Новости
13

янв

Кошка Матроска из Владивостока не будет символом Владивостока

Многие наверняка помнят историю произошедшую за несколько дней до

подробнее

22

дек

Промысловая обстановка хорошая заявил Андрей Горничных в режиме видеоконференции

Начальник Управления организации рыболовства Федерального агентства

подробнее

22

сен

Жители села Амга Примоского края до сих не получили никакой помощи после стихии

Как сообщает сайт «Новости Владивостока», север Приморского края, в

подробнее

17

сен

Дальневосточная рыба абсолютно безопасна, заявляют ученые

Зараженные воды, которые могли принести морские течения от «Фукусимы»

подробнее

17

сен

"Пиранья" поможет рыбоохране Бурятии

В ходе нового сезона охоты за браконьерами в Бурятии изъяты и

подробнее

Станкевич лев александрович


Лев Александрович Станкевич / Эксперты

25.07.2011

1. Введение

Первый этап решения проблем бессмертия человека имеет своей главной целью создание нейроуправляемого аватара – гуманоидного робота с человекоподобным скелетом, набором технических мышц и сенсоров. Предполагается, что аватар будет управляться сигналами нервной системы и мозга человека, снимаемыми разными средствами. При этом возможно непосредственное управление органами манипуляции и педипуляции по биосигналам или управление поведением аватара по мысленнным командам. Обратные связи, фиксирующие выполнение действий или поведений, осуществляются по визуальному каналу, т.е. через зрение управляющего человека. Аватар при таком управлении не автономен, поскольку его действия и поведение целиком зависит от управляющего им человека. Его внутренняя система управления существенно ограничена по функциям и привязана к простым действиям и навыкам, которые могут быть напрямую контролируемы управляющим человеком.

Автономность аватара необходима, если управляющий человек не может визуально контролировать действия и поведение аватара. Но, чтобы аватар мог быть полностью автономным, он должен иметь собственную искусственную нервную систему (ИНС), которая может обеспечить его человекоподобное поведение в любых ситуациях. Человек в этом случае может управлять аватаром супервизорно, т.е. в соответствии с мысленно сформированными задачами, которые должен выполнить аватар. При этом аватар должен подтвердить выполнение задачи телепатически, т.е. мысленным ответом, или дистанционным показом визуальной картины выполненной ситуации.

Заметим, что, если такая ИНС будет создана, решится также основная проблема робототехники – создание полноценного гуманоидного робота, не только по форме, но и по поведению подобного человеку.

В рамках данного предложения будет выполнена архитектурная и алгоритмическая разработка ИНС гуманоидного робота, создан программный прототип системы и проведены его испытания на предмет супервизорного управления. По завершению разработки аватара созданная ИНС будет адаптирована под него, обеспечив его автономность и способность супервизорного управления человеком.

2. Краткий обзор состояния проблемы

В настоящее время за рубежом наблюдается бурное развитие исследований и разработок в области андроидных (антропоморфных) роботов. В современных вариантах такие роботы оснащаются системой управления, включающей: систему технического зрения (СТЗ), систему голосового управления (СГУ) и систему голосовых сообщений (СГС), систему тактильного очувствления (СТО), систему пространственной ориентации (СПО), систему управления походкой и устойчивостью (СУПУ), систему управления поведением (СУП). Наиболее практичные конструкции таких роботов разработаны в Японии. Они названы гуманоидными роботами, поскольку похожи на человека не только по форме, но и, в какой-то степени, по поведению. Разработан ряд таких роботов для коммерческого применения: Asimo (Honda), SDR-4X (Sony), Hoap-2 (Fujitsy). В России антропоморфный робот c 2001 по 2004 год разрабатывался ОАО «Новая ЭРА» (Санкт-Петербург, проект АРНЭ - Антропоморфный робот фирмы Новая ЭРА). В настоящее время в этом направлении проводит коммерческие разработки компания «Андроидные роботы». Эта компания выпустила в продажу простейший робот АР -101 с командным управлением и разработала современный вариант АР-600, имеющий СТЗ относительно простую СУП.

Возможности антропоморфных роботов определяются их конструкцией и системой управления. Все перечисленные роботы представляют собой композитные метало-пластиковые конструкции с электромеханическими приводами степеней подвижности (до 30-ти приводов). Системы управления построены на бортовых многопроцессорных вычислителях, включающих RISC-процессоры верхнего уровня и микроконтроллеры нижнего уровня. Программное обеспечение строится на разных алгоритмах, которые, как правило, представляют «ноу-хау» фирмы. Далее кратко опишем возможности систем управления современных антропоморфных роботов.

СТЗ базируется на цветных видеокамерах (одной или двух), сигналы от которых передаются по цифровому каналу в бортовой компьютер, осуществляющий захват кадров, запись их в память и обработку с целью распознавания цветных объектов, а также вычисления их координат в системе координат камеры. К настоящему времени СТЗ могут распознавать трехцветные объекты относительно простой формы при специальном освещении и вычислять их координаты. В продвинутых системах реализуется дополнительно распознавание ограниченного числа лиц людей (до 10-ти).

СГУ использует микрофоны (один или несколько), сигналы от которых передаются по цифровому каналу в бортовой компьютер, записывающий их в память и обрабатывающий с целью распознавания голосовых команд управления роботом. СГУ могут распознавать несколько десятков команд, состоящих из трех-четырех слов, воспринимаемых через микрофон гарнитуры оператора. Представляет проблему узнавание знакомого голоса и распознавание голосовых команд и сообщений, вводимых через микрофоны робота, вследствие необходимости селекции источника удаленной речи при наличии шумов среды.

СГС использует динамики с усилителем и памятью фразовых сообщений, которые могут выбираться из нее по внешней команде оператора и произноситься голосом. В продвинутых вариантах системы реализуются простые диалоги с пользователем. При этом СГУ распознает ключевые слова в вопросах пользователя, по которым средствами СГС выбирается тема диалога и подбираются ответы. Более сложные системы диалога с обучением, семантическим анализом вопросов и синтезом ответов пока находятся на этапе исследований.

СТО использует набор тактильных датчиков, расположенных на ступнях и схватах робота. Датчики на ступнях используются для определения вектора сил, действующих на ступни при контакте с поверхностью. Они нужны для организации устойчивой походки робота. Датчики на схватах используются для определения вектора сил в схватах при взятии предметов. Обычной проблемой является компенсация нестабильностей показаний тактильных датчиков, возникающих при изменении нагрузки.

СПО использует набор акселерометров, а также гиродатчиков угловых скоростей и положений. Как правило, гиродатчики концентрируются в измерительном блоке в верхней части туловища робота, а акселерометры могут располагаться в разных частях тела, рук и ног робота, создавая распределенную инерциальную систему. Вырабатываемые сигналы используются для определения вертикали тела и динамической коррекции движений при управлении устойчивой походкой в условиях внешних возмущений. Вследствие необходимости частого изменения поз робота при движении и манипулировании, существуют значительные вычислительные трудности при расчете коррекций в динамике.

СУПУ использует СТО и СПО для управления устойчивой походкой на двух ногах. Параметры походки задаются программно для стоп и пересчитываются в задания на степени подвижности ног путем решения обратной задачи кинематики. В продвинутых системах используется обучение походке, организованное на нейросетевых принципах. В некоторых исследовательских вариантах делаются попытки управлять походкой не по положению, а по силам и моментам, получаемым от виртуальной модели робота. В продвинутых системах (например, в роботе Asimo) реализована достаточно красивая походка с пятки на носок, однако ее скорость пока не превышает 0.3 – 0.5 м\сек. Нерешенной проблемой является быстрая ходьба, бег и прыжки с отрывом опорной ноги от поверхности.

СУП использует все перечисленные системы для селекции и исполнения поведений, соответствующих целевому заданию и текущим ситуациям в окружающей среде. Степень интеллектуальности поведения напрямую зависит от возможностей СУП. На данный момент роботы могут решать задачи навигации в простой среде с препятствиями с прокладыванием маршрута к выбранной точке, манипуляций жесткими объектами одной или двумя руками, целенаправленных действий ногами, например, удар мячом по воротам, и пр. Сложные целенаправленные действия, например, быстрая ходьба и бег по криволинейной траектории, прыжки, акробатические трюки и пр. пока не реализуются. В продвинутых вариантах СУП демонстрируется возможность обучения роботов показом набора движений с последующим воспроизводством движений (например, при игре в мяч руками или ногами).

3. Обоснование выполнимости работы

Анализ существующих антропоморфных роботов показывает, что электромеханические приводы не позволяют обеспечить достаточную гибкость и реактивность движений рук и, особенно, ног робота, которые сильно нагружены. Применяемые системы управления не могут обеспечить полноценные человекоподобные движения и поведение роботов, вследствие ограниченности вычислительных ресурсов и слабого алгоритмического обеспечения. Требуются серьезные многолетние исследования, чтобы создать конкурентные по отношению к человеку роботы. При разработке прототипов гуманоидных роботов (ГР) особое внимание следует уделить разработке системы управления, которая определяет двигательные и поведенческие возможности роботов. В перспективных роботах целесообразно использовать специально разработанные мехатронные приводные модули (технические мышцы) уровней управления движениями и аппаратно реализованные обучаемые средства уровней управления поведением робота.

Сложность поведения ГР приводит к необходимости поиска нетрадиционных путей построения их систем управления. Один из таких путей состоит в использовании принципов организации нервной системы человека, раскрытых современной психологией и нейрофизиологией. Основополагающим принципом является клеточное строение нервной системы. Техническая реализация этого принципа может быть сведена к аппаратному или программному вариантам многоуровневых сетевых систем управления на однородных клеточных вычислителях (на неформальных нейронах или других обучаемых компонентах). Такие системы можно отнести к чисто коннективистским системам, поскольку в них не используются средства, основанные на обработке символьных знаний. По существу, такой подход связан с созданием так называемого компьютерного мозга робота.

Современные коннективистские системы управления интеллектуальных роботов, реализованные на базе компьютерного мозга, пока по возможностям значительно уступает человеческому мозгу. Так, японская корпорация Фудзицу еще в 1997 году объявила о создании нейрокомпьютерного мозга робота, эквивалентного по интеллекту системе из 100 биологических нейронов. Такой мозг успешно решает задачи распознавания образов и синергетического управления приводами робота, но его мощности недостаточно для организации сложного человекоподобного поведения робота при взаимодействии с людьми или другими роботами.

Значительное усиление интеллекта роботов может дать использование при создании систем управления роботов рассмотренных здесь когнитивных принципов и нейрологических компонент. Предполагается, что именно на базе нейрологических средств могут быть созданы когнитивные системы и агенты, которые позволят обеспечить сложное, близкое к человеческому, поведение современных роботов гуманоидного класса.

Бурное развитие ГР идет по пути улучшения их конструкции и усложнения поведения. Последнее особенно важно при использовании ГР в среде людей или подобных же роботов. Для таких ГР принципиально иметь поведение, подобное человеческому. Один их путей достижения этого – создание искусственной нервной системы (ИНС), подобной по функциям и поведению нервной системе человека.

Рассмотрим основные моменты, связанные с возможностью построения ИНС для ГР. Структурно в ИНС можно выделить несколько связанных систем, названных по аналогии системами биологического прототипа. Предполагается, что ИНС может быть реализована на бортовой компьютерной сети ГР. Часть аппаратных и программных средств может быть выделена на Центральные и Периферийные сенсо-моторные системы со своими наборами когнитивных и актуаторных структур соответственно. Бортовая компьютерная сеть ГР может иметь выход во внешние сети, в том числе и Интернет. Поскольку возможно проникновение компьютерных вирусов, имеет смысл говорить и об Иммунной системе, защищающей бортовую сеть от вирусов и следящей за нормальным функционированием компонент. ГР является автономной машиной с собственным источником энергии, которым тоже надо управлять. Поэтому дополнительно требуется Энергетическая система, управляющая энергетикой робота. ИНС предполагается создавать на базе некоторого универсального набора аппаратных и программных средств, моделирующих клеточные структуры нервной системы. Для специализации и обучения этих средств функциям восприятия, действия и защиты нужна Генетическая система, использующая определенным образом сформированную и обновляемую генетическую информацию и процедуры самоорганизации ИНС.

Генетическая система должна иметь информацию и процедуры, необходимые для самоорганизации ИНС. Она призвана обеспечить эволюцию ИНС при изменяющихся условиях и целевых установках робота. При «рождении» ИНС используется «генетическая» информация о структуре системы, связях компонент и процедурах, определяющих функционирование. Исходно, в начале эволюционного цикла, в ГР формируются Центральные, Периферийные, Энергетическая и Иммунная компонентные системы ИНС и определяется базовый набор внутренних агентов и их функций с фиксированными связями для их взаимодействия. Может быть определен и внутренний мета-агент, улучшающий координацию компонентных систем ИНС, но, в принципе, внутренние агенты должны уметь функционировать и без него. Внутренние агенты строятся на цепочках модулей, способных обучаться в реальном времени. В этих модулях могут быть записаны целевые установки и ограничения, а также некоторые базисные знания. Далее в процессе работы системы эти знания могут пополняться в режиме доучивания. В процессе эволюции системы модули могут клонироваться и обучаться, если требуется решение новых задач или расширяется набор функций.

Представляется возможным создание таким образом построенной ИНС для ГР на базе описанных здесь нейрологических средств, формализованных когнитивных методов и многоагентной технологии. Предполагается, что ИНС для ГР строится, как многоагентная когнитивная система, где каждый внутренний агент, построенный на нейрологических средствах, отвечает за свой набор поведений, получает информацию от своих или общих сенсоров, формирует сигналы управления своими или общими актуаторами и взаимодействует с другими внутренними агентами системы для организации рационального поведения робота в реальной среде. Такая многоагентная когнитивная система, согласно принципам нервно-системной организации, должна иметь иерархическую структуру с перекрывающимися функциональными компонентами, с помощью которых организуется работа внутренних агентов, реализующих индивидуальное или коллективное поведение робота. В случае коллективной работы, ИНС, управляющая ГР, должна функционировать как агент глобальной многоагентной системы, определяющей функционирование группы ГР. Для этого данный агент-ИНС должен иметь средства для коммуникаций с агентами-ИНС, управляющими другими роботами, при выполнении работ в коллективе.

Построенная на нейрологических компонентах многоагентная система может быть настроена на требуемые поведения путем обучения каждого внутреннего агента генетически определенному для него набору когнитивных и актуаторных функций, из которых формируются когнитивно-актуаторные процессы, объединение которых и может рассматриваться как внутренний агент. Обмен информацией и взаимодействие внутренних агентов производится через специальные нейрологические компоненты, которые адаптируются к нужному взаимодействию при пробном решении задач. Мета-агент также адаптируется, меняя приоритеты задач и организуя обработку «внимания».

Такая система может выполнять роль ИНС, поскольку она полнофункциональна и обладает универсальностью, т.е. может быть пригодна для роботов любых применений. На современном этапе развития робототехники такие системы призваны обеспечить рациональное поведение робота в среде себе подобных (без человека в искусственной или реальной жизни) или в человеческой среде (с человеком в реальной жизни).

