Počet výskumov uskutočnených v dnešnom svete, ktoré môžu zmeniť udalosti uznávaného filmu „Avatar“od Jamesa Camerona, každým dňom rastie a prináša hmatateľné výsledky. Takéto štúdie sprevádzajú konkrétne výsledky; hovoria o nich nielen snívatelia a spisovatelia sci -fi, ale aj významní vedci a lídri vrátane ruských. Napríklad Dmitrij Rogozin nie je tak dávno, v jednom zo svojich rozhovorov novinárom povedal, že medzi projektmi, ktoré realizuje Ruská nadácia pre pokročilé štúdium, je aj práca na vytvorení avatara.
Dnes je avatar chápaný ako súbor komponentov - druh symbiózy stroja (výkonného mechanizmu) a ľudského mozgu, ktorý je postavený na základe neurointerface. Pokiaľ budú takéto technológie implementované v plnom rozsahu, bude človek schopný pomocou myšlienok ovládať na diaľku ako samostatný pohon, tak celý stroj. Avatar je akýmsi plnohodnotným „ja“na diaľku. Všetko, čo sa deje okolo robotického avatara, musí byť operátorovi plne odovzdané s takou istotou, že sa cíti na rovnakom mieste ako samotný pohon. Toto je oveľa ťažšie implementovať ako obvyklé ovládanie robota na diaľku, ktoré bolo k dispozícii od čias sovietskych lunárnych roverov.
Vedecké a technické úspechy, ktoré boli nahromadené za posledné polstoročie, celkovo už umožňujú nahradiť 60-70% funkcií ľudského tela. V súčasnej dobe zostáva len analyzovať, čo presne nám poskytne príležitosť uniknúť fantázii a prejsť k skutočnému dizajnu avatara, pretože na to skutočne existuje predpoklad. Dosiahnutím celého ľudstva je vývoj veľkého počtu rôznych robotov, ktorí dnes získavajú schopnosť nielen riešiť naprogramované úlohy, ale aj samostatne sa rozhodovať a hodnotiť situáciu. Kognitívne schopnosti moderných robotických systémov sú stále bližšie k ľudským schopnostiam.
Vyhliadky na tento druh práce pocítili aj moderné veľké spoločnosti. Google napríklad len za rok šesť mesiacov získal 8 robotických spoločností na celom svete. Medzi nákupy internetového giganta patrí známa spoločnosť Boston Dynamics, ako aj japonský Shaft. Google má okrem toho záujem o bioinžinierstvo a v roku 2013 Google založil spoločnosť California Life Company, biotechnologickú spoločnosť Calico.
Prvé lastovičky
Neurofyzici urobili dôležitý krok v priblížení avatara k realite. Podarilo sa im naučiť opice používať dve virtuálne ruky a ovládať ich iba pomocou myšlienky. Toto je dôležitý krok vo vývoji rozhrania mozog-počítač. Opice zatiaľ ovládajú virtuálne ruky na obrazovke počítača, s ich pomocou si nemôžete vziať skutočnú pochúťku. Ovládaním týchto virtuálnych rúk pomocou mozgu a riešením problémov s ich pomocou na obrazovke monitora však opice dostávajú odmenu. Virtuálne ruky sú avatar opice.
Tieto experimenty sa dnes vykonávajú v laboratóriu neurofyziológa Miguela Nicolelisa z Lekárskeho centra Duke University. Experiment zahŕňa dve opice - samca a samicu. Vedci každému z nich implantovali do mozgu rekordný počet mikroelektród, ktoré sa zaoberajú zaznamenávaním elektrickej aktivity mozgových neurónov. Do mozgu ženy bolo implantovaných 768 elektród, z toho 384 mužov. Donedávna to nedokázal žiadny neurofyziológ na svete.
Mikroelektródy sú umiestnené na špeciálnych doskách, ktoré boli umiestnené v rôznych oblastiach mozgovej kôry opice. Každá z týchto mikroelektród zaznamenáva elektrické impulzy z okolitých neurónov. Vďaka tomu sa vedcom podarilo zaznamenať aktivitu viac ako 500 neurónov u každej opice. Opiciam bol zároveň ukázaný avatar, ktorý dokázal manipulovať s predmetmi rôznych tvarov. Potom sa začali učiť, ako ho ovládať joystickom.
