تعداد تحقیقات انجام شده در جهان امروز ، که می تواند حوادث فیلم تحسین شده "آواتار" ساخته جیمز کامرون را تغییر دهد ، هر روز در حال افزایش است و نتایج ملموسی به دنبال دارد. چنین مطالعاتی با نتایج مشخصی همراه است ؛ نه تنها رویاپردازان و نویسندگان داستان های علمی تخیلی در مورد آنها صحبت می کنند ، بلکه دانشمندان و رهبران برجسته ای ، از جمله روسیه. به عنوان مثال ، دیمیتری روگوزین چندی پیش ، در یکی از مصاحبه های خود ، به خبرنگاران گفت که در بین پروژه هایی که توسط بنیاد مطالعات پیشرفته روسیه اجرا می شود ، همچنین کار ایجاد یک نماد نیز وجود دارد.
امروزه یک آواتار به عنوان مجموعه ای از اجزا - نوعی همزیستی ماشین (مکانیزم اجرایی) و مغز انسان ، که بر اساس یک رابط عصبی ساخته شده است ، درک می شود. اگر چنین فناوری هایی به طور کامل اجرا شود ، فرد قادر خواهد بود با کمک افکار خود از راه دور هم یک محرک جداگانه و هم کل دستگاه را کنترل کند. آواتار نوعی "من" تمام عیار از راه دور است. هر اتفاقی که در اطراف روبات آواتار می افتد باید با اطمینان کامل به اپراتور منتقل شود تا او احساس کند در همان مکانی است که خود محرک قرار دارد. اجرای این کار بسیار دشوارتر از کنترل معمول یک ربات از راه دور است که از زمان مریخ نوردهای شوروی در دسترس بوده است.
در مجموع دستاوردهای علمی و فنی که در نیم قرن گذشته جمع آوری شده اند ، جایگزینی 60-70 of از عملکردهای بدن انسان را ممکن می سازد. در حال حاضر ، تنها باید تجزیه و تحلیل شود که دقیقاً چه چیزی به ما این فرصت را می دهد تا از خیالات دور شویم و به طراحی واقعی یک آواتار برویم ، زیرا واقعاً یک پیش نیاز وجود دارد. دستاورد همه بشریت توسعه تعداد زیادی از انواع مختلف روبات ها است ، که امروزه نه تنها قادر به حل وظایف برنامه ریزی شده ، بلکه همچنین تصمیم گیری مستقل ، ارزیابی وضعیت هستند. توانایی های شناختی سیستم های روباتیک مدرن در حال نزدیک شدن به قابلیت های انسان است.
شرکتهای بزرگ مدرن نیز چشم انداز این نوع کار را احساس کرده اند. به عنوان مثال ، گوگل 8 شرکت روباتیک را در سراسر جهان تنها در سال 2013 ، تنها در شش ماه خریداری کرد. از جمله خریدهای غول اینترنتی ، شرکت معروف Boston Dynamics و همچنین ژاپن شفت است. علاوه بر این ، Google به مهندسی زیستی علاقه دارد و در سال 2013 گوگل شرکت California Life ، یک شرکت زیست فناوری Calico را تاسیس کرد.
اولین پرستوها
فیزیکدانان عصبی گام مهمی در نزدیک کردن آواتار به واقعیت برداشته اند. آنها موفق شدند به میمون ها آموزش دهند که از دو دست مجازی استفاده کنند و آنها را تنها با کمک فکر کنترل کنند. این یک گام مهم در توسعه رابط مغز و کامپیوتر است. تا کنون ، میمون ها دست های مجازی را روی صفحه کامپیوتر کنترل می کنند ، شما نمی توانید با کمک آنها یک درمان واقعی انجام دهید. با این حال ، با کنترل این دست های مجازی با کمک مغز و حل مشکلات با کمک آنها روی صفحه مانیتور ، میمون ها پاداشی دریافت می کنند. دست های مجازی نماد میمون هستند.
این آزمایشات امروز در آزمایشگاه میگوئل نیکوللیس متخصص مغز و اعصاب در مرکز پزشکی دانشگاه دوک انجام می شود. این آزمایش شامل دو میمون - یک نر و یک ماده است.دانشمندان تعداد بی نظیری میکروالکترود را در مغز هر یک از آنها کاشته اند که درگیر ثبت فعالیت الکتریکی نورون های مغزی هستند. 768 الکترود در مغز زن ، 384 نفر از مردان ، کاشته شد. تا همین اواخر ، هیچ متخصص عصبی در جهان نمی توانست این کار را انجام دهد.
میکروالکترودها روی تخته های خاصی قرار دارند که در نواحی مختلف قشر مخ میمون قرار گرفته اند. هر یک از این میکروالکترودها تکانه های الکتریکی نورون های اطراف را ثبت می کنند. در نتیجه ، دانشمندان موفق به ثبت فعالیت بیش از 500 نورون در هر میمون می شوند. در همان زمان ، نمادهایی به میمون ها نشان داده شد که می توانست اشیاء با اشکال مختلف را دستکاری کند. سپس آنها شروع به یادگیری نحوه کار با جوی استیک کردند.