Предварительные работы по моделированию ИНС проводились в рамках продолжения проекта АРНЭ (Антропоморфный робот организации Новая ЭРА, Санкт-Петербург, 2001-2003 гг.). Проект был завершен в июле 2003 года созданием робота АРНЭ-02 с 28-ю степенями подвижности, высотой 123 см. и весом 53 кг. Базовая (актуаторная) часть системы управления реализована на бортовой сети микроконтроллеров. Дополнительные возможности управления (взаимодействие с оператором и функционирование в реальной среде с людьми) обеспечивались интеллектуальной частью системы, реализованной на удаленном компьютере. Эта удаленная часть системы принимает по радиоканалу сигналы от цветной телекамеры и микрофона, установленных на роботе. Видеосигнал обрабатывается с целью распознавания и локализации цветных реперных знаков, установленных на рабочей сцене, и некоторых объектов простой формы. Эта информация используется для управления перемещениями робота и манипуляциями с объектами. Акустический сигнал обрабатывается с целью распознавания простых голосовых команд оператора. Имеется также возможность синтеза голосовых сообщений, которые «проговаривает» робот.

Как инициативное продолжение проекта в настоящее время разрабатывается более совершенный вариант интеллектуальной системы управления, названный ИНС, на базе когнитивного подхода и комбинированной технологии, включающей применение нейрологических средств, техники слияния сенсорной информации, техники интеллектуального управления поведением и исполнением действий. Разработана архитектура ИНС на базе многоагентной технологии с когнитивными виртуальными агентами, определяющими поведение робота. Проведено моделирование трехмерной системы зрения, решающей задачи локализации робота в среде и картирование этой среды. Разработаны перспективные варианты нейрологических и нейроморфных средств для реализации самообучаемых компонентов ИНС.

Таким образом, накоплен существенный задел, который может обеспечить создание прототипа ИНС ГР в относительно короткие сроки. Далее приведен список некоторых публикаций авторов в рамках поставленной проблемы.

1. Станкевич Л.А., Тихомиров В.В. Управление устойчивой походкой антропоморфного робота. Механика, автоматизация и управление, №3, 2004.

2. Мордовченко Д.Д., Станкевич Л.А., Яковлев А.В. Опыт разработки антропоморфных роботов и симуляционных программ в ОАО «Новая ЭРА». Материалы семинара по Робототехнике (Москва, ВВЦ, 4-6 февраля, 2004).

3. Л.А. Станкевич. Интеллектуальные роботы и системы управления. Кн. 20. Сборник статей под ред. А.А. Харламова. – М.: Радиотехника, 2006, 144 с., с. 44-66.

4. Lev Stankevich, Denis Trotsky. On-line Teamwork Training Using Immunological network model. Second International Workshop “Autonomous Intelligent Systems: Agents and Data Mining”, AIS-ADM 2007 St. Petersburg, Russia, June 2007. Proceedings. Eds. V. Gorodetsky,C. Zhang, V. Skormin, L. Cao. LNAI 4476, Springer, 2007. pp. 243-255.

5. Станкевич Л.А. Когнитивные агенты в RoboCup приложениях. Международная научно-техническая конференция «Распределенные интеллектуальные системы управления» (15-17.06 2008, С-Петербург, СПбГПУ-ИМОП), Труды конференции, СПб, Изд-во СПбГПУ, 2008. 6 стр.

6. Станкевич Л.А. Когнитивные агенты в RoboCup приложениях. Международная научно-техническая конференция «Распределенные интеллектуальные системы управления» (15-17.06 2008, С-Петербург, СПбГПУ-ИМОП), Труды конференции, СПб, Изд-во СПбГПУ, 2008, с. 91-96.

7. Л.А. Станкевич. Искусственные когнитивные системы. Научная сессия НИЯУ МИФИ-2010. XII Всесоюзная НТК «Нейроинформатика-2010». Лекции по нейроинформатике. - М. НИЯУ МИФИ. 2010, с. 106-161.

4. Основные этапы выполнения работы

В рамках совместной работы с группами А.А. Фролова и В.Г. Яхно предлагается провести комплекс работ в рамках проекта по созданию искусственной нервной системы робота, которая позволит существенно повысить интеллектуальные возможности аватара, разрабатываемого Центром, обеспечения динамической устойчивости, гибких манипуляций двумя руками, общения и совместных работ с человеком или другими роботами этого класса. Вследствие универсальности, такая система могла бы быть использована для управления другими автономными мобильными аппаратами, которые должны иметь сложное поведение при работе в разных средах (на земле, в воде, в воздухе и в космосе). Далее кратко рассмотрим предложение по этому проекту, который предполагает разработку системы искусственной нервной системы аватара в рамках трех самостоятельных разделов.

Раздел 1. Разработка сенсорных систем

1.1. Для определения кинематического и динамического состояний робота (взаимного положения и скоростей перемещения частей тела робота) необходимо использовать систему датчиков актуаторов (датчиков абсолютного положения актуаторов и датчиков электроприводов степеней подвижности робота) со следующими функциями:

(1) определение положений терминальных точек частей робота (рук, ног, туловища, шеи и головы);

(2) определение статического центра масс робота;

(3) определение динамических параметров терминальных точек робота (скоростей и ускорений);

(4) определение динамического центра масс робота;

(5) распознавание поз робота (положение кинематически связанных частей робота).

1.2. Для определения диагностической информации о состоянии систем робота должна быть система диагностики (строится на датчиках энергетики, отказов приводов, отказов электроники) со следующими функциями:

(1) определение уровня запаса энергии;

(2) определение отказов и диагностика актуаторов с электроприводами;

(3) определение отказов и диагностика модулей электроники;

(4) определение перегрузки робота при выполнении силовых действий.

1.3. Для восприятия зрительной информации о среде необходима система технического зрения со следующим набором функций:

(1) выделение и сегментация полутоновых объектов;

(2) формирование эталонов и распознавание полутоновых объектов произвольной формы (роботов, машин, людей и пр.);

(3) вычисление координат в трехмерном пространстве сцены методом триангуляции;

(4) распознавание сцены (набора объектов и локализации их на сцене);

1.4. Для восприятия акустической информации о среде необходима система многоканального слуха со следующим набором функций:

(1) распознавание командных предложений с распознаванием содержания команд;

(2) распознавание слитно произносимых предложений;

(3) синтаксический и семантический анализ предложений;

(4) формирование семантической базы знаний при обработке речевых сообщений;

(5) устранение влияний акустических помех с выделением источника полезного

сигнала;

(6) распознавание голосов (более 10-ти в условиях бытовых помех);

(7) ориентация на источник знакомой речи.

1.5. Для восприятия внешних силовых воздействий нужна система тактильного и силового очувствления со следующими функциями: (1) определение формы объекта при ощупывании вслепую; (2) определение места и величины силового воздействия.

1.6. Для пространственного восприятия необходима система контроля пространственного положения со следующими предполагаемыми функциями:

(1) получение вертикали в поле сил тяжести;

(2) определение динамических возмущений;

(3) определение курса;

(4) определение динамических возмущений при заданном курсе;

(5) определение ориентации в заданном трехмерном пространстве (курса, наклона вперед и наклона вбок);

(6) определение динамических возмущений при заданной ориентации.

Раздел 2. Разработка системы интерфейса «человек-робот»

2.1. Для речевого общения робота с людьми и роботами необходима система генерации речевых и артикуляторных сообщений со следующими предполагаемыми функциями:

(1) генерация сообщений из памяти в ответ на команды (ответчик);

(2) проговаривание текстовой информации (диктор);

(3) синтез сообщений в диалоге (собеседник).

2.2. Для визуальных контактов робота с человеком необходима система распознавания и слежения со следующими функциями:

(1) распознавание лиц (более 10-ти);

(2) распознавание артикуляции губ и лица;

(3) распознавание жестов-команд;

(4) распознавание примитивных движений для их дальнейшего воспроизводства системой управления;

(5) слежение за выделенными объектами;

(6) слежение за изменениями на сцене (движение объектов, появление и исчезновение их и т.д.).

2.3. Для супервизорного управления роботом необходима система дистанционного управления со следующими предполагаемыми функциями:

(1) прием и расшифровка текстовых заданий на целевое действие или поведение по цифровому радиоканалу;

(2) шифрование и передача текстового отчета о выполнении задания;

(3) прием и расшифровка мысленных заданий на целевое действие или поведение по цифровому радиоканалу;

(2) шифрование и передача мысленного отчета о выполнении задания.

Раздел 3. Разработка системы управления поведением робота

3.1. Для управления роботом, функционирующим при отсутствии контактов с другими роботами, необходима система управления индивидуальным поведением со следующими функциями:

(1) генерация плана действий в соответствии с заданием;

(2) создание в режиме обучения собственной модели по интегрированной

информации от датчиков и систем очувствления;

(3) обучение работе в соответствии со сформированной моделью;

(4) создание в режиме обучения модели среды (сцены) по интегрированной

информации от системы бинокулярного зрения и тактильного очувствления;

(5) навигация с использованием построенной модели среды;

(6) управление поведением при исполнении плана целенаправленных действий

робота;

(7) обучение действиям, основанное на наблюдении за подобными действиями;

(8) обучение навыкам выполнения специальных действий (например, игре с

мячом).

3.2. Для управления роботом, функционирующим в коллективе роботов или людей, должна быть разработана система управления коллективным поведением со следующими функциями:

(1) координация действий при выполнении работ в группе роботов;

(2) координация действий при контактах с людьми;

(3) обучение взаимодействию при работе в группе роботов;

(4) обучение взаимодействию с человеком;

(5) обучение взаимодействию с другими роботами, например, в игре.

Перечисленные разделы проекта предполагают, что все сенсорные и вычислительные средства сосредоточены в роботе. Однако на первом этапе возможно использование внешних систем технического зрения, интерфейса с человеком и управления поведением робота. Поэтому предлагается следующее разделение работ по этапам:

Этап 1. Разработка внешней интеллектуальной системы управления с простыми функциями распознавания и локализации робота на сцене и управления его перемещениями и манипуляциями на этой сцене (с использованием системы технического зрения с внешними камерами и удаленных вычислителей).

Этап 2. Разработка бортовой интеллектуальной системы управления с минимумом функций распознавания и управления поведением робота (по согласованию с заказчиком).

Этап 3. Разработка бортовой полнофункциональной системы интеллектуального управления роботом (в соответствии с предлагаемыми разделами).

Сроки выполнения этапов определяются при согласовании проекта.

На наш взгляд, при выполнении проекта следует разделить работы по созданию интеллектуальной системы управления поведением робота (условное название «Умная Голова») и интеллектуальной системой управления телом робота (условное название «Динамическое Тело»). Первая система является универсальной и может быть использована для управления поведением не только роботов, но и другими автономными аппаратами (беспилотными летательными аппаратами, наземными и подводными аппаратами и пр.). Вторая система должна быть специализированной для использования в роботах конкретной конструкции. Эти системы могут создаваться разными коллективами с объединением на финальном этапе отладки на роботе.

Предполагается проведение работ с последовательно наращиваемой аппаратной и программной мощностью системы, поскольку она является открытой для добавления новых процессоров и функций. Потребуется подключение к работам специалистов разных профилей. В частности, предполагается организовать лабораторию по данной тематике в СПбГПУ, СПИИРАН, ЦНИИ РТК с привлечением специалистов разного профиля, которых можно эффективно использовать в данном проекте. Не исключены контакты с зарубежными университетами для получения информации и проведения некоторых совместных работ по данной тематике.

Руководитель – проф. СПбГПУ                                                Л.А. Станкевич

