El número de investigaciones que se realizan en el mundo de hoy, que pueden convertir los acontecimientos de la aclamada película "Avatar" de James Cameron, crece día a día y arroja resultados tangibles. Dichos estudios van acompañados de resultados concretos; no solo los soñadores y escritores de ciencia ficción hablan de ellos, sino también destacados científicos y líderes, incluidos los rusos. Por ejemplo, Dmitry Rogozin no hace mucho tiempo, en una de sus entrevistas, dijo a los periodistas que entre los proyectos que está implementando la Fundación Rusa para Estudios Avanzados, también hay trabajo para crear un avatar.
Hoy en día, un avatar se entiende como un conjunto de componentes, una especie de simbiosis de una máquina (mecanismo ejecutivo) y un cerebro humano, que se construye sobre la base de una neurointerfaz. Si tales tecnologías se implementan en su totalidad, una persona podrá controlar tanto un actuador separado como toda la máquina a distancia con la ayuda de sus pensamientos. Avatar es una especie de "yo" en toda regla a distancia. Todo lo que sucede alrededor del robot-avatar debe transmitirse completamente al operador con tal nivel de confianza que se sienta en el mismo lugar que el propio actuador. Esto es mucho más difícil de implementar que el control habitual de un robot a distancia, que ha estado disponible desde los días de los rovers lunares soviéticos.
Los logros científicos y técnicos que se han acumulado durante el último medio siglo, en total, ya permiten reemplazar el 60-70% de las funciones del cuerpo humano. En la actualidad, solo queda analizar qué es exactamente lo que nos dará la oportunidad de alejarnos de las fantasías y pasar al diseño real de un avatar, ya que realmente hay un requisito previo. El logro de toda la humanidad es el desarrollo de una gran cantidad de una amplia variedad de robots, que hoy adquieren la capacidad no solo para resolver tareas programadas, sino también para tomar decisiones de forma independiente, evaluar la situación. Las capacidades cognitivas de los sistemas robóticos modernos se están acercando cada vez más a las capacidades humanas.
Las grandes empresas modernas también han sentido las perspectivas de este tipo de trabajo. Por ejemplo, Google adquirió 8 empresas de robótica en todo el mundo solo en 2013, en solo seis meses. Entre las compras del gigante de Internet se encuentra la reconocida empresa Boston Dynamics, así como la japonesa Shaft. Además, Google tiene interés en la bioingeniería y, en 2013, fundó California Life Company, una empresa de biotecnología Calico.
Las primeras golondrinas
Los neurofísicos han dado un paso importante para acercar el avatar a la realidad. Se las arreglaron para enseñar a los monos a usar dos manos virtuales, controlándolos solo con la ayuda del pensamiento. Este es un paso importante en el desarrollo de la interfaz cerebro-computadora. Hasta ahora, los monos controlan manos virtuales en la pantalla de una computadora, no puedes darte un gusto real con su ayuda. Sin embargo, al controlar estas manos virtuales con la ayuda del cerebro y resolver problemas con su ayuda en la pantalla del monitor, los monos reciben una recompensa. Las manos virtuales son el avatar del mono.
Estos experimentos se están llevando a cabo hoy en el laboratorio del neurofisiólogo Miguel Nicolelis en el Centro Médico de la Universidad de Duke. El experimento involucra a dos monos, un macho y una hembra. Los científicos han implantado una cantidad récord de microelectrodos en el cerebro de cada uno de ellos, que se dedican a registrar la actividad eléctrica de las neuronas cerebrales. Se implantaron 768 electrodos en el cerebro de la mujer y 384 del hombre, lo que hasta hace poco no podía hacerlo ningún neurofisiólogo del mundo.
Los microelectrodos están ubicados en placas especiales que se han ubicado en diferentes áreas de la corteza cerebral del mono. Cada uno de estos microelectrodos registra los impulsos eléctricos de las neuronas circundantes. Como resultado, los científicos logran registrar la actividad de más de 500 neuronas en cada mono. Al mismo tiempo, se mostró a los monos un avatar que podía manipular objetos de varias formas. Luego comenzaron a aprender a operarlo con un joystick.
En el momento de este control, los científicos estaban registrando la actividad de las neuronas en su cerebro, construyendo un modelo a partir de los datos obtenidos, que permitía asociar la actividad de ciertas neuronas con ciertos movimientos de la mano. Al mismo tiempo, hasta hace poco, todos estos experimentos se llevaban a cabo con una sola mano. La transición al control a dos manos con la ayuda de la actividad cerebral es un paso fundamental en el desarrollo.
El modelo desarrollado se convirtió en la base para la creación de una interfaz "cerebro-computadora", que permite cambiar al control de manos-avatares virtuales con la ayuda de un solo pensamiento. Esto significa que el deseo del mono de mover su mano hacia la izquierda o hacia la derecha fue acompañado por la actividad de neuronas clave en el cerebro, mientras que la interfaz desarrollada se dedicó a la transformación de esta actividad en el movimiento deseado de la mano virtual. Para decodificar la actividad de las neuronas, los especialistas utilizaron un algoritmo que ya habían creado en el marco de estudios previos, que se llevaron a cabo con una mano.
En el momento en que se les quitó el joystick a los monos, con la ayuda de un entrenamiento persistente, aprendieron con la ayuda de sus pensamientos a dirigir las manos virtuales en la pantalla hacia objetivos especiales, manteniéndolos en los objetivos durante algún tiempo. Se utilizaron varias formas geométricas como objetivos. Si los monos hicieron frente a la tarea, recibieron un regalo por esto. Los científicos han entrenado a los macacos de varias formas. Al principio, las manos de los monos estaban libres y podían, por así decirlo, usarlas para ayudarse a sí mismos, haciendo los mismos movimientos que la mano virtual. Sin embargo, en la segunda etapa, las manos de los monos se unieron rígidamente a la silla, dejando solo sus cerebros para controlar la realidad virtual.