در زمان این کنترل ، دانشمندان در حال ثبت فعالیت سلول های عصبی در مغز خود بودند و بر اساس داده های بدست آمده مدلی را ایجاد کردند که این امکان را فراهم آورد تا فعالیت برخی از نورون ها را با حرکات دست خاصی مرتبط سازد. در همان زمان ، تا همین اواخر ، همه چنین آزمایشاتی تنها با یک دست انجام می شد. انتقال به کنترل دو دستی با کمک فعالیت مغزی یک گام اساسی در توسعه است.
مدل توسعه یافته مبنایی برای ایجاد رابط "مغز و رایانه" شد ، که به شما امکان می دهد تنها با یک فکر به کنترل آواتارهای دست مجازی بپردازید. این بدان معنی است که میل میمون برای حرکت دست خود به چپ یا راست با فعالیت نورون های کلیدی در مغز همراه بود ، در حالی که رابط کاربری توسعه یافته در تبدیل این فعالیت به حرکت دلخواه دست مجازی مشغول بود. برای رمزگشایی فعالیت سلول های عصبی ، متخصصان از الگوریتمی که قبلاً در چارچوب مطالعات قبلی ایجاد کرده بودند ، استفاده کردند که با یک دست انجام شد.
در لحظه ای که جوی استیک از میمون ها گرفته شد ، با کمک آموزش مداوم ، آنها با کمک افکار خود یاد گرفتند که دست های مجازی روی صفحه را به سمت اهداف خاص هدایت کنند و آنها را برای مدتی بر روی اهداف نگه دارند. اشکال مختلف هندسی به عنوان اهداف مورد استفاده قرار گرفت. اگر میمون ها با این وظیفه کنار بیایند ، از این کار هدیه ای دریافت می کنند. دانشمندان ماکاک را به روش های مختلف آموزش داده اند. در ابتدا ، دست میمون ها آزاد بود و می توانستند از آنها برای کمک به خود استفاده کنند ، همان حرکاتی را که دست مجازی انجام می داد. با این حال ، در مرحله دوم ، دست میمون ها به طور محکم به صندلی متصل شد و تنها مغز آنها برای کنترل واقعیت مجازی باقی ماند.
یکی دیگر از پیشرفتهای جالب عضلات الاستیک فوق قوی مصنوعی است که توسط تیمی در دانشگاه ملی سنگاپور (NSU) ایجاد شده است. به گفته توسعه دهنده اصلی این فناوری ، آدریانا کوچ ، هدف اصلی ایجاد بافت ماهیچه ای است که از نمونه های طبیعی پیشی بگیرد. به گفته وی ، موادی که ماهیچه مصنوعی آنها از آنها ساخته شده است ، فعالیت بافتهای واقعی انسان را تقلید می کند و قادر است به یک ضربه الکتریکی ورودی فورا پاسخ دهد. گفته می شود این ماهیچه می تواند 80 برابر وزن خود بلند کند. در آینده نزدیک ، طی 3-5 سال ، کارشناسان انتظار دارند این ماهیچه را با بازوی روباتیک ترکیب کنند ، که در ظاهر تقریباً از بازوی واقعی انسان قابل تشخیص نیست ، اما در عین حال 10 برابر قوی تر از آن است.
این فناوری مزایای دیگری نیز دارد. انقباضات و حرکات ماهیچه های مصنوعی می توانند "محصول جانبی" انرژی تولید کنند که می تواند از انرژی مکانیکی به الکتریکی تبدیل شود. با توجه به خواص طبیعی مواد مورد استفاده در ماهیچه مصنوعی ، می تواند مقدار نسبتاً زیادی انرژی را حفظ کند. به لطف این ، رباتی که چنین ماهیچه هایی را دریافت می کند می تواند از نظر انرژی مستقل و مستقل شود. شارژ مجدد بیش از یک دقیقه طول نمی کشد.
فناوری های ایجاد چشم مصنوعی نیز به طور گسترده در حال توسعه است.دانشمندان در حال کار بر روی ساخت پروتزهای مختلف شبکیه هستند. حتی پیشرفت های بیشتری در زمینه ساخت پروتزهای شنوایی انجام شده است. چندین سال است که در ایالات متحده ، بیماران یک سیستم میکرو کامپیوتر ، میکروفون و الکترودهایی را نصب کرده اند که به اعصاب شنوایی متصل هستند. بیش از 200،000 بیمار قبلاً چنین سیستمی را نصب کرده اند ، که نشان می دهد اینها دیگر آزمایشات جداگانه دانشمندان نیستند ، بلکه تمرین بالینی روزمره هستند.
