Šiandien pasaulyje atliktų tyrimų, galinčių paversti pripažinimą pelniusio Jameso Camerono filmo „Avataras“įvykius, skaičius kasdien auga ir duoda apčiuopiamų rezultatų. Tokius tyrimus lydi konkretūs rezultatai; apie juos kalba ne tik svajotojai ir mokslinės fantastikos rašytojai, bet ir žymūs mokslininkai bei lyderiai, įskaitant rusus. Pavyzdžiui, Dmitrijus Rogozinas ne taip seniai viename iš savo interviu žurnalistams sakė, kad tarp projektų, kuriuos įgyvendina Rusijos pažangių studijų fondas, taip pat reikia sukurti avatarą.
Šiandien pseudoportretas suprantamas kaip komponentų rinkinys - savotiška mašinos (vykdomojo mechanizmo) ir žmogaus smegenų simbiozė, sukurta remiantis neuro sąsaja. Jei tokios technologijos bus visiškai įgyvendintos, žmogus savo mintimis galės iš tolo valdyti ir atskirą pavarą, ir visą mašiną. Avataras yra tam tikras visavertis „aš“per atstumą. Viskas, kas vyksta aplink robotą-avatarą, turi būti visiškai perduotas operatoriui taip užtikrintai, kad jis jaučiasi esąs toje pačioje vietoje kaip ir pavara. Tai daug sunkiau įgyvendinti nei įprastas roboto valdymas per atstumą, kuris buvo prieinamas nuo sovietinių mėnulio roverių laikų.
Mokslo ir technikos laimėjimai, sukaupti per pastarąjį pusę amžiaus, iš viso jau leidžia pakeisti 60–70% žmogaus kūno funkcijų. Šiuo metu belieka tik išanalizuoti, kas tiksliai suteiks mums galimybę atitrūkti nuo fantazijų ir pereiti prie tikrojo avataro dizaino, nes tai tikrai yra būtina sąlyga. Visos žmonijos pasiekimas yra daugybės įvairiausių robotų, kurie šiandien įgyja gebėjimą ne tik spręsti užprogramuotas užduotis, bet ir savarankiškai priimti sprendimus, įvertinti situaciją, sukūrimas. Šiuolaikinių robotų sistemų pažinimo gebėjimai vis labiau artėja prie žmogaus galimybių.
Šiuolaikinės didelės įmonės taip pat pajuto tokio darbo perspektyvas. Pavyzdžiui, „Google“per 2013 metus, vos per šešis mėnesius, įsigijo 8 robotų kompanijas visame pasaulyje. Tarp interneto milžino pirkinių yra žinoma kompanija „Boston Dynamics“, taip pat „Japanese Shaft“. Be to, „Google“domisi bioinžinerija, o 2013 m. „Google“įkūrė biotechnologijų bendrovę „Calico“„California Life Company“.
Pirmosios kregždės
Neurofizikai žengė svarbų žingsnį priartindami avatarą prie realybės. Jiems pavyko išmokyti beždžiones naudotis dviem virtualiomis rankomis, valdant jas tik minties pagalba. Tai svarbus žingsnis kuriant smegenų ir kompiuterio sąsają. Kol kas beždžionės valdo virtualias rankas kompiuterio ekrane, su jų pagalba negalima imtis tikro skanėsto. Tačiau kontroliuojant šias virtualias rankas smegenų pagalba ir sprendžiant problemas monitoriaus ekrane, beždžionės gauna atlygį. Virtualios rankos yra beždžionės pseudoportretas.
Šie eksperimentai šiandien atliekami Duke universiteto medicinos centro neurofiziologo Miguelio Nicoleliso laboratorijoje. Eksperimente dalyvauja dvi beždžionės - patinas ir patelė. Mokslininkai į kiekvieno iš jų smegenis įsodino rekordinį skaičių mikroelektrodų, kurie registruoja smegenų neuronų elektrinį aktyvumą. Į moters smegenis buvo implantuoti 768 elektrodai, patino - 384. Dar visai neseniai to negalėjo padaryti nė vienas pasaulio neurofiziologas.