Otro desarrollo interesante es el músculo elástico artificial superfuerte, que está siendo creado por un equipo de la Universidad Nacional de Singapur (NSU). Según la principal desarrolladora de esta tecnología, Adriana Koch, el objetivo principal es crear tejido muscular que supere las muestras naturales. Según ella, los materiales con los que se fabrica su músculo artificial imitan la actividad de los tejidos humanos reales y pueden responder instantáneamente a un impulso eléctrico entrante. Se dice que este músculo puede levantar 80 veces su propio peso. En un futuro cercano, en 3-5 años, los expertos esperan combinar este músculo con un brazo robótico, que en apariencia será casi indistinguible de un brazo humano real, pero al mismo tiempo 10 veces más fuerte que él.
Esta tecnología también tiene otras ventajas. Las contracciones y los movimientos de los músculos artificiales pueden generar un "subproducto" de energía que puede convertirse de energía mecánica a eléctrica. Debido a las propiedades naturales de los materiales utilizados en el músculo artificial, podrá retener una cantidad bastante grande de energía. Gracias a esto, un robot que recibe tales músculos puede volverse energéticamente autónomo e independiente. No tardará más de un minuto en recargarse.
También se están desarrollando ampliamente tecnologías para la creación de ojos artificiales. Los científicos están trabajando para crear varias prótesis de retina. Se han realizado aún más avances en el desarrollo de prótesis auditivas. Durante varios años en los Estados Unidos, los pacientes han estado instalando un sistema de microcomputadora, un micrófono y electrodos que están conectados a los nervios auditivos. Ya se ha instalado un sistema de este tipo en más de 200.000 pacientes, lo que sugiere que ya no se trata de experimentos aislados de científicos, sino de la práctica clínica diaria.
La corona de la creación de los científicos modernos, que demuestra la afirmación de que podemos reemplazar el 60-70% de las funciones del cuerpo humano con implantes artificiales, fue el primer biorobot "Rex" del mundo. En una persona tan biónica, todos los órganos establecidos, desde los ojos hasta el corazón, son artificiales. Todos son de los que ya se están instalando en pacientes reales o sometidos a una serie de pruebas. Gracias al conjunto de prótesis existente, "Rex" oye, ve, puede caminar y funcionar, incluso es capaz de mantener una conversación simple, ya que está dotado de inteligencia artificial simple.
Al mismo tiempo, una persona biónica no tiene suficiente estómago, pulmones y vejiga. Sin embargo, todos estos órganos artificiales aún no se han inventado y el desarrollo de un cerebro artificial aún está muy lejos. Al mismo tiempo, los desarrolladores de Rex creen que en un futuro cercano, cualquier implante estará disponible para las personas. Además, los científicos creen que algún día los usarán personas sanas, que reemplazarán los órganos internos a medida que se desgasten, y este ya es un camino directo hacia la inmortalidad.
Problemas de la tecnología Avatar
En 2013, se celebró en Nueva York una conferencia internacional periódica titulada "Global Future". En esta conferencia, por tradición, se resumen los resultados de la base técnica del proyecto a gran escala "Avatar". El director de este proyecto, el empresario ruso Dmitry Itskov, se dedica a atraer inversores de todo el mundo. Según Itskov, en un futuro cercano, se puede crear un cuerpo artificial que, en términos de varias de sus cualidades funcionales, no diferirá del original y, con el tiempo, incluso podrá superarlo. Además, se está trabajando para crear una tecnología para transferir la personalidad de una persona a este cuerpo artificial, que puede proporcionar una vida útil ilimitada y dar a las personas la inmortalidad. Incluso se nombró la fecha de implementación de la primera etapa de este programa: 2045.
Ya ahora se está comparando el proyecto Avatar con los mayores logros en la historia de la civilización humana. Tal, por ejemplo, como un proyecto para crear una bomba atómica, vuelo espacial, aterrizaje en la luna. En la actualidad, existen prácticamente dos elementos de este programa disponibles: los mecanismos ejecutivos y el cerebro humano. El principal obstáculo para la creación de una simbiosis biomecánica funcional y completa entre ellos es la neurointerfaz, es decir, el sistema de retroalimentación directa y.
Al desarrollar tal conexión, surgen una gran cantidad de preguntas. Aquí hay solo uno de ellos: ¿a cuál de los mil millones de células en la corteza motora del cerebro humano es mejor llevar electrodos para controlar, por ejemplo, una prótesis de pierna? ¿Cómo encontrar las células necesarias, protegerse contra diversas interferencias, garantizar la precisión requerida, traducir la secuencia de impulsos nerviosos de las células cerebrales en comandos precisos y comprensibles para el mecanismo artificial?
A raíz de estas preguntas generales de implementación, también aparecen una gran cantidad de preguntas privadas. Por ejemplo, los electrodos que se insertan en el cerebro humano rápidamente se cubren con una capa de células gliales. Estas células son una especie de protección para nuestro neuroambiente, lo que dificulta la comunicación con los electrodos implantados. Las células gliales intentan bloquear todo lo que perciben o perciben como un cuerpo extraño. Actualmente, el desarrollo de microelectrodos antiincrustantes y al mismo tiempo inocuos sigue siendo un problema grave sin una solución final. Se están realizando experimentos en esta dirección. Ofrecemos electrodos hechos de nanotubos, electrodos con un recubrimiento especial, es posible reemplazar los impulsos eléctricos con señales de luz (probadas en animales), pero es demasiado pronto para declarar una solución completa al problema.