Page 2

25.02.2011

Может ли человек прожить 300 лет? Что такое «симулятор живой системы»? И как моделировать мозг? Эти и другие вопросы мы задали доктору физико-математических наук Владимиру Григорьевичу Яхно, заведующему лабораторией автоволновых процессов в Институте прикладной физики РАН. 2045: Владимир Григорьевич, скажите, пожалуйста, есть ли основания для того, чтобы к 2045 году создать искусственное тело человека? Владимир Григорьевич Яхно: Познание механизмов, а тем более реализация условий для продления жизни человека до нескольких сотен лет, — несомненно, достойная мечта и цель исследовательских разработок. Уже сейчас известен широкий спектр создаваемых протезов для ряда жизненно важных органов человека. Развитие технологии в этом направлении будет продолжаться. Что касается создания полностью искусственного тела человека, то я думаю, что это реально. Только не забывайте, что фантастическая глобальность этого замысла потребует серьезной интенсификации научных исследований и разработок в этой области знаний. Когда некоторые нейрофизиологи предлагают живой мозг подключить к киборгу, то мне хочется верить в возможность этого. Но, кроме множества технических проблем, более важной представляется готовность к решению социальных и этических проблем.Цель разработок в моей группе немного другая: мы разрабатываем архитектуру и реализуем элементы возможного симулятора живой системы. При этом мы не повторяем тело, а пытаемся промоделировать функциональные особенности живой системы, связанные с передачей информационных сигналов, распознаванием, осмыслением роли этих сигналов в процессах управления живой системой. Важно понимать механизмы основных динамических процессов в живых системах. Думаю, что именно понимание закономерностей в иерархии механизмов управления живыми системами позволит создать основу для производства эффективно работающих искусственных органов и имитаций тел человека. 2045: Симулятор живой системы — насколько это сложная задача? В.Г.Я.: Симулятор живой системы — это формализованное описание, программная или техническая реализация тех процессов, которые известны, для обработки информации — по аналогии с теми, которые существуют в мозге, при восприятии и осознании сенсорных сигналов, при реализации механизмов познания, включая эмоции и сложные формы поведения. В симуляторах живой системы можно воспроизвести различные варианты механизмов ранее существовавших и приобретаемых знаний на формализованных функциональных моделях. С их помощью можно моделировать варианты функциональных состояний у исследуемых живых систем, предсказывать возможные режимы поведения и динамику реагирования в различных ситуациях.Реальная работа по созданию таких симуляторов, несомненно, сталкивается с очень сложными проблемами. Несмотря на то что существует много правильных идей, для их реализации требуются целенаправленные разработки. Это — нелегкая работа. Говорят, Создатель создал Землю за шесть дней, но наверняка под каждым днем понимался некоторый этап. И каждый такой этап мог состоять из многих сотен, тысяч или миллионов наших земных лет, я где-то читал о такой интерпретации. А мы сейчас «нагло» берем на себя ответственность утверждать, что технологический уровень в человеческом сообществе позволяет создать искусственное тело человека.В мае 2011 года планируется проведение второй конференции под названием «Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях» в Нижнем Новгороде в Институте прикладной физики. Пути разработки симуляторов живых систем — основная тема этой конференции. В числе организаторов мероприятия: Константин Владимирович Анохин, который занимается исследованием механизмов памяти на разных уровнях организации живых систем, Татьяна Владимировна Черниговская, ведущий специалист в области нейронауки и психолингвистики, Лев Александрович Станкевич, разрабатывающий версии антропоморфных роботов и фактически симуляцию разума роботов, их коллективного поведения... И много других ведущих специалистов из разных научных центров нашей страны. Уверен, что будут интересные доклады и плодотворные обсуждения. 2045: Мы запускаем проект создания научного центра, объединяющего ученых и специалистов идеей создания искусственного тела человека к 2045 году. И следующий шаг — это выбор конкретных проектов и поиск финансирования. В.Г.Я.: Если выходить на тех, кто управляет государством, то им, конечно, надо давать не просто идеи, а говорить о конкретных программах с целями, ориентированными на улучшение определенных сторон жизни людей в обществе. Очень важно видеть и показать практическое применение предлагаемых разработок. Например, создание методик и соответствующего аппаратного обеспечения, позволяющих лучше обучаться, быстрее воспринимать новые знания. Или разработка устройств, которые регистрируют характеристики и особенности функционального состояния конкретного человека. С его помощью можно тестировать, как реагирует человек на различные терапевтические воздействия. Это может быть востребовано в фармакологии, медицине, чтобы проверить, например, эффективность лечения. Важно, чтобы была практическая направленность, потому что иначе нас не поймут потенциальные инвесторы. 2045: Александр Яковлевич Каплан говорит, что мозг практически не старится, и если обеспечить идеальную среду мозговой ткани, то она, в отличие от тела, способна прожить 200–300 лет. Отсюда возникла такая фантастическая идея: человек управляет телом, живет долго, но рано или поздно срок приходит. После этого перед ним возникает развилка: в гроб или, соответственно, в искусственное тело, которое к этому моменту уже достаточно хорошо сделано. Как вам такая перспектива?В.Г.Я.: Перспектива очень многогранная. Ваш вопрос тесно связан с вопросом о целях жизни каждого конкретного человека. Об этом многие тома сочинений пишут. А у меня ощущение, что жизнь задумана так, что правильно прожившие ее люди к этой трансформации подходят с удовлетворением от совершенных ими за всю их жизнь поступков. Их душевная гармоничность, наверное, дает им понимание уровня полноты реализованных ими замыслов. По-видимому, гармоничная жизнь приводит к спокойному пониманию неизбежности ее окончания в данном конкретном теле. Что касается тех, кто жил «неправильно», не в соответствии с законами ЖИЗНИ, не сумел гармонизировать свое душевное состояние и завершить свои замыслы, то они, скорее всего, будут цепляться за продление их земной жизни. А у тех, кто рядом или зависит от таких «дисгармоничных» людей, как будет складываться жизнь? Обществу от этого будет радость? Здесь много вопросов социального и этического плана. Необходимо находить решения этих вопросов, потому что развитие науки и технологий, как можно оценить сейчас, приведет к созданию искусственных тел живых существ.2045: Сто лет тому назад средняя продолжительность жизни была 32–34 года. Сейчас — около семидесяти. Но большинство людей, так или иначе, только к пожилому возрасту обретают мудрость. Мы предлагаем увеличить средний возраст человека в два-три раза. Успеешь то, что не успел. Мне кажется, звучит вполне гуманистически. Как вы думаете, к 2045 году будет техническая возможность это организовать ?В.Г.Я.: Я думаю, что техническая возможность реализации симуляторов живых систем существует уже сейчас. Известны разработки в этом направлении. Только в России их ведут в основном на энтузиазме. Например, в США по программе «Виртуальный человек» спонсорами выступили многие государственные организации: военные ведомства, кризисный центр ФБР, ДАРПА и т.п. (см. Optical Engineering Reports, No. 169/ January 1998). Наверное, в России такие разработки не особо кому нужны.2045: В это тело, искусственное или естественное, как вы считаете, что необходимо добавить? Какой-то особенный инструмент?В.Г.Я.: Обычно человеку важно, чтобы он чувствовал себя комфортно при выполнении своей работы. Поэтому для тех, кто хочет воспринимать мир более реалистично, может помочь введение дополнительных сенсорных каналов (например, ощущение электромагнитных полей, которые выходят за пределы оптического диапазона), оценивающих состояние внешней среды, в которой находится или работает человек. Важно также ощущать собственное состояние, близость его к различным критическим границам.2045: Т.е. механизм не только технической диагностики, как в автомобиле, но что-то вроде диагностики психологической?В.Г.Я.: Конечно. Умение оценить и знать свое психологическое состояние очень важно для эффективной работы человека. Для этого необходимо разрабатывать симуляторы, умеющие объективно оценивать психологическое состояние конкретного человека. Однако при обсуждениях этого вопроса на семинарах слушатели обращают внимание на то, что всегда найдутся абсолютно негармонизированные люди, желающие собственной власти, которые будут использовать эти знания и соответствующие устройства воздействия в своих целях для манипуляции другими людьми.Иными словами, в центре разработок, несомненно, должен существовать отдел, который будет заниматься прогнозированием и оценкой негативных сценариев манипуляции отдельными людьми или группами людей. И, соответственно, необходимо продумывать противодействие таким манипуляционным воздействиям.2045: Вопрос по структуре и организации центра, который объединит ученых в работе над созданием искусственного тела.Идея разбора задач по интересам. Например, появляется тема — мы ее фиксируем. Затем кто-то говорит: «Мне интересно этим заниматься». Значит, мы ставим галочку, что у нас есть партнер, утвердивший свою зону ответственности. Потому что понятно, что один специалист нам скажет: «Нейроинтерфейсы — ерунда. Я хочу моделировать мозг. Это мне интересно, а то — скучно». А другой ответит: «Какой еще мозг?! Как вы смоделируете? Это такая сложная штука!»В.Г.Я.: Мне было очень интересно моделировать мозгоподобные механизмы преобразования и обработки информационных сигналов. У нас есть весьма перспективные результаты, ориентированные на формализованное описание состояний живых систем как иерархии распознающих систем. Правда, мы демонстрировали работоспособность таких подходов на примере работы различных вариантов биометрических систем распознавания.На конференциях и обсуждениях я рассказываю основные идеи нашего подхода заинтересованным коллегам, специалистам из других областей. Интересно наблюдать за примерами проявления феномена «когнитивной слепоты» при общении людей. По-видимому, это защитный механизм, позволяющий экономить силы, не брать ответственности в связи с новыми данными. В зависимости от мотиваций люди сохраняют наиболее близкие им жизненные представления.2045: Очевидно, что проще договориться, чем ругаться друг с другом, сказать: «Я буду заниматься вот этим, а ты этим».В.Г.Я.: Конечно. Отлично! Собрать людей, чтобы они друг другу не противоречили. И в рамках проекта использовать все самые современные технологии организационного управления, в т.ч. интернет-проектирование. Т.е. использовать действительно все инструменты, чтобы сделать процесс эффективным.2045: У нас нет задачи полностью копировать человеческое тело искусственно. Например, академик Варфоломеев рассказывал о том, что он занимается разработкой системы электропитания клетки. Очевидно, что искусственному телу не нужна поджелудочная железа, не нужна кровь в том виде, в котором она есть, и т.д. Мы говорим о том, что мозг на таком носителе способен прожить дополнительно еще 200 лет. Как вы считаете, это возможно?В.Г.Я.: Существует глобальная проблема в понимании механизмов обработки информации в мозге. Ее решение, в т.ч. и с помощью создания симуляторов живых систем, позволит лучше понять, кто мы, естественные существа, такие есть. И как нам лучше соответствовать своему предназначению. Создание искусственных имитаторов (протезов) отдельных органов человека при сборке их в единый организм потребует согласования физической природы сигналов взаимной коммуникации и режимов работы всех якобы отдельных частей единого симулятора человека. В этом случае вопрос о физическом носителе, на котором можно реализовать симуляцию процессов в мозге, будет зависеть от совместимости технических реализаций для отдельных органов. Рассмотрение возможных вариантов совместной работы исходно независимых разработок — это отдельная тема исследований.Но даже когда решатся технические проблемы, необходимо будет искать пути решения этических и социальных проблем.2045: А как вы считаете, можно ли переписать сознание? Опыт как память и личность? И сознание как центр идентичности? И, с другой стороны, можно ли создать что-то адекватное, аналогичное, способное функционировать, осознавать себя точно так же, но целиком искусственное?В.Г.Я.: Я думаю, возможно. Тут как раз очень важно, чтобы были инструментальные средства снятия различных реакций и функциональных состояний человека. Через энцефалограмму, конечно, через действия человека, его рассказы. Т.е. фактически электронная структура личности должна формироваться. И с ней реальный человек может взаимодействовать и уточнять ее. Есть базовые представления, как можно моделировать основные представления об опыте конкретного человека.Он видит свою структуру личности, и на основе опыта других людей, психологов ему будет легко понять, в чем он негармоничен. И когда мы сумеем сделать это, то, как мне представляется, сможем обогатить процесс обучения, приобретения индивидуального опыта. Тогда есть мой опыт, есть ваш опыт, и специалисты смогут их объединять. Процедура формирования большего интеллекта должна формировать большую мудрость этого интеллекта и гармоничность его душевного состояния.Уже сейчас есть попытки начать разработку «электронного двойника» человека.2045: Как это возможно? Каковы сейчас пути движения к этому? Насколько понимаю, здесь задействована нейроинформатика?В.Г.Я.: Я использую для описания модели функциональных систем. Чем компьютер отличается от живых систем? Только тем, что в живых системах есть специальные подсистемы имитации входных сигналов. В компьютерах любой сенсорный сигнал — это изображение. Оно кодируется в пространстве признаков. На техническом языке любой сенсорный сигнал — это изображение, и есть процедура его кодирования, алгоритм, как точнее в этом пространстве признаков действовать, чтобы распознать образ. В живой системе обязательно работает еще и подсистема имитации внешнего сигнала. Это проявление субъективной реальности распознающей системы. Описание разнообразия совместных процессов кодирования и имитации внешнего сигнала позволяет внести строгие определения и интерпретировать большой набор, казалось бы, трудноформализуемых «психологических режимов» поведения у такого вида систем.2045: Как вы считаете, через 20 лет поведение какой сложности вам удастся смоделировать, если, скажем, вам дать возможность (какой-то большой коллектив, финансирование)? Условно говоря, улитки, жука, мыши, человека пятнадцати лет? Какие уже есть к этому предпосылки, разработки, устройства?В.Г.Я.: Мы уже сейчас имеем весьма существенный задел в разработке систем распознавания. Например, в области биометрической идентификации человека. Я вижу возможности моделирования поведения взрослого человека, специалиста в некоторой заданной области. Например, система видеонаблюдения с описанием особенностей состояния объектов или рисковых ситуаций в зоне наблюдения. Можно, конечно, разработать «ученого» — автомат, специализированный, например, в области «поиск и классификация структур коллективной активности в моделях распределенных неравновесных сред». Это — важное исследовательское поле деятельности, все биологические системы представлены такими моделями. В зависимости от потребностей возможного заказчика область деятельности такого устройства может перенастраиватьсяУ нас также есть заделы для разработки симуляторов живых систем, ориентированных на медицинское применение.2045: Вы считаете, что это возможно через пару десятков лет? Наверное, в первую очередь надо делать системы, которые будут сами обучаться?В.Г.Я.: Да, имеющийся у нашей группы опыт разработок позволяет мне быть уверенным в реалистичности таких работ. Что касается моделей поведения мыши, улитки, то это несколько в стороне от моего опыта. Хотя при моделировании ряда закономерностей обработки сенсорных сигналов мы опираемся на данные, полученные в экспериментах на мышах, крысах. В то же время изучение поведения взрослого человека, как динамической архитектуры из «распознающих ячеек», — мне такой подход кажется более информативным. У меня есть мой личный опыт, я могу обратиться к опыту других мне подобных, спросить об их субъективном опыте. Мне кажется это более реальным направлением исследований. Трудно моделировать поведение ребенка, потому что на самом деле это существенно более сложный процесс — развертывания заложенных в нем Создателем трансформаций. Вот вы сказали, что искусственный интеллект будет сам расти. Для этого мы должны представлять себе, как работает «завод» по производству разумных интеллектуальных систем. Для начала все же следует понять архитектуру и необходимые элементы в устройстве этого конечного продукта — разумной системы.