تاج ایجاد دانشمندان مدرن ، با اثبات این ادعا که ما قادر به جایگزینی 60-70 of از عملکردهای بدن انسان با ایمپلنت های مصنوعی هستیم ، اولین ربات زیستی جهان "Rex" بود. در چنین فرد بیونیک ، تمام اندام های ایجاد شده - از چشم تا قلب - مصنوعی هستند. همه آنها از کسانی هستند که قبلاً روی بیماران واقعی نصب شده یا تحت یک سری آزمایش ها قرار گرفته اند. به لطف مجموعه پروتزهای موجود ، "رکس" می شنود ، می بیند ، می تواند راه برود و کار کند ، حتی می تواند یک مکالمه ساده را حفظ کند ، زیرا دارای هوش مصنوعی ساده است.
در عین حال ، یک فرد بیونیک از معده ، ریه و مثانه خود به اندازه کافی برخوردار نیست. همه این اندام های مصنوعی هنوز اختراع نشده اند ، اما توسعه مغز مصنوعی هنوز بسیار دور است. در عین حال ، توسعه دهندگان Rex معتقدند که در آینده نزدیک ، هر ایمپلنت در دسترس مردم خواهد بود. همچنین ، دانشمندان معتقدند که روزی افراد سالم از آنها استفاده خواهند کرد که با فرسودگی آنها جایگزین اندام های داخلی می شود و این در حال حاضر یک مسیر مستقیم به جاودانگی است.
مشکلات فناوری آواتار
در سال 2013 ، یک کنفرانس بین المللی منظم با عنوان "آینده جهانی" در نیویورک برگزار شد. در این کنفرانس ، طبق سنت ، نتایج زمینه های فنی پروژه بزرگ "آواتار" خلاصه می شود. سرپرست این پروژه ، کارآفرین روسی دیمیتری ایتسکوف ، در جذب سرمایه گذار در سراسر جهان مشغول است. به گفته ایتسکوف ، در آینده نزدیک ، ممکن است یک بدن مصنوعی ایجاد شود ، که از نظر تعدادی از ویژگی های عملکردی آن ، با اصل متفاوت نخواهد بود و با گذشت زمان حتی می تواند از آن پیشی بگیرد. علاوه بر این ، کار برای ایجاد فناوری برای انتقال شخصیت فرد به این بدن مصنوعی در حال انجام است که می تواند طول عمر نامحدودی را برای افراد جاودانه کند. حتی تاریخ اجرای مرحله اول این برنامه - 2045 نامگذاری شد.
در حال حاضر پروژه آواتار با بزرگترین دستاوردهای تاریخ تمدن بشری مقایسه می شود. برای مثال ، به عنوان پروژه ای برای ایجاد بمب اتمی ، پرواز فضایی ، فرود بر روی ماه. در حال حاضر ، عملاً دو عنصر از این برنامه موجود است - مکانیسم های اجرایی و مغز انسان. مانع اصلی ایجاد یک همزیستی بیومکانیکی کامل و عملکردی بین آنها ، رابط عصبی است - یعنی سیستم مستقیم و بازخورد.
هنگام ایجاد چنین ارتباطی ، تعداد زیادی س questionsال ایجاد می شود. در اینجا فقط یکی از آنها وجود دارد: به کدام یک از میلیارد سلول در قشر حرکتی مغز انسان بهتر است الکترودهایی را برای کنترل ، به عنوان مثال یک پای مصنوعی ، کنترل کنیم؟ چگونه می توان سلولهای لازم را پیدا کرد ، در برابر تداخل مختلف محافظت کرد ، دقت مورد نیاز را تضمین کرد ، توالی تکانه های عصبی سلول های مغز را به دستورات دقیق و قابل فهم مکانیسم مصنوعی تبدیل کرد؟
به دنبال این سوالات کلی پیاده سازی ، تعداد زیادی س privateال خصوصی نیز ظاهر می شود. به عنوان مثال ، الکترودهایی که در مغز انسان وارد می شوند به سرعت با لایه ای از سلول های گلیال رشد می کنند. این سلول ها نوعی محافظت از محیط عصبی ما هستند که ارتباط با الکترودهای کاشته شده را مشکل می کند. سلول های گلیال سعی می کنند هر چیزی را که به عنوان یک بدن خارجی درک یا درک می کنند ، مسدود کنند.در حال حاضر ، توسعه میکروالکترودهای ضد رسوب و در عین حال بی ضرر هنوز یک مشکل جدی بدون راه حل نهایی است. آزمایشات در این راستا ادامه دارد. ما الکترودهای ساخته شده از نانولوله ها ، الکترودهایی با پوشش ویژه را ارائه می دهیم ، ممکن است سیگنال های نوری (آزمایش شده روی حیوانات) را جایگزین تکانه های الکتریکی کنیم ، اما برای اعلام راه حل کامل این مشکل هنوز زود است.