V čase tejto kontroly vedci zaznamenávali aktivitu neurónov v ich mozgu a zostavili model založený na získaných údajoch, ktorý umožnil spojiť aktivitu určitých neurónov s určitými pohybmi rúk. Zároveň až donedávna boli všetky tieto experimenty vykonávané iba jednou rukou. Prechod na obojručné ovládanie pomocou mozgovej aktivity je zásadným krokom vpred vo vývoji.
Vyvinutý model sa stal základom pre vytvorenie rozhrania „mozog-počítač“, ktoré vám umožní prejsť na ovládanie virtuálnych avatarov pomocou jednej myšlienky. To znamená, že opičia túžba pohnúť rukou doľava alebo doprava bola sprevádzaná aktivitou kľúčových neurónov v mozgu, pričom vyvinuté rozhranie sa zaoberalo transformáciou tejto aktivity na požadovaný pohyb virtuálnej ruky. Na dekódovanie aktivity neurónov špecialisti použili algoritmus, ktorý už vytvorili v rámci predchádzajúcich štúdií, ktoré boli vykonané jednou rukou.
V momente, keď bol opičiam odobratý joystick, pomocou vytrvalého výcviku sa pomocou svojich myšlienok naučili nasmerovať virtuálne ruky na obrazovku na špeciálne ciele, pričom ich nejaký čas držali na terčoch. Ako ciele boli použité rôzne geometrické tvary. Ak sa opice s úlohou vysporiadali, dostali za to odmenu. Vedci vycvičili makaky niekoľkými spôsobmi. Ruky opíc mali spočiatku voľné a mohli ich akoby používať ako pomocnú ruku, pričom robili rovnaké pohyby ako virtuálna ruka. V druhej fáze však boli ruky opíc pevne pripevnené k stoličke a virtuálnej realite tak zostal iba mozog.
Ďalším zaujímavým vývojom je umelý supersilný elastický sval, ktorý vytvára tím z Národnej univerzity v Singapure (NSU). Podľa hlavnej vývojárky tejto technológie Adriany Kochovej je hlavným cieľom vytvorenie svalového tkaniva, ktoré prekoná prírodné vzorky. Materiály, z ktorých je vyrobený ich umelý sval, podľa nej napodobňujú aktivitu skutočných ľudských tkanív a sú schopné okamžite reagovať na prichádzajúci elektrický impulz. Tento sval je údajne schopný zdvihnúť 80 -násobok svojej vlastnej hmotnosti. V blízkej budúcnosti, za 3 až 5 rokov, odborníci očakávajú kombináciu tohto svalu s robotickým ramenom, ktoré bude na prvý pohľad takmer nerozoznateľné od skutočného ľudského ramena, ale zároveň bude 10-krát silnejšie.
Táto technológia má aj ďalšie výhody. Kontrakcie a pohyby umelých svalov môžu generovať „vedľajší produkt“energie, ktorý je možné premeniť z mechanickej na elektrickú energiu. Vďaka prírodným vlastnostiam materiálov použitých v umelom svale si dokáže udržať pomerne veľké množstvo energie. Vďaka tomu sa robot, ktorý prijíma takéto svaly, môže stať energeticky autonómnym a nezávislým. Nabitie nezaberie viac ako minútu času.
Široko sa vyvíjajú aj technológie na vytváranie umelých očí. Vedci pracujú na vytvorení rôznych sietnicových protéz. Ešte viac pokročilo vo vývoji protéz sluchu. V USA pacienti už niekoľko rokov inštalujú systém mikropočítača, mikrofónu a elektród, ktoré sú spojené so sluchovými nervami. Takýto systém už má nainštalovaných viac ako 200 000 pacientov, čo naznačuje, že už nejde o izolované experimenty vedcov, ale o každodennú klinickú prax.