Page 3

23.02.2011

Сможет ли человек рано или поздно получить бессмертие? Во что трансформируется биологическое тело в будущем? Какие научные открытия ждут нас к 2045 году? На эти и другие вопросы отвечает доктор технических наук, профессор Александр Александрович Болонкин.Россия 2045: Известный футуролог и изобретатель Рэймонд Курцвейл незадолго до Нового года выступил с прогнозом, согласно которому уже в течение следующих двадцати лет человек сможет получить полностью искусственное тело. Как вы считаете, существуют ли реальные основания для того, чтобы поддержать этот прогноз?Александр Александрович Болонкин: Если под искусственным телом подразумевается полностью механическое тело (пластик, сплавы) — предлагаю называть его «Е-существо», — то да, при достаточном финансировании. Если речь идет о биологическом теле, то человечество получит искусственные биологические органы. Но не сможет перенести старое сознание в новую биологическую голову, т.е. не получит бессмертия.Россия 2045: Как вы считаете, какие усилия потребуются от человечества для реализации этого прогноза?А.А.Б.: Е-существа (аппаратуру для записи) можно начать производить сейчас, через один-два года, при наличии хотя бы 1-2 млн долл. Она уже есть для шпионов, но пока не очень совершенная. Для отработки технологии клонирования некоторых органов, может, и 20 лет недостаточно.Россия 2045: На ваш взгляд, воспроизведение каких органов искусственным путем представляет собой наибольшие сложности и почему?А.А.Б.: Биологической головы — перенос информации из старой больной головы.Россия 2045: Как вы думаете, можно ли улучшить человеческое тело в процессе создания искусственных органов — улучшить функционирование некоторых из них или, например, избавиться от лишних, добавить сверхспособности?А.А.Б.: Да. Искусственное механическое тело будет обладать огромной силой и переносить экстремальные внешние условия: высокие температуры, давление, радиацию, космос и т.п.Искусственное биологическое (белковое) тело способно только незначительно улучшить свою терпимость к внешним условиям.Россия 2045: Искусственное тело, по представлению того же Курцвейла, не будет нуждаться в органах вообще, т.к. будет организовано совершенно иначе — примером такой организации является тело из наноботов. Однако в настоящий момент наиболее проработанный технологический путь продления жизни — это создание искусственных органов. Не является ли этот путь, на ваш взгляд, тупиковым по сравнению с созданием полностью искусственного тела?А.А.Б.: Создание искусственных органов продлит жизнь человека, сделает ее более приятной. Но кардинальное решение проблемы состоит в создании искусственного Е-существа и трансформации человечества в эти существа.Россия 2045: В целом, представляя себе 2045 год, какую вы видите картину? Например, каковы люди, чем они заняты, какими технологиями пользуются, какие цели ставят? Как вы представляете себе основные изобретения по отраслям, которые изменят мир к 2045 году?А.А.Б.: Люди будут заняты в основном тем же, чем и сейчас, т.е. войнами, междоусобицей, борьбой за существование. Но главным будет отражение наступления фундаменталистов на западные ценности: свободы, права человека, технический прогресс. Будет поставлено под угрозу само существование прогрессивного человечества, людей иной веры и т.п. Не будет грандиозных прорывов (на новых физических принципах!) в энергетике, транспорте и космосе. Единственным, но важным достижением станет создание роботов, которые будут умнее среднего человека.Россия 2045: Существует мнение, что система жизнеобеспечения человеческого мозга — устройство хотя и чрезвычайно сложное, но все же намного более простое, чем полностью искусственный организм. Кроме того, мозг сам по себе, по некоторым мнениям, способен жить намного дольше, чем любая другая ткань организма, — несколько сотен лет. Возможно, перенос мозга человека на искусственный носитель, управляемый через нейроинтерфейсы дистанционно или непосредственно являющийся частью системы жизнеобеспечения мозга, является следующим закономерным шагом в развитии проекта по созданию искусственного тела?А.А.Б.: Клетки мозга, наверное, могут жить дольше других клеток, но продолжать работать с прежней интенсивностью они не могут. Это вам скажет любой объективный старик. Скопировать устройство и работу мозга — абсолютно неподъемная задача в ближайшие столетия. А главное, бессмысленная, ибо человечество уже сейчас создало многоуровневые чипы, параллельные программы, которые работают в миллион раз быстрее отделов мозга. Человечество еще сотни лет назад пыталось делать крылья и копировать махающий полет птиц. Но решило проблему полета в обход — неподвижным крылом, пропеллером и реактивным двигателем. Таким обходом всех трудностей является искусственное Е-существо.Россия 2045: Наиболее сложно представимая сегодня часть прогноза Курцвейла — это перенос сознания на искусственный носитель. Как вы считаете, существуют ли основания считать эту задачу хотя бы принципиально реализуемой?А.А.Б.: Единственный возможный путь ее реализации — это создание Е-существа. Перенос сознания осуществляется легко, правда, в течение всей жизни человека.Россия 2045: Как вы относитесь к идее создания международного междисциплинарного центра для решения задачи создания «нового человека»?А.А.Б.: Очень позитивно. Это будет грандиозный памятник человеку, который возьмется за эту трудную, но очень важную задачу.Россия 2045: Посчитали бы вы интересным для себя участие в работе центра, занимающегося созданием искусственных органов и искусственного тела человека?А.А.Б.: Я бы счел за честь работу в таком центре.Россия 2045: В какой форме и при каких условиях вы могли бы принять участие в подобном проекте? Работа по грантам центра, переезд и работа непосредственно в центре, консультирование, участие в общественных дискуссиях и опросах?А.А.Б.: Когда решается такая грандиозная и важная для человечества задача, я был бы счастлив принять участие в любой форме. И прежде всего по разработке тех идей, которые я считаю наиболее перспективными.Россия 2045: В той области науки, в которой вы специализируетесь, какие разработки являются наиболее интересными с точки зрения создания искусственного тела?А.А.Б.: Если говорить о биологическом теле, то все заняты исключительно им, потому что ученым и финансистам понятно: создание искусственных органов сулит огромные прибыли в самое ближайшее время. Что касается Е-существа, то необходимость этого понимают только единицы с дальним кругозором, сознающие, какая значительная польза будет для наших детей.Россия 2045: Как специалист, скажите, пожалуйста, с какой стороны лучше всего подходить к проблеме создания искусственного тела — с создания отдельных искусственных органов, системы управления ими на основе нейроинтерфейсов, решения организационных и финансовых задач?А.А.Б.: Эти все проблемы решатся автоматически, как только ученые научатся выращивать искусственные органы. Не забывайте только одно: это будет стоить очень дорого и долгое время будет для вас недоступно.Россия 2045: Какие основные препятствия или задачи вы видите на пути к созданию искусственного тела человека? Что вам кажется наиболее сложной задачей и почему?А.А.Б.: Если говорить о Е-существе, то основное препятствие и наиболее сложная задача — это отношение к нему как к роботу и отсутствие финансирования.Россия 2045: Для того чтобы проект создания искусственного тела был реализован человечеством к 2045 году, с чего нужно начинать сегодня?А.А.Б.: В первую очередь нужно начать финансирование проекта, и лучше — на государственном уровне.

Page 4

11.05.2011

Зачем человеку индивидуальный адаптометр? Что такое «электронный нос»? Как работают технопарки? Об этом и многом другом рассказывает кандидат физико-математических наук, создатель «электронного носа» – аналитического устройства, способного распознавать образы – Михаил Яблоков.

 Россия 2045: Михаил Юрьевич, как вы считаете, возможно ли к 2045 году создать искусственное тело человека? Или хотя бы увеличить его возможности за счет дополнительных устройств, подключенных к физическому телу?

 – Идея эта не нова. Роботы, как механические устройства, появились сотни лет назад, были сделаны хитроумные автоматы, играющие на музыкальных инструментах. В Японии, которая лидирует в области робототехники, уже изготавливаются роботы-домохозяйки, некоторые устройства вскоре обещают выпустить в продажу. Сделать, в принципе, можно многое. Только надо определить, зачем это нужно.

Россия 2045: Мы говорим о продлении жизни.

– Что такое тело, если его разобрать по функциям? Первое – это жизнеобеспечение: питание, дыхание, воспроизводство. Второе – транспортная система, т.е. ноги. Третье – исполнительные устройства (актюаторы). Это базовые элементы системы управления. Мозг дает команду, например, руке, она должна ее выполнить.

И наконец, самое главное, управляющий центр – мозг. Естественно, управлять нельзя без сбора информации об окружающем мире: эту функцию выполняют органы чувств – органы ввода данных.

Органы чувств, как системы сбора информации, по отдельности воспроизводятся, так или иначе. Есть микрофоны, видеокамеры, «электронный нос», «электронный язык».

Есть технические устройства, заменяющие внутренние органы, – аппараты для искусственной вентиляции легких, искусственное сердце, аппарат искусственного кровообращения. По частям многое сделано.

Но нет самого главного – системы. Системный подход состоит в том, что нельзя рассматривать человека в отрыве от окружающей среды. Он все время находится с ней в контакте. И одна из основных проблем выживания состоит в том, что человек плохо к этой среде адаптируется.

Россия 2045: Поэтому мы умираем так рано?

– Организм не должен выходить из того диапазона адаптационных возможностей, которые имеет. По крайней мере, надолго. А когда выходит, система сбивается, ресурс снижается, человек умирает раньше времени.

Системный подход заключается в том, что нужно налаживать систему адаптации организма, тренировать ее, регулировать. Например, своевременно прекращать доступ вредных веществ в организм. Или предупреждать человека, что концентрация вредных веществ в крови скоро может превысить допустимую норму.

Россия 2045: И так по каждому параметру...

– Я считаю очень важным сделать систему – естественно, портативную, типа «помощник человека». Она будет включать в себя искусственные органы чувств: обоняние, более чувствительное, чем у человека, которое предупредит об отравляющих веществах в воздухе; искусственный язык, который сообщит о перенасыщенности вредных веществ в воде, продуктах питания; радиационный датчик. Человек ведь не приспособлен эволюцией чувствовать радиационный фон. Все это нужно знать, чтобы избежать перегрузок внутренних органов, вызванных загрязнением окружающей среды. Кроме того, с помощью датчиков, встроенных в одежду, можно было бы контролировать двигательную активность человека, и прибор мог бы предупреждать о недостатке движений или их избытке за какой-либо промежуток времени. Сделать такую искусственную систему было бы очень интересно.

Россия 2045: Мы разговаривали со многими психофизиологами, в т.ч. с Александром Яковлевичем Капланом, и он такую интересную мысль высказал, что мозг приспособлен к долгому существованию: клетки не делятся, ошибки не накапливаются...

И он предположил, что если обеспечить эту систему искусственными средствами, подключить через нейроинтерфейс к управлению органами чувств, то такой «мозг в банке», физически будучи совместимым с мобильным роботом либо дистанционно им управляя, в состоянии прожить 200–300 лет. И тогда проблема искусственного тела видится немного в другом ракурсе.

Да, идея, что мозг незаменим, а тело можно сделать искусственное, известна давно. Эта идея освоена фантастами, например в фильме «Робокоп»: там пересадили мозг убитого полицейского роботу, и робот-полицейский стал практически неуязвим и победил всех «плохих парней».

Но если мы говорим о продлении жизни «старого тела», то нужно сделать «помощника для адаптации», о котором я говорю. Человек в тех же условиях сможет прожить существенно дольше. Парадокс, но развитие цивилизации, облегчение жизни человека приводят к уменьшению ее продолжительности при неумеренном пользовании ее благами. Чрезмерный, избыточный комфорт приводит к ослаблению адаптационных механизмов. А в пределе – и к атрофии неработающих органов. Многие недогружают мозг, перестали работать руками, стали мало ходить. А все органы надо загружать в определенном режиме, обязательно включая мозг. Для того чтобы это было оптимально, не было ни недогрузок, ни перегрузок,  нужны системы контроля, индикаторы нагрузки, запись информации, обратная связь. Все эти рекомендации по адаптации должны быть индивидуальны, конечно. То, что раньше человек интуитивно чувствовал, сейчас утрачивается, и этому надо учиться. Вот тут, думаю, и смог бы помочь такой прибор– адаптрон, или, скажем, адекватрон.

Россия 2045: Могло бы это стать этапом движения к искусственному телу?

– Безусловно!

Россия 2045: Причем наиболее легко достижимым.

– Не то чтобы легко, конечно, но реально достижимым при существующей технологической базе. Можно сделать такую систему, включая и «электронный нос», который, собственно, мне более всего интересен.

Россия 2045: Я знаю, что подобные технологии используются для диагностики болезней по запаху тела. Мне кажется, такой «нос» и внутреннюю среду поможет контролировать.

– Конечно! Например, определять рак легких по дыханию. Ежегодно триста тысяч человек у нас умирают от рака, на порядок больше, чем гибнет в автомобильных катастрофах. А рак легких трудно диагностируется. «Электронный нос» тут должен помочь.

Россия 2045: Как это будет работать?

– В основе «электронного носа» набор сенсоров. Разных. Т.е. на одно вещество они дают разный отклик. На другое вещество они дают опять разный отклик, но уже другой. Эти отклики как отпечатки пальцев у разных людей. Отклики чистых веществ записываются заранее в память прибора. А дальше задача компьютерной программы распознавания образов эти отклики обнаружить среди непрерывно поступающих сигналов на вход прибора. «Электронный нос», таким образом, определяет только те запахи, которым он обучен. Чем больше разных сенсоров в приборе, тем большему числу запахов можно этот прибор обучить.

Можно обучить «электронный нос» запахам болезней – рака легких, например. Для этого записываются запахи раковых больных. Собирается база данных. И затем люди при регулярной диспансеризации дышат в «электронный нос». Это гораздо проще флюорографии. Понятно, что обнаружив рак на ранней стадии, его проще вылечить.

В идеале «электронный нос» будет по размерам не больше цифрового фотоаппарата. Но эту систему надо будет периодически переобучать. Как часто –зависит от сенсоров. Накапливая в базе данных большое количество паттернов –запахов различных веществ, думаю, возможно будет и разобраться в природе запаха. Тут мы еще очень мало знаем. Ведь еще Ганеман – основоположник гомеопатии –излечивал некоторые болезни простым нюханием лекарства.

Тот же принцип записи и обработки многопараметрической информации, что и в «электронном носе», можно использовать и в моделировании «электронного творческого помощника», например. Человеческий интеллект работает на ассоциациях, ассоциации возникают от комплекса внешних впечатлений. Именно комплекса – не просто звуков, света, запахов, но всего вместе.

Россия 2045: Было бы очень интересно это сделать.

– Я пропагандирую системный подход. Искусственный человек должен начинаться с такой системы, которая адекватно реагирует на окружающее.

Машина, которая порождает эмоции! Она может быть напарником человека. Например, у аутистов нарушен эмоциональный контакт с миром. А представьте, есть такой электронный помощник, который на экране показывает разные выражения лица. Может даже высказать фразу эмоционально окрашенным голосом.

Думаю, при создании искусственного человека к робототехническому направлению, которое сейчас преобладает, надо добавить эмоциональное.

На самом деле эта идея комплексная, она витает в воздухе.

Россия 2045: Кстати, новый номер журнала Time вышел 21 февраля. Во всю обложку написано «2045 – год, когда человек станет бессмертным». Очень интересное совпадение.

– Конечно, создание искусственного человека и продление жизни – это действительно хорошая идея. Для продления жизни нужно иметь усиленную обратную связь. Человек в ходе эволюции потерял возможность адекватно реагировать на окружающую среду, у него, по сравнению с животными, существенно хуже обоняние, слух, вкусовые рецепторы. Необходимо уже сегодня создать какой-нибудь «аларм», который будет предупреждать человека об опасности.

Россия 2045: Скорее всего, «аларма» мало, нужна более сложная обратная связь...

– У каждого должен быть прибор индивидуального использования – адаптометр. Он будет в комплексе воспринимать всю окружающую информацию вокруг человека и запоминать любые воздействия. А пользователь сможет пролистать «память» в удобное для него время, проанализировать свое поведение, окружение. Это устройство будет учитывать индивидуальные особенности здоровья человека.

А возможно, и особенности психики. Может быть, адаптометр сможет настраивать людей, корректировать их взаимодействие с окружающей средой, эмоции. Например, прибор определяет по ряду показателей приближение у тебя состояния агрессии и предупреждает тебя. И ты понимаешь, что нужно остановиться, иначе сейчас испортишь отношения с людьми, которые рядом.

Я бы даже назвал индивидуальный адаптометр прототипом искусственного человека.

Россия 2045: Если представить будущее, в котором искусственное тело сможет получить каждый, то очевидно, что первую часть жизни человек должен существовать в том теле, которое у него есть. А через нейроинтерфейс он сможет управлять вторым телом, механическим, из него видеть, им слышать. Мне кажется, такой опыт его правильно подготовит.

– Конечно. Это процесс обучения того – Другого, который будет вместо тебя потом. Его обучить надо. А процесс обучения – он длительный, как известно.

Россия 2045: Как вы думаете, что нужно для того, чтобы привлечь внимание к проекту по созданию искусственного тела?

– Нужен флаг, нужно знамя! Нужна глобальная стратегическая цель. Раньше все сводилось к идее создания оружия для уничтожения друг друга. А теперь надо сделать помощника человека, который поможет человеку быть тем, кем он предназначен быть – творцом. Человек-творец. Пока творца сделать не удалось. Это очень благородная и глобальная задача. Как приблизить человека к творцу?

Россия 2045: Дать ему новые возможности.

– Новые возможности творить. Что такое творец? Это человек, который все чувствует, способный воспринимать весь мир адекватно. Ключевое слово –«адекватность». Это значит, что человек «правильно» реагирует, оптимально.