Mikroelektrodai yra ant specialių plokščių, esančių skirtingose beždžionės smegenų žievės srityse. Kiekvienas iš šių mikroelektrodų registruoja aplinkinių neuronų impulsus. Todėl mokslininkams pavyksta užregistruoti daugiau nei 500 neuronų aktyvumą kiekvienoje beždžionėje. Tuo pat metu beždžionėms buvo parodytas pseudoportretas, galintis manipuliuoti įvairių formų objektais. Tada jie pradėjo mokytis valdyti jį vairasvirte.
Šios kontrolės metu mokslininkai fiksavo jų smegenų neuronų veiklą, pagal gautus duomenis sudarydami modelį, kuris leido susieti tam tikrų neuronų veiklą su tam tikrais rankų judesiais. Tuo pačiu metu dar visai neseniai visi tokie eksperimentai buvo atliekami tik viena ranka. Perėjimas prie valdymo dviem rankomis naudojant smegenų veiklą yra esminis žingsnis į priekį vystantis.
Sukurtas modelis tapo pagrindu kuriant „smegenų ir kompiuterio“sąsają, leidžiančią pereiti prie virtualių rankų-avatarų valdymo tik vienos minties pagalba. Tai reiškia, kad beždžionės norą perkelti ranką į kairę arba į dešinę lydėjo pagrindinių smegenų neuronų veikla, o sukurta sąsaja buvo susijusi su šios veiklos pavertimu norimu virtualios rankos judesiu. Norėdami iššifruoti neuronų veiklą, specialistai naudojo algoritmą, kurį jie jau sukūrė atlikdami ankstesnius tyrimus, kurie buvo atlikti viena ranka.
Tą akimirką, kai vairasvirtė buvo atimta iš beždžionių, pasitelkiant atkaklų mokymą, jie savo minčių pagalba išmoko virtualias rankas ekrane nukreipti į specialius taikinius, kurį laiką laikydami ant taikinių. Kaip taikiniai buvo naudojamos įvairios geometrinės figūros. Jei beždžionės susidorojo su užduotimi, už tai gavo skanėstą. Mokslininkai mokė makakas keliais būdais. Iš pradžių beždžionių rankos buvo laisvos ir jos tarsi galėjo joms padėti, atlikdamos tuos pačius judesius kaip ir virtualioji ranka. Tačiau antrajame etape beždžionių rankos buvo tvirtai pritvirtintos prie kėdės, paliekant tik smegenis valdyti virtualią realybę.
Kitas įdomus įvykis yra dirbtinis superstrong elastinis raumuo, kurį kuria Singapūro nacionalinio universiteto (NSU) komanda. Pasak pagrindinės šios technologijos kūrėjos Adrianos Koch, pagrindinis tikslas yra sukurti raumenų audinį, pranokstantį natūralius mėginius. Anot jos, medžiagos, iš kurių gaminamas jų dirbtinis raumuo, imituoja tikrų žmogaus audinių veiklą ir gali akimirksniu reaguoti į gaunamą elektros impulsą. Teigiama, kad šis raumuo gali pakelti 80 kartų daugiau savo svorio. Artimiausiu metu, per 3–5 metus, ekspertai tikisi šį raumenį sujungti su roboto ranka, kuri savo išvaizda bus beveik niekuo nesiskirianti nuo tikros žmogaus rankos, bet tuo pačiu 10 kartų stipresnė už ją.
Ši technologija turi ir kitų privalumų. Dėl dirbtinių raumenų susitraukimų ir judesių gali susidaryti energijos „šalutinis produktas“, kurį galima paversti iš mechaninės į elektros energiją. Dėl natūralių medžiagų, naudojamų dirbtiniuose raumenyse, savybių, jis galės išlaikyti gana didelį energijos kiekį. Dėl to tokius raumenis gaunantis robotas gali tapti energetiškai savarankiškas ir nepriklausomas. Įkrovimas užtruks ne ilgiau kaip minutę.
Taip pat plačiai kuriamos dirbtinių akių kūrimo technologijos. Mokslininkai kuria įvairius tinklainės protezus. Kuriant klausos protezus padaryta dar didesnė pažanga. Jau keletą metų JAV pacientai diegia mikrokompiuterio, mikrofono ir elektrodų, prijungtų prie klausos nervų, sistemą. Tokią sistemą jau įdiegė daugiau nei 200 000 pacientų, o tai rodo, kad tai jau ne pavieniai mokslininkų eksperimentai, o kasdienė klinikinė praktika.