Korunou tvorby moderných vedcov, demonštrujúcich tvrdenie, že sme schopní nahradiť 60-70% funkcií ľudského tela umelými implantátmi, bol prvý biorobot „Rex“na svete. U takého bionického človeka sú všetky zavedené orgány - od očí po srdce - umelé. Všetci pochádzajú z tých, ktoré sa už inštalujú na skutočných pacientov alebo sa podrobujú sérii testov. Vďaka existujúcemu súboru protéz „Rex“počuje, vidí, môže chodiť a fungovať, dokonca je schopný udržiavať jednoduchú konverzáciu, pretože je vybavený jednoduchou umelou inteligenciou.
Bionický človek zároveň nemá dostatok žalúdka, pľúc a močového mechúra. Všetky tieto umelé orgány však ešte neboli vynájdené a vývoj umelého mozgu je ešte veľmi ďaleko. Vývojári spoločnosti Rex zároveň veria, že v blízkej budúcnosti bude pre ľudí k dispozícii akýkoľvek implantát. Vedci sa tiež domnievajú, že ich niekedy budú používať zdraví ľudia, ktorí pri ich opotrebovaní nahradia vnútorné orgány, a to je už priama cesta k nesmrteľnosti.
Problémy technológie Avatar
V roku 2013 sa v New Yorku konala pravidelná medzinárodná konferencia s názvom „Globálna budúcnosť“. Na tejto konferencii sú podľa tradície zhrnuté výsledky technických podkladov pre rozsiahly projekt „Avatar“. Vedúci tohto projektu, ruský podnikateľ Dmitrij Itskov, sa snaží prilákať investorov po celom svete. Podľa Itskova môže byť v blízkej budúcnosti vytvorené umelé telo, ktoré sa z hľadiska počtu svojich funkčných vlastností nebude líšiť od pôvodného a časom ho dokonca bude schopné prekonať. Okrem toho prebiehajú práce na vytvorení technológie na prenos osobnosti človeka do tohto umelého tela, ktorá môže poskytnúť neobmedzenú dĺžku života a dať ľuďom nesmrteľnosť. Bol dokonca pomenovaný aj dátum implementácie prvej etapy tohto programu - 2045.
Už teraz sa projekt Avatar porovnáva s najväčšími úspechmi v histórii ľudskej civilizácie. Napríklad ako projekt na vytvorenie atómovej bomby, vesmírny let, pristátie na Mesiaci. V súčasnosti sú k dispozícii prakticky dva prvky tohto programu - výkonné mechanizmy a ľudský mozog. Hlavnou prekážkou vytvorenia plnohodnotnej, fungujúcej biomechanickej symbiózy medzi nimi je neurointerface - teda systém priamej a spätnej väzby.
Pri rozvíjaní takéhoto spojenia vzniká veľké množstvo otázok. Tu je len jeden z nich: do ktorej z miliardy buniek v motorickej kôre ľudského mozgu je najlepšie priviesť elektródy na ovládanie, napríklad, protetickej nohy? Ako nájsť potrebné bunky, chrániť pred rôznymi interferenciami, zaistiť požadovanú presnosť, preložiť postupnosť nervových impulzov mozgových buniek do presných a zrozumiteľných príkazov pre umelý mechanizmus?
Po týchto všeobecných implementačných otázkach sa objavuje aj veľký počet súkromných. Napríklad elektródy, ktoré sú vložené do ľudského mozgu, rýchlo zarastú vrstvou gliových buniek. Tieto bunky sú akousi ochranou nášho neuroenvironmentu, čo sťažuje komunikáciu s implantovanými elektródami. Gliové bunky sa pokúšajú zablokovať čokoľvek, čo vnímajú alebo vnímajú ako cudzie teleso. V súčasnej dobe je vývoj antivegetatívnych a zároveň neškodných mikroelektród stále vážnym problémom bez konečného riešenia. Experimenty v tomto smere stále prebiehajú. Ponúkame elektródy vyrobené z nanorúrok, elektródy so špeciálnym povlakom, je možné nahradiť elektrické impulzy svetelnými signálmi (testované na zvieratách), ale na vyhlásenie úplného riešenia problému je príliš skoro.