«На всякий звук / свой отклик в воздухе пустом / родишь ты вдруг». Это А.С. Пушкин, стихотворение «Эхо».

Животные всегда ведут себя адекватно, понаблюдайте за ними, они смотрят все время вокруг, следят за окружающим миром. Это их жизнь – адаптироваться максимально к тому, что есть вокруг. Глобальная цель –повысить адекватность.

Россия 2045: Мы хотим создать междисциплинарный центр, который объединит ученых разных областей в работе над искусственным телом человека. Как вы думаете, реально такой центр открыть, и каким вам видится его устройство?

– Конечно, реально! Пример тому – Китай, одна из самых бурно развивающихся стран. У них при университетах есть технопарки со всей инфраструктурой, техническими подразделениями. Там имеется все необходимое оборудование для работы, «чистые комнаты», налажена доставка химреактивов, материалов, есть мастерские с современным оборудованием, ремонтные подразделения.

Нельзя просто снять офис, поставить компьютеры, посадить за них людей и на этом закончить. Это не годится. Думаю, нужен технопарк. Рядом должны быть гостиницы, спорткомплекс. Все это желательно в лесу. Но недалеко от какого-либо наукограда, поскольку для обеспечения работы современного оборудования нужны квалифицированные инженерные кадры, работающие на постоянной основе. Учитывая междисциплинарность проекта, необходимо привлекать совершенно разных специалистов. Они могут работать и вахтовым методом. Сроки могут быть разными, скажем, от двух недель до нескольких месяцев. Нужен действующий коллектив, в котором постоянно бьется творческая мысль. Потому что когда человеку придет в голову идея, ему нужно обсудить ее с коллегами, а не ждать, скажем, месяц до конференции. У него эта мысль может «протухнуть», ведь идеи тухнут точно так же, как и продукты. «Наука – дело компанейское», как сказал Фримен Дайсон, известнейший физик-теоретик.

Россия 2045: Вы имеете в виду взаимное обогащение идеями?

– Творчество – коллективный процесс. Нам нужно создать среду для творчества.

Page 5

23.02.2011

Как наладить связь с полностью обездвиженным человеком? Зачем нужен мозг и можно ли протезировать сознание? На эти и другие вопросы отвечает Александр Алексеевич Фролов, Доктор биологических наук, профессор. Заведующий лабораторией математической нейробиологии обучения в институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАНРоссия 2045: Известный футуролог и изобретатель Рэймонд Курцвейл незадолго до Нового года выступил с прогнозом, согласно которому уже в течение следующих двадцати лет человек сможет получить полностью искусственное тело. Вы занимаетесь интерфейсами «мозг — компьютер». Как вы считаете, существуют ли в вашей области науки реальные основания для того, чтобы поддержать этот прогноз?Александр Александрович Фролов: Я думаю, что вопрос поставлен некорректно. Вероятно, надо заменить «получить» на «иметь». «Получить» можно понять как утверждение, что человек — это что-то внешнее по отношению к своему телу, и он может получить как тело естественное, так и тело искусственное. На самом деле человек и есть его тело. И вопрос состоит в том, может ли человек иметь искусственное тело. И может ли нечто, имеющее искусственное тело, называться человеком.Я думаю, что большинство людей согласятся с утверждением о том, что сохранение личности связано с сохранением памяти и, тем самым, с сохранением самоидентификации. И если при замене естественного устройства памяти на искусственное информация не потеряется, то человека, по-видимому, можно считать человеком. Причем тем же самым человеком, что и до операции.Россия 2045: А можно ли в ближайшем будущем (например, в следующие 20 лет) провести на человеке такую операцию?А.А.Ф.: Я не берусь судить о сроках, но не вижу принципиальных ограничений на возможность такой операции. Уже сейчас проводятся операции с вживлением искусственных сенсорных органов для восстановления слуха и зрения. Известны работы по разработке протеза гиппокампа, проводимые профессором Бергером из университета в Южной Калифорнии. А гиппокамп — это как раз орган памяти, хотя и кратковременной. Постоянно происходит расширение репертуара органов человека, поддающихся протезированию, включая и некоторые области мозга.Проблема создания искусственной памяти, сохраняющей содержимое естественной памяти индивидуального человека, хотя и является сложной, но представляется разрешимой. Для начала таких исследований можно было бы предложить несколько вполне реалистичных подходов.Россия 2045: Расскажите, пожалуйста, что такое интерфейс «мозг — компьютер» (ИМК)?А.А.Ф.: ИМК — это устройство прямого сопряжения сигналов головного мозга с техническими устройствами. При возникновении какого-либо намерения в мозге человека возникают сигналы, соответствующие этому намерению. ИМК позволяет провести их классификацию в зависимости от намерений человека и распознать, к какому классу относится сигнал. А распознавание класса сигналов эквивалентно распознаванию намерения человека, которое и передается напрямую техническому устройству.Россия 2045: Каковы наиболее значительные достижения в работе с нейроинтерфейсами? Какие цели ставят перед собой исследователи?А.А.Ф.: В настоящее время исследования по ИМК вышли из того этапа, когда было необходимо доказывать состоятельность и важность этого направления в лабораторных условиях. Теперь нужно искать эффективные способы их широкого применения.Россия 2045: Т.е. интерфейсы «мозг — компьютер» уже нашли практическое применение?

А.А.Ф.: Инвазивные ИМК содержат матрицу электродов, вживляются в голову, обычно на поверхность коры мозга. Они регистрируют сигналы активности отдельных нейронов и имеют хорошее разрешение для распознавания намерений человека. Но их применение связано с необходимостью операции на мозге. Поэтому опыт их использования ограничен полностью обездвиженными пациентами, для которых ИМК становится единственным средством передать свои намерения внешнему миру. Таких операций в мире уже сделаны десятки, и они показали свою эффективность. Исследования по их совершенствованию проводятся в основном на обезьянах.В неинвазивных ИМК используются сигналы, регистрируемые на поверхности головы или даже на расстоянии от головы. Источник этих сигналов — локальные токи мозга, сопровождающие его активность. От поверхности головы регистрируется электроэнцефалограмма, на некотором расстоянии от головы — магнитоэнцефалограмма. Именно ИМК, связанные с регистрацией ЭЭГ, скорее всего, найдут наиболее широкое применение. В основном обсуждается и уже реализуется их применение в индустрии компьютерных игр и в клинике. Уже разработаны шапочки, не требующие сложной настройки, они надеваются на голову как обычная шапка. Я думаю, со временем такая шапочка станет рядовым бытовым прибором, как телевизор или персональный компьютер. Ведь умение передавать свои намерения внешним техническим устройствам непосредственно сигналами мозга само по себе может стать увлекательной игрой.Если говорить о клиническом применении неинвазивных ИМК, то исследования по их использованию в основном связаны с реабилитацией двигательных функций у постинсультных больных, у которых эти функции потеряны.Россия 2045: Возвращаясь к вопросу об искусственном теле. Когда технологии нейроуправления станут достаточно развиты, чтобы решить задачу управления таким сложным устройством, как искусственное тело?А.А.Ф.: Если говорить о внедрении технологии ИМК для управления искусственными органами тела, то разработка этой технологии пойдет, по моему мнению, от задачи реабилитации постинсультных больных, о которой я уже упомянул. Создание самой искусственной руки — это задача не менее сложная, чем задача создания системы ее управления с помощью ИМК.Дело в том, что управление современными роботами и манипуляторами основано на совершенно других принципах, нежели движения у живых организмов. Поэтому больные, у которых движение руки выполнялось с помощью таких манипуляторов, воспринимали их недружелюбными и отказывались использовать. Если вы попробуете сами пассивно двигать рукой с помощью такого манипулятора, то вы будете ощущать непривычно большую жесткость в суставах. Они настроены на очень большие коэффициенты в петле обратной связи, ликвидирующей отклонения от заданной траектории движения руки созданием дополнительных силовых моментов в суставах.У реальной руки коэффициенты в петле обратной связи на порядки меньше, и поэтому ее движения более плавные и мягкие. Поэтому для создания системы управления искусственными органами надо создать еще хорошие механические модели этих органов. Далее идет задача очувствления этих органов, т.е. создания внутренних и внешних рецепторов, аналогичных тактильным и проприоцептивным рецепторам в живой руке, которые, кроме зрительного сигнала, будут сообщать человеку о текущем положении его руки и пальцев. Эту информацию можно преобразовывать, например, в слуховые сигналы. Имея в виду высокую способность мозга к обучению, можно ожидать, что эти сигналы после длительной двигательной тренировки начнут восприниматься мозгом как сигналы движения.Этот процесс называется выработкой сенсомоторной координации, которая является основой поведения животных и человека. Можно ожидать, что в результате такой тренировки человек научится выполнять сложные движения двумя руками: естественной и искусственной. Например, завязывать шнурок на ботинке. Когда одна искусственная рука будет освоена, можно добавить еще одну руку и т.д. Это существенно увеличит двигательный репертуар человека, что может быть полезно для некоторых профессий.Россия 2045: Какие основные препятствия вы видите в решении этой задачи? Речь идет не о полном переносе мозга на искусственный носитель, но хотя бы о дистанционном управлении.А.А.Ф.: Я не вижу никаких принципиальных ограничений на возможность решения этой задачи, кроме того, что эта задача достаточно сложна, требует участия специалистов разного профиля и хорошей их координации.Россия 2045: Мозг, как мы его знаем, во многом является органом для управления множеством процессов, происходящих в теле. Что произойдет с ним, если его «подключить» к телу искусственному? Насколько сложным должно быть искусственное тело, чтобы мозг не заметил подмены?А.А.Ф.: Вопрос не в том, должно ли устройство, управляемое сигналами мозга, быть слишком простым, а в том, не будет ли оно слишком сложным. И здесь проблема не в ресурсах мозга, а в возможности понять и классифицировать его активность с помощью классификатора ИМК.Пока ИМК управляют достаточно простыми устройствами с малым числом степеней свободы. Например, управление искусственной рукой производится обобщенными командами: «Схватить», «Отпустить», «Сжать кулак», «Разжать» и т.д. В этом случае движение заранее программируется, и по команде «Схватить» манипулятор движется по заранее заданной траектории и его пальцы хватают предмет, расположенный в заданном месте пространства. По команде «Поднести ко рту» манипулятор опять совершает заранее запрограммированное движение и подносит стакан к точке пространства, где заранее запланировано положение рта. Пациенту, управляющему таким манипулятором, нужно подвести рот к нужной точке.Сколько различных намерений человека можно распознать с помощью ИМК и сколькими степенями свободы можно управлять независимо — это один из важных вопросов, которые в настоящее время решаются исследователями ИМК.Россия 2045: Искусственное тело — это что-то внутреннее или все же внешнее для мозга?А.А.Ф.: Мозг — это орган тела, предназначенный для обслуживания его потребностей. Хотя потребности могут выражаться не только в восполнении ресурсов жизнеобеспечения, но и, например, в социальном одобрении, получении места в социальной группе и т.д. Мозг упорядочивает текущие потребности, выделяет из них главные, т.е. в любом случае выполняет функцию по обслуживанию своего тела. Если удастся пространственно разнести мозг и тело, мозг все равно будет функционировать только при условии, что тело воспринимается им как свое.Россия 2045: В нашем теле существует множество процессов, на которые мы не обращаем внимания: дыхание, пульс, температурная регуляция, работа пищеварительной системы и др. В случае с искусственным телом не получится ли так, что человек не сможет всеми этими процессами управлять вручную?А.А.Ф.: Действительно, человек не управляет отдельными мышцами сознательно. Сознательно ставится двигательная цель, а перевод задачи по достижению цели в активность мышц совершается на подсознательном уровне. Хотя в экспериментах с биологической обратной связью человека можно научить активировать отдельную мышечную единицу и даже отдельный нейрон. Но что при этом делается в мозгу, когда такое управление осуществляется, человек не осознает. Он учится это делать по ошибкам, которые даются ему по обратной связи, и в конце концов научается воспроизводить ту активность мозга, которая обеспечивает активацию отдельной мышечной единицы или отдельного нейрона, не понимая, как активность мозга выглядит.ИМК — это тоже обучение человека по биологической обратной связи. Тренируясь управлять ИМК, человек научается подавлять шумы, т.е. активность мозга, не связанную с требуемой ментальной задачей, а активность, с ней связанная, становится более стабильной. Таким образом, при управлении внешними устройствами, как и при управлении собственным телом, никакого «ручного» управления отдельными степенями свободы этого устройства не должно потребоваться.Россия 2045: Человеко-компьютерный интерфейс — замечательная идея. А могут ли разные люди общаться друг с другом посредством таких интерфейсов?А.А.Ф.: Не вижу проблем. Человек с помощью ИМК может выразить свое намерение на экране компьютера, другой человек его увидит и ответит с помощью своего ИМК. Можно разработать устройство, которое будет кодировать намерение не в виде зрительного образа, а в виде, например, звукового или тактильного сигнала. Со временем, вероятно, научаться кодировать намерение с помощью сигнала, передаваемого непосредственно в мозг, например, вызывая у человека ощущение покалывания в определенной точке тела или в виде зрительного фосфена. Здесь проблема чисто техническая.Россия 2045: Когда мы говорим о бионических протезах, управляемых с помощью нейроинтерфейса, может ли такой протез отличаться от человеческой руки? Существуют ли какие-то трудности в управлении такой искусственной конечностью или телом, состоящим из таких нестандартных элементов?А.А.Ф.: Принципиальных трудностей по освоению дополнительных рук и ног нет. Об этом говорит хотя бы опыт освоения человеком различных инструментов. Опытный рабочий ощущает инструмент как часть тела. Принципиальных различий в освоении собственного тела и инструментов не существует.Но все сенсорные органы должны располагаться на одном теле. Сенсомоторная координация сводится к тому, что мозг согласует информацию, приходящую в него от различных сенсорных систем, и именно поэтому мы воспринимаем мир как нечто внешнее и стабильное, а не как хаотическую смену раздражения рецепторов, расположенных на поверхности тела.Россия 2045: Если сознание и память, особенности мышления — всего лишь продукт работы мозга, то можно ли протезировать и их? Возможно ли воссоздать сознание на внешнем носителе? Протезировать его часть или перенести целиком — причем так, чтобы сохранить субъективную идентичность человека — вплоть до, скажем, политических взглядов?А.А.Ф.: Сознание, память, мышление — это процессы. Можно говорить об их воспроизведении, но не о протезировании. Повторюсь, эти процессы обслуживают тело, поэтому их можно воспроизвести только вместе с телом, имеющим мозг. И мозг, и тело в принципе могут быть искусственными. Думаю, что непосредственно переписать память человека на внешний носитель типа диска компьютера невозможно. Они организованы слишком по-разному. Но можно представить вариант перезаписи, при котором нейропротез, имитирующий по структуре и функции реальную нейронную сеть, вживляется в мозг вместо поврежденной его области. После совместной работы с неповрежденными областями мозга он включается в распределенную систему памяти. После этого второй нейропротез вживляется в другую область мозга и т.д. В этом случае последовательное включение нейропротезов в распределенную память происходило бы естественным путем, аналогичным тому, как происходит включение неповрежденных областей мозга в выполнение некоторой функции после повреждения областей мозга, ранее выполнявших эту функцию. Представляется, что при таком переносе памяти в нейропротез содержание памяти и самоидентификация человека сохранятся.Россия 2045: Мы сейчас говорим о том, что не существует принципиальных причин, которые делали бы невозможным сначала создание дистанционно управляемого тела, а потом и увеличение продолжительности жизни в несколько раз за счет использования комбинации «живой мозг — искусственное тело». Это потрясает. Скажите, пожалуйста, каков, на ваш взгляд, требуемый социальный, финансовый и научный масштаб такого проекта, т.е. что требуется для того, чтобы действительно это реализовать?А.А.Ф.: Я думаю, что по масштабам и необходимости междисциплинарного подхода такой проект сравним с проектами создания ядерного оружия или ракетной техники. В одной из статей я читал, что в Китае планируется создать национальное агентство по изучению и моделированию мозга, подобное НАСА в Америке.Россия 2045: Мы видим, как поколения высокотехнологичных телефонов сменяют друг друга как в калейдоскопе, и с каждым следующим шагом их возможности резко возрастают. Происходит ли что-то подобное с нейроинтерфейсами?А.А.Ф.: Я ожидаю скорого и широкого внедрения ИМК в индустрию игр и в практику реабилитации постинсультных больных. Если такое внедрение произойдет, то появятся и стимулы для развития технологии ИМК.Россия 2045: Нужны ли искусственные тела людям, когда не всегда понятно, как прокормить естественное?А.А.Ф.: Исследования по ИМК никак с этой проблемой не пересекаются. Более того, создание понятного и контролируемого проекта государственного уровня помогло бы поднять общий уровень научно-технических исследований в стране, подобно тому, как это было во время ядерного и ракетного проектов. В настоящее время социальная полезность исследований по ИМК обусловлена возможностью их клинического применения, а коммерческая заинтересованность связана с индустрией игр. Любой человек может получить инсульт или еще какую-либо более страшную болезнь и поэтому должен быть заинтересован в создании способов ее лечения. Кроме того, каждый человек смертен, и большинство хочет продлить жизнь. Если обсуждаемый нами подход будет этому способствовать, то даже учитывая все возможные этические проблемы, связанные с его выполнением, он должен быть интересен людям. Думаю, что ни один из выполняемых сейчас проектов про продлению жизни не свободен от рисков.

