдал зоны безопасности.

Во всех случаях роботы были выстроены по углам комнаты. Им было дано задание поменяться местами, проехав через центр комнаты. Роботы из групп, где каждый член был оснащен новым алгоритмом, доезжали до центра комнаты, объезжали его по кругу и занимали свои новые места. В группе с роботом, не соблюдающим правила безопасности, три аппарата сначала пропустили его, а затем завершили маневр.

В контрольных испытаниях роботов с обычными алгоритмами безопасности либо происходило столкновение, либо аппараты прекращали выполнение задания. По мнению разработчиков, новые алгоритмы безопасности можно будет использовать в беспилотных автомобилях или перспективных пассажирских самолетах.

Сегодня сразу несколько компаний заняты разработкой роботов, способных действовать группами. Каждый аппарат будет отвечать за выполнение одного конкретного действия, а группа при этом сможет выполнить задание лучше, чем один универсальный робот. Считается, что это позволит снизить стоимость каждого робота в группе и увеличить шансы на выполнение заданий.

Групповое выполнение заданий, например, лежит в основе концепции Пентагона Gremlins. Этот проект предполагает создание множества дешевых беспилотников, которые можно будет сбрасывать стаями с транспортных самолетов. Они будут группами вести разведку или выводить из строя радиолокационные станции.

]]>
Fri, 9 Sep 2016 00:58:28 +0400