Šiuolaikinių mokslininkų kūrybos vainikas, demonstruojantis teiginį, kad mes galime 60–70% žmogaus kūno funkcijų pakeisti dirbtiniais implantais, buvo pirmasis pasaulyje biorobotas „Rex“. Tokiam bioniniam žmogui visi nusistovėję organai - nuo akių iki širdies - yra dirbtiniai. Visi jie yra iš tų, kurie jau yra įdiegti tikriems pacientams arba atliekami serijos tyrimai. Esamo protezų rinkinio dėka „Rex“girdi, mato, gali vaikščioti ir veikti, netgi sugeba palaikyti paprastą pokalbį, nes yra apdovanotas paprastu dirbtiniu intelektu.
Tuo pačiu metu bioniniam žmogui nepakanka skrandžio, plaučių ir šlapimo pūslės. Tačiau visi šie dirbtiniai organai dar nebuvo išrasti, o dirbtinių smegenų vystymasis dar labai toli. Tuo pačiu metu „Rex“kūrėjai mano, kad artimiausiu metu bet koks implantas bus prieinamas žmonėms. Be to, mokslininkai mano, kad kada nors juos naudos sveiki žmonės, kurie, susidėvėję, pakeis vidaus organus, ir tai jau yra tiesioginis kelias į nemirtingumą.
„Avatar“technologijos problemos
2013 metais Niujorke vyko eilinė tarptautinė konferencija „Global Future“. Šioje konferencijoje pagal tradiciją apibendrinami didelio masto projekto „Avataras“techninio pagrindo rezultatai. Šio projekto vadovas rusų verslininkas Dmitrijus Itskovas užsiima investuotojų pritraukimu visame pasaulyje. Anot Itskovo, artimiausiu metu gali būti sukurtas dirbtinis kūnas, kuris pagal savo funkcines savybes nesiskiria nuo originalo ir laikui bėgant netgi sugebės jį pranokti. Be to, dirbama kuriant žmogaus asmenybės perkėlimo į šį dirbtinį kūną technologiją, kuri gali suteikti neribotą gyvenimo trukmę, suteikti žmonėms nemirtingumo. Buvo įvardyta net pirmojo šios programos etapo įgyvendinimo data - 2045 m.
Jau dabar projektas „Avataras“lyginamas su didžiausiais laimėjimais žmonijos civilizacijos istorijoje. Pavyzdžiui, kaip atominės bombos sukūrimo projektas, kosminis skrydis, nusileidimas Mėnulyje. Šiuo metu praktiškai yra du šios programos elementai - vykdomieji mechanizmai ir žmogaus smegenys. Pagrindinė kliūtis tarp jų sukurti visavertę, veikiančią biomechaninę simbiozę yra neuro sąsaja - tai yra tiesioginio ir grįžtamojo ryšio sistema.
Plėtojant tokį ryšį, kyla daug klausimų. Štai tik vienas iš jų: į kurią iš milijardo žmogaus smegenų motorinės žievės ląstelių geriausia atnešti elektrodus, kad būtų galima valdyti, pavyzdžiui, protezuotą koją? Kaip rasti reikiamas ląsteles, apsisaugoti nuo įvairių trukdžių, užtikrinti reikiamą tikslumą, išversti smegenų ląstelių nervinių impulsų seką į tikslias ir suprantamas dirbtinio mechanizmo komandas?
Po šių bendrų įgyvendinimo klausimų taip pat atsiranda daug privačių. Pavyzdžiui, į žmogaus smegenis įkišti elektrodai greitai apauga gliuzinių ląstelių sluoksniu. Šios ląstelės yra savotiška mūsų neuro aplinkos apsauga, todėl sunku bendrauti su implantuotais elektrodais. Glijos ląstelės bando blokuoti viską, ką jie suvokia ar suvokia kaip svetimkūnį. Šiuo metu apsaugos nuo užteršimo ir tuo pačiu metu nekenksmingų mikroelektrodų kūrimas vis dar yra rimta problema be galutinio sprendimo. Eksperimentai šia kryptimi tęsiami. Mes siūlome elektrodus, pagamintus iš nanovamzdelių, elektrodus su specialia danga, galima pakeisti elektros impulsus šviesos signalais (išbandyti su gyvūnais), tačiau dar anksti skelbti pilną problemos sprendimą.