Page 6

23.02.2011

Над созданием искусственного тела работают не только медики, биохимики, физиологи. Весомый вклад в его разработку вносят физики. Они составляют уравнения работы нервной системы и бьются над расшифровкой «кода разума». Об этом нам рассказал доктор физико-математических наук, профессор, почетный сотрудник ЛНИСМС, заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИ системных исследований РАН Виталий Львович Дунин-Барковский.

Россия 2045: Мы опрашиваем ведущих ученых о перспективах создания искусственного (или биоискусственного) тела, а также искусственного интеллекта. Есть мнение, что все это будет создано уже к 2045 году. Виталий Львович, расскажите, пожалуйста, о том, как вы относитесь к такому прогнозу и какой вклад могут внести математики в создание искусственного тела? Виталий Львович Дунин-Барковский: Идея искусственного тела посетила меня довольно давно, у меня есть даже коммерческий проект, посвященный ему. Впервые я опубликовал свои мысли на эту тему в сборнике «Проблемы нейрокибернетики» (Материалы XI Международной конференции по нейрокибернетике, г. Ростов-на-Дону, стр. 8–13) в 1995 году. Статья начиналась со слов: «В пять лет я столкнулся со смертью, а мама сказала мне, что если я буду хорошо себя вести, то доживу до миллиона лет».

Похоже, что детская моя мечта сейчас недалека от реальности. Называлась статья «Проект создания системы аутентичного моделирования личности». Я даже ходил с этой идеей к местному епископу в надежде заключить с Ростовской епархией хозяйственный договор на исследование материальных носителей психики. Помнится, я начал со слов: «Вообще-то я атеист...». Он ответил: «Да не важно, мы же делом занимаемся!». Сразу договора не получилось, решили встретиться позже. А потом — он уехал, я уехал, и наши пути больше не пересекались.

Когда заходит речь о бессмертии, я привожу в пример Пушкина. Он знал, что будет бессмертным. Он бессмертный и есть. Когда я читаю «Капитанскую дочку», я чувствую, как он во мне оживает. Не нужно становиться гением, чтобы стать бессмертным. Мы и так бессмертны. Мы наследили в жизни, и эти следы в любом случае останутся, мы просто еще не понимаем, в чем состоит это ощущение. Нам нужно, как у Лермонтова, заснуть «не тем холодным сном могилы», а так, чтобы «дремали жизни силы», а иногда иметь возможность просыпаться.

Россия 2045: «Вздымалась тихо грудь»...

В.Л.Д-Б.: Я всю жизнь занимаюсь биофизикой. Моя единственная задача — понять, как работает мозг, и использовать это. С течением времени мировой интерес к данной теме только возрастает. В то же время я вижу незанятые и перспективные ниши. При вложении минимальных средств в нашу отрасль знаний отдача может быть колоссальной. Мы, наша страна, много в чем отстали, но в области понимания мозга мы можем не только сравняться с другими странами, но даже опередить их. Теоретическая мысль — то, в чем мы в России сильны. Но ученым нужно помогать, в науку нужно инвестировать ресурсы.

Россия 2045: Что вы имеете в виду под «пониманием» мозга?

В.Л.Д-Б.: Эта наука — нейроинформатика (computational neuroscience), наука о понимании мозга, теория того, как он работает. Недавно я был в Штатах и заезжал в гости к главному «гуру» нашей профессии — Джону Джозефу Хопфилду, автору широко известной теории нейромагнетиков. Мы знакомы давно. Но первый раз удалось поговорить спокойно и обстоятельно, часа два. Среди его начальных фраз было: «Никак не могу понять, что делают сейчас молодые теоретики. Такое впечатление, что они соревнуются, кто больше усложнит проблему, какие-то теоремы доказывают, а делом никто не занимается. А надо брать конкретные функции мозга и их стараться понять».

Уже после разговора, после внимательного чтения последних работ Хопфилда, дошло до меня, что в моих собственных работах 1984–1995 годов был угадан существенный элемент «конструкции мозга» — формат представления непрерывных величин в многонейронных системах. Сейчас этот формат данных («бугорковые аттракторы», bump attractors) обнаружен экспериментально в гиппокампе и других структурах мозга. Особо важно, что этот формат высокоэффективен. Т.е. благодаря ему вычислительная мощность нейронных систем может расти экспоненциально (фантастически быстро) с ростом числа нейронов. Иными словами, увеличение числа нейронов может приводить к качественным скачкам изменения способностей мозга. Теперь понятно, что бугорковые аттракторы — это один из «секретов мозга». Конечно, приятно сознавать, что я слегка причастен к обнаружению этого секрета. 

А вообще, сейчас становится понятно, что существует некий «код разума», т.е. небольшое количество принципов работы нервной системы, которые и обеспечивают нашу способность мыслить. Некоторые из этих принципов/механизмов уже известны. Как только станут известны все, мы поймем, как работает мозг.

Россия 2045: Расскажите, пожалуйста, подробнее о «коде разума»!

В.Л.Д-Б.: Есть такая сфера деятельности — reverse engineering. По-русски — «обратное конструирование». Допустим, на поле боя мы захватили экземпляр техники и разбираем его, чтобы понять принцип работы и собрать такой же. То же сейчас несколько разных групп во всем мире пытаются проделать с мозгом. Большинство понимают эту идею буквально и разбирают все связи нейронов друг с другом. Задача кажется невыполнимой, однако ею занимаются. Ее делают, в нее вкладывают огромные ресурсы. Что-то получают, результаты публикуются.

Я предлагаю иной путь: не гадать над устройством сразу всей нервной схемы, а искать «код разума» — принципы работы нейронных систем (один из них, бугорковые аттракторы, уже разгадан). Число этих принципов не может быть слишком большим. Следующий этап в задаче обратного конструирования — это создание макета, а за ним — и действующего образца мыслящего «объекта» следующего (за человеком) поколения.

Россия 2045: Т.е. искусственного мозга?

В.Л.Д-Б.: Искусственного разума. Если за работу всерьез взяться, то детальную схему сборки прототипа мозга можно получить лет за пять. А поскольку многие науки, исследующие этот предмет, развиваются параллельно, очень может быть, что результат будет получен еще быстрее. Вдохновляет то, что для понимания мозга, скорее всего, не нужно изобретать ничего сверхнеобыкновенного. Приведу пример из смежной области науки.

В книге, посвященной 50-летию открытия двойной спирали ДНК, Джеймс Уотсон пишет: «28 февраля 1953 года я спешил на работу в нетерпении, потому что накануне вырезал из картона модели аденозина, гуазина, цитозина, тирозина». Он вырезал картонные модели фрагментов ДНК и хотел с ними «поиграть». Комбинировал их, комбинировал... А когда разложил А-Т и G-C на столе, они оказались одной длины и улеглись аккуратными ступеньками лестницы двойной спирали ДНК. Математически доказать факт равенства этих ступенек было бы невозможно! Фундаментальный принцип биологии поддался объяснению не сложной «заумной» математики, а оказался понятным буквально «на пальцах».

То же — и с bump attractor’ами. Теперь ясно, что они являются одним из элементов «кода разума». А в 1984 году мой первый прототип бугоркового аттрактора был получен на бумажно-проволочной модели, без помощи компьютера. Сейчас уже видны «кандидаты» на недостающие принципы, недостающие элементы «кода разума». Безусловно, для того, чтобы идти дальше, важен, полезен, нужен и математический анализ, и компьютерное моделирование. Однако зачастую суть принципов работы реальных систем очень проста и ее можно ухватить без математики. В точной математике очень часто бывает больше эстетической красоты, чем реального смысла.

И, увы, даже великие математики и великие физики не всегды бывают правы. К нам на физтех в зените своей славы и на пике работоспособности (октябрь 1960 года) приезжал академик Лев Давидович Ландау. Мы смотрели на него как на бога, и задавали вопросы. Я отправил записку: «Может ли машина мыслить?». Ландау ответил: «Я вообще-то мыслящих людей не встречал, а вы — «машина»! Это — очевидная интеллигентская глупость и предрассудки! Спиритизм какой-то...». С тех пор я не раз слышал от физиков, что искусственным интеллектом следует заниматься только тем, у кого нет естественного. На мой взгляд — это был и есть ничем не оправданный снобизм.

Россия 2045: Ян Корчмарюк, математик из Волгограда, придумал теорию под названием «сеттлеретика». Она посвящена «датчикам-шпионам», которые заходят в мозг и считывают информацию.

В.Л.Д-Б.: Корчмарюк на своем веб-сайте пишет: «В 1996–1998 годах я написал научно-футурологический доклад...». Речь идет о «технологическом бессмертии». Как уже сказано выше, моя статья, посвященная в точности той же самой проблеме, была опубликована в 1995 году. Подновленная англоязычная версия этой статьи вышла в 2007 году в журнале Optical Memory and Neural Networks. Пару месяцев назад я пришел к идее использовать микроэлектронные метки для считывания и передачи информации к нейронам. Эта идея очень похожа на «шпионские чипы» Корчмарюка. Проблема, конечно, не в том, чтобы писать фантастические романы, а в том, чтобы реально заняться этой технологией.

Россия 2045: Значит, вы считаете, за десять лет можно сделать рабочую модель искусственного разума?

В.Л.Д-Б.: Совершенно верно! Раньше у меня был просто оптимизм, сейчас — информированный оптимизм, все больше подкрепляемый фактами.

Россия 2045: Мы обсуждаем с вами самую отдаленную, самую интересную часть проекта по созданию искусственного тела. В первую очередь должны быть разработаны все искусственные органы и ткани, работа в этой области ведется очень интенсивно. Только после этого мы, возможно, сможем записать свое сознание на какой-то искусственный носитель и перенести его в это тело...

В.Л.Д-Б.: Когда речь идет о будущем, очередность проектов — вещь динамическая. Она может меняться. Как говорилось в Советском Союзе, приоритетным является создание не предметов потребления, а средств производства. По аналогии с этим для создания искусственного тела нужен хороший мозг, интеллект. А он может быть и искусственным. Воссоздание органов — очень сложная и ресурсоемкая задача. При работе над искусственным интеллектом затраты минимальны, а результаты колоссальны.

Россия 2045: А как вы себе представляете такую работу в организационном смысле?

В.Л. Д-Б.: Достаточно заполнить около двадцати вакансий. Найти пять человек можно сразу, на поиски остальных может уйти от полугода до года. Дальше дело за малым: собирать сведения о работе мозга и пытаться их понять. Очень существенно то, что работать надо дружно, коллективно. Сейчас весь мир пытается все на свете делать недружно, в конкурентной, я бы сказал, англосаксонской парадигме. Но таким — конкурентным — образом, скажем, атомную бомбу никогда бы люди не сделали (не важно, хорошо это или плохо). А тогда — работали дружно, даже несмотря на то, что было два или три совершенно разных способа обогащения урана (центрифуга, диффузия и т.д.), но над этими способами работали в параллель, помогая друг другу. Это были разные ветви, но одного проекта.

Зачем вообще нужен хай-тек? Да ведь благодаря высоким технологиям доступным для всех становится то, чем раньше могли обладать лишь единицы. Скажем, бессмертны были Пушкин, Шекспир, Александр Македонский — единицы. А с помощью искусственного разума смогут «не умирать» миллионы Ивановых, Джонсов, Ли, Сингхов и т.д. И вообще, мы сможем помочь всем людям, сможем найти способы улучшить жизнь каждому человеку на Земле. Искусственный интеллект — это важнейшая современная проблема, она касается всех. Как только мы начнем понимать, как мы устроены, мы поймем, что нам нужно. Это — совершенно необходимая для общества первоочередная задача.

Page 7

23.02.2011

Шокирующая реальность науки и невероятные открытия будущего стали сегодня объектом пристального внимания художников-ученых и нашли отражение в проектах с использованием передовых технологий в области робототехники, генной и биоинженерии. О технобиологическом искусстве, «влажных технологиях», небиологическом интеллекте и гибридных схемах из живых и неживых элементов рассказывает художник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал) Дмитрий Булатов.Россия 2045: Известный футуролог и изобретатель Рэймонд Курцвейл незадолго до Нового года выступил с прогнозом, согласно которому уже в течение следующих двадцати лет человек сможет получить полностью искусственное тело. Существуют ли реальные основания для того, чтобы поддержать этот прогноз?Дмитрий Булатов: В своих прогнозах Курцвейл опирается на закон Мура, согласно которому вычислительная мощность удваивается каждые два года. Рассматривая эту закономерность на примере различных поколений счетных устройств XX века (электромеханика, релейная техника, электронные лампы и т.д.) и экстраполируя на рост мощностей вычислительной техники XXI века, Курцвейл делает вывод, что скорость этого роста сама возрастает в экспоненциальном порядке. Другими словами, если в начале XX века человечество удваивало вычислительные мощности каждые три года, в середине века – каждые два года, то в наше время оно удваивает их ежегодно. Из этих расчетов Курцвейл и делает свой прогноз относительно будущего.Если мы согласимся, что экстраполяции были проведены правильно и физические ограничения на закон Мура в дальнейшем будут отсутствовать (что не бесспорно), то сценарий Курцвейла вполне может подтвердиться. Однако поскольку этот прогноз основан на эмпирическом наблюдении, я бы также снабдил его и другим эмпирическим наблюдением Фингейла-Мерфи, которое утверждает, что если что-то может пойти не так, то это обязательно случится.Россия 2045: А какие, по вашему мнению, усилия потребуются от человечества для реализации этого прогноза?Д.Б.: Я полагаю, что работа в направлении реализации этого прогноза потребует очень больших организационных и финансовых усилий. Если мы говорим о большом международном проекте, объединяющем, например, 5000 ученых и инженеров из разных стран, – затраты будут сопоставимы со стоимостью Большого адронного коллайдера.Однако главным препятствием на этом пути я считаю не технологические, финансовые или организационные барьеры — это все преодолимо. Проблема в том, что все традиционные отговорки ученых из разряда «черт возьми, я же изобретатель, а не какой-нибудь там обществовед!» перестали действовать сразу после того, как Роберт Оппенгеймер, предвкушая реализацию руководимого им «Манхэттенского проекта», закрыл глаза на его морально-этические последствия. Сегодня очевидно, что технологии GNR-класса (генная инженерия, нанотехнологии, робототехника) — это не просто технологии двойного назначения, а принципиально доступныетехнологии, где одно лишь знание делает возможным их использование для решения разного класса задач. Поэтому в первую очередь для реализации прогноза Курцвейла необходима организация проблемно-ориентированных центров по типу Foresight Institute. В ближнесрочной перспективе такие организации могли бы производить оценку реверсов и аверсов разрабатываемого проекта. А в среднесрочной — заниматься обоснованием необходимости пересмотра сложившихся идеологических и морально-этических доктрин в отношении возможности изменения человеческого вида.Россия 2045: Как вы думаете, можно ли улучшить человеческое тело в процессе создания искусственных органов — улучшить функционирование некоторых из них или, например, избавиться от лишних, добавить сверхспособности?Д.Б.: Я думаю, речь может идти не в терминах улучшения, а в терминах регенерации биологических органов и расширения человеческих способностей в целом. Например, ученые уже давно подсчитали, что человек имеет фиксированную скорость биологического мышления — чуть больше тысячи вычислений в секунду. Эта цифра обусловлена нашей биологией и принципиально увеличиваться не будет. Способности же небиологического интеллекта в этом плане ограничиваются только производственными мощностями.Сегодня в различных международных лабораториях реализуются десятки проектов по дублированию и расширению функций человеческого тела (зрения, слуха и т.д.), есть разработки по искусственному сердцу. В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными. Однако по мере реализации различных гибридных форм нас ожидают на этом пути большие проблемы системного характера, главная из которых — синхронизация систем с разными временами. Дело в том, что этап появления технобиологических креатур можно определить как меру появления инноваций в системе (понятие термодинамического времени по Илье Пригожину). Такое время является синонимом движения, развития и возникновения чего бы то ни было нового. Это время неизменно приходит в противоречие с временем физическим, календарным. Эти два времени — термодинамическое (инновационное) и механическое (календарное) — не эквивалентны и чрезвычайно тяжело синхронизируемы. Сегодня мы не знаем, как именно проявится борьба между ними, но можно с уверенностью сказать, что в целом объединенная система окажется аварийной: времена не могут уживаться вместе.Россия 2045: Как отражает современное искусство эти тренды развития человека? Насколько эти темы принимаются зрителями?Д.Б.: Художники, работающие в сфере технобиологического искусства (моя специализация), в качестве художественного средства используют новейшие технологии и исследовательские методики в области биомедицины, робототехники, человеко-машинных интерфейсов, нанотехнологий и т.д. Это новый, доселе невиданный инструментарий художника, дающий яркие выразительные возможности.А главное — это очень актуальная область. Сейчас на территории технобиологического искусства большое внимание уделяется объединению цифровых компьютерных средств с «влажной биологией» живых систем. Пересечение этих областей образует особую среду, которая получила название «влажных технологий». В рамках этой среды стало возможным получение художественных работ, совмещающих в себе свойства живого организма (рост, изменчивость, самосохранение и т.д.) и технического изделия (серийность, заменяемость, расширенная функциональность). На наших глазах возникает и оформляется новый класс «полуживых» произведений искусства. Это — настоящая революция в искусстве.Россия 2045: Как могло бы помочь искусство в продвижении проекта по созданию искусственного тела?Д.Б.: Рассматривать science art исключительно в качестве инструмента для популяризации науки или новых технологий неправильно. Это примерно то же самое, как если бы мы видели смысл кинематографа в производстве рекламных роликов. Дело ведь не в том, что искусство тоже можетвысказаться на языке науки и технологий, но в том, что может сказать и сделать только искусство. Искусство, например, не обязано сосредотачиваться на интерпретациях логических закономерностей в природе, чем, по преимуществу, занимается наука. Зато в своих высказываниях оно может обратить внимание на множество неочевидностей по применению новых технических возможностей.Это свойство science art особенно ценно сегодня, на ранней стадии развития высокотехнологичных направлений, когда неопределенности и непредсказуемости больше всего и когда требуется поощрять разные точки зрения, без чего существование науки и искусства попросту невозможно.Другими словами, в своих произведениях художник должен не только подтверждать научно-технологические версии реальности, но и посредством художественного метода очерчивать границы применимости этих версий. Не давая, таким образом, научно-технологической системе замкнуться на том основании, что логическими закономерностями окружающий мир и человека можно и должно исчерпать...Россия 2045: В современном искусстве новые научные идеи получают возможность зачастую более легкой реализации, чем в лаборатории. На один и тот же прорывной эксперимент проще получить грант как на художественный объект, чем как на научное исследование. Так ли это для идей, связанных с киборгизацией? Д.Б.: За рубежом в целом так и есть, но только для единичных проектов, где объединяется достаточно высокий научный и художественный потенциал. Один из моих излюбленных примеров на эту тему — совместный проект под названием «MEART» австралийской группы художников Simbiotica и коллектива американских нейробиологов под руководством доктора Стива Поттера (лаборатория нейроинженерии Технологического института Джорджии, США). На первый взгляд это произведение может показаться довольно радикальным. Судите сами: «полуживая» робосистема, которая объединяет в себе несколько сотен нейронов эмбриона крысы и механическую руку-манипулятор, рисует некие спонтанные произведения по мотивам фото- и живописных оригиналов. При этом общая задача проекта формулируется его авторами так: «Мы пытаемся создать сущность, которая со временем будет развиваться, учиться и выражать себя через искусство»...Другой не менее интересный пример — известный проект Стеларка «Третье ухо», в рамках которого художник с помощью специалистов в области тканевой инженерии осуществил пересадку дополнительного уха себе в правое предплечье. Само по себе «Третье ухо» Стеларка слышать не может, но с имплантированной гарнитурой Bluetooth у него появляются другие, неожиданные для этого органа функции — передатчика, узла доступа в Интернет и т.д. Технология, вживленная в тело по принципу симбиоза, рождает новый вид эволюционного синтеза — возникает новая разновидность эволюционной энергии. Понятно, что данный случай — это только некий прообраз, материал для работы с темой. Но в целом уже можно сказать, что новые технологические возможности, порожденные актуальными научными изысканиями, — одновременно уникальными, интересными и пугающими, — воспринимаются художниками как предмет, обязательный для художественного исследования.Россия 2045: Много ли существует в мире художников, которые работают в этой области? Кто эти люди, какие произведения-разработки они создают?Д.Б.: За рубежом существует достаточно много институций, авторов, фестивалей, которые специализируются в области технобиологического искусства и science art в целом. Рассказать обо всех невозможно, скажу только, что наибольшая вероятность встретить интересные разработки существует не столько в музеях, сколько в экспериментальных лабораториях. Например, в лабораториях Центра искусства и медиатехнологий ZKM (Карлсруэ, Германия), Центра Ars Electronica (Линц, Австрия), ICC-NTT Музея интеркоммуникаций (Токио, Япония), Института Hexagram (Монреаль, Канада), Центра искусства и геномики (Амстердам, Голландия), Эксплораториума (Сан-Франциско, США), Центра новых медиа (Беркли, США), Лаборатории смешанной реальности (Сингапур) и т.д.Авторами выступают художники, увлекшиеся научно-технологической проблематикой, и ученые, которые осознали, что у научной деятельности есть не только функциональная составляющая. А могут быть и группы, состоящие из художников и ученых. К слову, многие западные ученые уже давно осознали, что современное искусство — это не просто инструмент исследования, но еще и первоклассная реклама, способная принести частные деньги в научную лабораторию. Со временем, кстати, у многих ученых появляется вкус к современному искусству, и они уже не делают ставку на финансовый интерес, а просто творят. Работы серьезных ученых на поле современного искусства — не редкость. Например, директор Лаборатории смешанной реальности (Сингапур) профессор Адриан Дэвид Чеок каждую свою научную разработку сопровождает художественным проектом и широко выставляется на фестивалях современного искусства по всему миру. Или доктор Кен Голдберг — известный американский ученый, неоднократно отмеченный призами за научные труды в области искусственной жизни и робототехники. Его проекты и инсталляции неоднократно экспонировались на Венецианской биеннале, находятся в коллекциях Центра Жоржа Помпиду в Париже, Центра ZKM в Германии. Примеров много, при этом ученые понимают специфику современного искусства и делают по-настоящему интересные художественные работы.Россия 2045: Как вы относитесь к идее организации международного междисциплинарного центра, занимающегося созданием искусственных органов и искусственного тела человека? Посчитали бы вы интересным для себя участие в работе такого центра?Д.Б.: К идее организации такого междисциплинарного центра я отношусь положительно. Создание институций нового образца, работа над построением новых моделей окружающего мира, обмен информацией с коллегами, устроительство выставок и конференций, выпуск книг — все это элементы единой экономики «общества знаний». Подобная деятельность нацелена на порождение новых смыслов и толкований, новых приемов исследований, бывших прежде неприемлемыми или просто не постижимыми одним только воображением. В таких проектах художники могут сыграть очень важную роль, поскольку как раз с художественных метафор, с техно-художественных высказываний чаще всего и начинается уточнение получаемых знаний. Так у людей создается прочная гуманитарная основа, которая позволяет им работать с новыми сущностями, гармонизируя человека, вовлекая его в социальную и индустриальную среду, в техносферу и тем самым изменяя его жизнь.

Page 8

17.05.2012

«Каково ваше мнение по вопросу соблюдения прав человека в России?» – задают мне вопрос зарубежные журналисты в контексте майских событий в Москве, одновременно выражая опасения по поводу националистичности «России 2045».

По моему мнению, должным образом права человека не соблюдаются даже в таких странах, как Норвегия, Исландия, Дания – тройке лидеров «Индекса демократии стран мира» по версии журнала The Economist (2011 год). По-настоящему они не соблюдаются ни в одной стране мира, и я готов объяснить, почему.

В самых благополучных по качеству жизни странах средняя продолжительность жизни колеблется от 80 до 82 лет (согласно последнему исследованию World Factbook). Из этих 80 последний десяток лет люди, по сути, проживают старость, страдая от болезней, в том числе и возрастных. Эти статистические данные объективны даже для самых влиятельных людей мира, очень богатых и наделенных большой властью.

Но знаете ли вы хотя бы одного руководителя государства, который бы поднял вопрос о необходимости национального или международного научного проекта по преодолению фундаментальных ограничений нашей биологической природы? Проекта по защите самого важного для человека права – на жизнь, проекта по борьбе со смертью?

К сожалению, таких людей во власти нет.

Знаете ли вы хотя бы одного бизнесмена из первой сотни списка миллиардеров Forbes (общее состояние участников рейтинга в прошлом году достигло рекордных $4,6 трлн), который бы последовательно и публично выступал за переход от смертного человечества к бессмертному неочеловечеству?

Таких людей тоже нет.

Пять крупнейших благотворительных фондов мира владеют совокупным капиталом почти в $126 млрд. Эти фонды занимаются решением важнейших гуманитарных задач, но заняты ли они проблемой того, как реализовать наше потенциальное право на бессмертие?

И снова ответ «нет».

Конечно, многие исследования, которые приближают создание технологий бессмертия, уже ведутся. Не так давно стало известно, что миллиардер-филантроп Пол Аллен выделил $300 млн на продолжение работ по детальному изучению головного мозга. Но расходы на исследования, которые условно можно было бы объединить в проект «Бессмертие», очень разрознены, не связаны общей идеологией и ничтожны по сравнению, например, с мировыми военными расходами.

Совокупные военные расходы государств планеты в 2011 году превысили $1,7 трлн (The Guardian от 17 апреля 2012 года). Люди в совершенстве научились убивать, но за всю историю цивилизации так и не научились сохранять жизнь. Страх перед умиранием, на которое запрограммированы наши биологические тела, словно сковал волю руководителей человечества и сформировал непреодолимое табу на публичное обсуждение и принятие решений по борьбе со смертью.

«Менее 10% годовых военных расходов будет достаточно для достижения наших согласованных целей, направленных на то, чтобы к 2015 году вырвать людей из тисков бедности», – заявил заместитель генерального секретаря ООН Сержиу ди Кейрус Дуарти в апреле 2011 года. Других 10% наверняка хватит, чтобы обеспечить человечество технологиями радикального продления жизни и вырвать его из тисков смерти. При этом бессмертие человека может быть реализовано в новом теле, которое не будет зависеть от условий среды обитания, новому человечеству не будут грозить ни голод, ни холод, ни перенаселение земли, ни нехватка ресурсов... Но, к сожалению, в ООН эту проблематику пока не поднимают.

Риторика развития человечества незаметно исчезла из нашего обихода. Мечты о потребительском рае – новых телефонах, быстрых автомобилях, уютных домах – затмили мечты о покорении космоса, разработке технологий бессмертия личности и бесконечного духовного самосовершенствования... Мы так и не смогли стать обществом светлого будущего. Мы превратились в механизм суперпотребления с низким уровнем массового сознания, и отражением этого превращения стали множественные противостояния в обществе и кризисы. Мы не победим коррупцию, преступность, межнациональные конфликты, пытаясь локально решать эти проблемы.

Для того чтобы справиться со снежным комом надвигающихся трудностей, нам необходимо изменить самих себя: перестроить образ мышления, сформировать новые смыслы и ориентиры, задуматься о новой эволюционной стратегии для человечества. И так же горячо, как мы отстаиваем свои гражданские и политические права и свободы, мы должны потребовать от руководителей своих государств сделать эту стратегию главным приоритетом внутренней и внешней политики.

И до тех пор, пока мы не решимся на эти шаги, мы сами будем грубо нарушать собственные права, вне зависимости от того, на территории какой страны находимся. Времени на принятие решения, по мнению целого ряда ученых, выступавших на конгрессе «Глобальное будущее 2045» в Москве, не так много. Наша цивилизация непременно и скоро изменится. И от того, будет ли человечество бороться за право развиваться как вид, зависит, ждет ли нас к середине века техно-гуманитарный прорыв либо новые Темные века.

Если мы хотим настоящего эволюционного развития для всего человечества, если мы хотим выживания человечества как вида, нам нужно перейти от национально-ориентированного мышления к более глобальному. Сегодня можно смело говорить о том, что проект «2045» перестал быть национальным и стал глобальной международной инициативой, в обсуждении и реализации проектов которой принимают участие специалисты из разных стран мира, в том числе США, Японии, Голландии, Великобритании, Австралии.

Я русский и горжусь тем, что движение «Россия 2045» как инициатива возникло у меня на родине – с участием российских ученых, философов, духовных деятелей. Я также надеюсь, что идеи движения сыграют не последнюю  роль в развитии российской науки. Но для меня неважно, какая страна в конечном счете станет родиной технологий бессмертия, главное – чтобы это произошло, ведь от этого выиграет все человечество.

Дмитрий Ицков, основатель движения «Россия 2045», президент конгресса «Глобальное будущее 2045»

Источник: http://vz.ru/opinions/2012/5/17/579231.html

Page 9

23.02.2011

Способны ли ученые создать искусственное тело и увеличить продолжительность нашей жизни в несколько раз? Почему стволовые клетки спасают жизнь, но иногда ее отнимают? На эти и многие другие вопросы отвечает профессор, доктор биологических наук, изобретатель аппарата «Биоискусственная печень» Вячеслав Евгеньевич Рябинин.Россия 2045: В конце 2010 года известный изобретатель и футуролог Рэймонд Курцвейл заявил, что к 2045 году будет создано искусственное тело человека. Многие органы заменят на искусственные, более совершенные. Как вы считаете, возможно ли это?Вячеслав Евгеньевич Рябинин: Создание искусственных органов — это попытка продлить жизнь пациентов до момента трансплантации им донорских органов. Такие работы активно ведутся во всем мире. И весьма успешно. Уже есть примеры искусственного сердца. Его еще не имплантируют, а на тележке катают за пациентом. Функцию почек выполняют всем известные аппараты для гемодиализа. В США их устанавливают даже в домашних условиях.Печень, пожалуй, один из самых сложных органов. В ней происходят десятки тысяч химических реакций. И уже можно воссоздать ее основную функцию — детоксикацию, или обезвреживание различных токсинов. По этому пути и пошли многие ученые — в Японии, США.Россия 2045: Можно лечить смертельно больной орган с помощью клеточных технологий?В.Е.Р.: Есть интересные исследования. Например, в работе с поджелудочной железой крайне интересный подход найден в ФНЦ трансплантологии и искусственных органов в Москве. Они трансплантируют больным клетки поджелудочной железы новорожденных кроликов. При этом у пациентов с инсулинозависимым диабетом снижается доза требуемого инсулина и, главное — не развиваются побочные эффекты, характерные для этого заболевания даже при инсулинотерапии. В этих бета-клетках находится целый ряд факторов, которые нивелируют осложнения.Россия 2045: Насколько перспективно применение стволовых клеток в создании искусственных органов?В.Е.Р.: У стволовых клеток есть особенность: в зависимости от микроокружения они превращаются в ту или иную ткань. Свое название они получили из-за аналогии со стволом дерева, из которого в разные стороны растут ветки. Подобным образом из стволовой клетки может возникнуть клетка печени, крови или любая другая. Вообще сегодня активно развивается система лечения, основанная на введении человеку стволовых клеток. Они сами находят пораженный орган, приходят туда и начинают его восстанавливать.Россия 2045: Если представить себе прогресс, который произошел за последние двадцать лет...В.Е.Р.: Колоссальный!Россия 2045: ...и попробовать спроецировать на будущее, то чего вы ожидаете от следующих двадцати лет в этой области?В.Е.Р.: За последние десять лет произошел колоссальный скачок. Особенно за рубежом. Стало возможным выделить из костного мозга стволовые клетки особого типа и с помощью специальных как бы индукторов направить их развитие в ту или иную сторону. Их можно превратить в костную ткань, в хрящевую ткань, даже в сердечную. Когда делали такие опыты, стволовые клетки в присутствии «сердечных индукторов» собирались в колонию и начинали пульсировать в ритме сердца.Костную ткань из стволовых клеток выращивали у нас в России еще в 1970-х годах. Хрящевую ткань — делают в Кургане, в Институте травматологии. Во многих лабораториях научились выращивать искусственную кожу для лечения ожогов, язв, различных послеоперационных дефектов. Даже сложно предсказать, что будет через десять лет. Клеточные технологии мне видятся одним из наиболее перспективных направлений с точки зрения создания каких-то биоискусственных систем.Россия 2045: И все-таки, как вы считаете, создание искусственного тела возможно?В.Е.Р.: Вся тенденция развития науки показывает: то, что мы считали невозможным, становится возможным. Кто мог представить, что руки и ноги начнут ходить под влиянием соответствующих импульсов? Прогресс движется не в арифметической, а в геометрической прогрессии.Россия 2045: Как вы думаете, куда указывает этот график?В.Е.Р.: Чем сердце успокоится?Россия 2045: Да. Лет через двадцать.В.Е.Р.: После тяжелых травм станет возможно вернуть человека к жизни. Например, при травме спинного мозга человек обречен на растительное состояние. А при введении стволовых клеток уже сегодня 40–50% людей возвращаются к нормальной жизни.Россия 2045: Несмотря на то что мир за последние 100 лет изменился кардинальным образом, в современной науке почти нет серьезных открытий. Инвестиции идут не на фундаментальные исследования, а на развитие технологий, так или иначе связанных с обществом потребления. Что-то фантастическое произошло с телефонной связью, появился Интернет. Но мы до сих пор не можем бороться со многими тяжелыми заболеваниями, противостоять радиации, летать в космос дальше орбиты собственной планеты! Почему это происходит? Что нужно сделать, чтобы пришли подлинные инновации?В.Е.Р.: Еще Капица-отец говорил, что нет ничего более выгодного, чем фундаментальные разработки. Это все знают. Основой любой инновации является фундаментальная разработка. А кто ее создает? Ее создают ученые. А ученые откуда берутся? Из институтов. А сейчас Закон об образовании выходит, который, извините за выражение, кастрирует все образование: и среднее, и высшее.С сентября моя кафедра сокращается наполовину. Зачем химию знать? Бог с ней. Хотя без химии биохимию не освоить, без нее — фармакологию и так далее. Все связано. Существенно сокращается учебная программа по физиологии человека, анатомии, иностранному языку и т.д. Кто это придумал? Автора нет. С руководителями вузов и тем более с преподавательским составом закон и изменения в учебных планах не обсуждались. Зато какая экономия бюджета! Но где же взять тогда эти инновации, если не будет людей, которые могут генерировать идеи?Россия 2045: У нас есть идея создания научного центра, который бы объединил ученых для работы над проектом создания искусственного тела человека. Первое направление работы такого центра — увеличение продолжительности жизни нашего тела в привычном понимании этого слова. Второе — альтернативные способы продления жизни. Поставить своей сверхзадачей технопроект создания искусственного тела. Насколько это реализуемо, на ваш взгляд?В.Е.Р.: Я думаю, что это интересно и вполне реально. Если в центр собирать какие-то новые разработки и находить инвесторов, конечно же, в этом есть смысл.Россия 2045: Сведение технологий в общее пространство неминуемо даст большое количество побочных, пока еще не предсказуемых открытий и технологий, возможно, в новых областях науки. А как вы думаете, где лучше такой центр создавать?В.Е.Р.: Только там, где он будет постоянно на финансировании. Людей талантливых у нас достаточно много. Можно найти и генерирующих идеи, и исполнителей. Поэтому создание таких центров, безусловно, полезно. И Сколково тоже играет положительную роль. Это напоминает мне маленькие научные городки: там постоянно происходят конференции, обсуждения, семинары. Специалисты общаются, все рядом. Изобрел что-то — перешел через дорогу, где технари работают: «Вася! Сделай мне такую загогулину!». Проблемы решаются гораздо быстрее.Коммуникации тоже очень важны. На Дальнем Востоке ведь тоже есть прекрасные научные институты, я уж не говорю о Томске, мощнейшие инновационные центры существуют там. А как общаться? Сложно!Россия 2045: Вам интересно было бы этим заниматься?В.Е.Р.: Я с удовольствием могу ответить на вопросы, дать оценку на уровне своих знаний, провести экспертизу.Россия 2045: Проект будет называться «2045». Мы, с одной стороны, взяли небольшой запас по времени, который поможет технологически изменить цивилизацию, с другой стороны, известный футуролог Курцвейл на это указывает в своем прогнозе, с третьей стороны...В.Е.Р.: С нас уже никто не спросит!Россия 2045: А если мы будем жить по 200–300 лет?В.Е.Р.: Тогда, конечно, придется за все ответить!

Page 10

24.02.2011

Присоединяюсь к проекту и становлюсь его активным участником. Более того, вижу в нем продолжение тех идей, что выдвигал вместе с Родином Русовым в книге «Сверхчеловек говорит по-русски», в «Третьем проекте» и в «Будущем человечестве» вместе с Игорем Бощенко.

 Говорил всегда и говорю сейчас: человечество в его белой (западной и русской) версии — в кризисе. Низкая рождаемость с неизбежным старением населения (что равносильно утрате пассионарности и творческого потенциала), дисгеника, деиндустриализация, десциентизация, развитие нового (постиндустриально-постмодернистского) варварства есть признаки вырождения. Тупик либерально-монетарного капитализма — налицо, причем во всемирном масштабе. О том, что новой модели развития нет, признает даже такой твердокаменный экономист-либерал, как ректор Российской академии народного хозяйства Владимир Мау.

В русском мире (РФ, Украина, Белоруссия) кризис человека выражен в его самой отвратительной и выпуклой форме. Вы вымираем: к 2020 году число гробов вдвое превзойдет число колыбелей в РФ, на Украине и в Белоруссии. Дальше — только дегенерация, физическое вырождение. О том, что за последние 20 лет сделали с самой высокотехнологичной индустрией, с наукой и образованием, говорить не надо. Мы стремительно превращаемся в край психически нездоровых, слабых физически, необразованных, неквалифицированных тупиц. Мы становимся «лишней биомассой», причем стареющей. Предложенные властью пресловутые «5 приоритетов» не вытягивают нас из этого ада. Они не дают нам прорыва в будущее, не реализуют ставший модным лозунг о том, что нужно делать то, чего еще не делал никто в мире.

 Как и прежде, говорю: единственное спасение русских от смерти — прорыв в «фантастику», в создание совершенно нового мира. «Россия 2045» — проект именно в этом русле. Это то, что еще никто в мире не решился делать. Создание сверх- и постлюдей считаю спасением нас от вырождения и вымирания, обретением новой силы. Именно это может сделать Россию мировым лидером.

 Да, проблем здесь много. Да, сверх- и постлюди потребуют создать совершенно новые общественные отношения. Сосуществование обычных людей — короткоживущих (одножизненных) сапиенсов — и новых видов человека породит многие проблемы и конфликты. Но дорогу осилит лишь идущий! Нужно идти вперед, как когда-то шли те, кто завоевывал огонь, кто приручал первых животных и придумывал колесо, овладевал металлургией и строил первые в истории человечества города.

Page 11

23.02.2011

Куда пришивают искусственную руку? Что происходит в мозге шизофреника? Как бороться с киборгами из будущего? Об этом и многом другом рассказывает руководитель компании «Нейроботикс» Владимир Анатольевич Конышев. Россия 2045: Сегодня существуют искусственные аналоги почти всех органов тела человека. Дело за малым — объединить их в искусственное тело, которое сможет жить несколько сотен лет. Насколько быстро мы могли бы добиться воспроизводства человеческих органов, которые превосходили бы естественные? Конечностей, например? Владимир Анатольевич Конышев: Использование искусственных конечностей — это уже реальность нашего дня. На Западе ноги, ампутированные ниже колена, заменяют высокотехнологичными протезами довольно давно. Стоит такой протез вместе с операцией 20 тыс. евро. Глядя на снимки или видео, трудно отличить протез от обычной ноги. Люди с такими протезами уже достигают хороших результатов в ходьбе, беге.Самый быстрый прогресс, конечно, будет наблюдаться в военных областях. Именно там обычно работают лучшие умы. Раньше так было и в Советском Союзе, сейчас нет. А в Соединенных Штатах по-прежнему так.Я думаю, в ближайшее время стоит ожидать появления такой комбинации: новые органы чувств в сочетании с искусственными конечностями, в которых, например, будут стоять патроны. Солдату не нужно будет ничего делать, он пошлет импульс, и его рука тут же стреляет. Это гораздо быстрее, чем нажимать на курок, задействовать мышцы руки, пальцев и т.п. Вначале будут конечности, потом много-много исследований по замене отдельных органов, и в конечном счете — полный отказ от человеческого тела.К чему нам в России можно и нужно прийти? Солдат не должно быть. Есть офицер-электронщик, который руководит киборгами, базирующимися на границе, в которых нет ничего человеческого. Они защитят нашу границу более эффективно. Россия 2045: При наличии очень хороших нейроинтерфейсов они вообще могут управляться группой людей на большой дистанции. Киборги против киборгов. В.А.К.: Насчет нейрокомпьютерного интерфейса я не знаю, проблема в том, что неинвазивный нейроинтерфейс — медленный. Максимальная скорость нейроинтерфейса, которая достигнута сейчас, — около 2 бит/сек. Это очень мало.Причина такой низкой скорости в следующем. Наш череп — это среда с очень высоким сопротивлением, тогда как мозг — среда с более высокой проводимостью. Из-за этого биопотенциалы мозга оказываются размазанными при регистрации с поверхности головы. Поэтому то, что происходит на уровне небольших групп нейронов, мы увидеть не можем. Представьте, что вы стоите перед домом с выбитыми окнами. Внутри него голоса. Вы слышите голоса, но не можете по ним определить, где именно находятся люди. То же самое — с неинвазивным нейрокомпьютерным интерфейсом. А инвазивный... в здравом уме себя никто не отдаст!Россия 2045: А какие проблемы с искусственными органами мы уже умеем решать?В.А.К.: Например, при отсутствии конечности нервы все равно прорастают к культе. Аксоны (отростки нервной клетки), которые должны идти в пальцы, натыкаются там друг на друга, в результате возникают фантомные боли. Австрийцы нашли способ это исправить. Они вытаскивают эти аксоны и пришивают их к грудной мышце. Эти аксоны образуют новые нейромышечные единицы. Человеку ставят в эту область электроды. И когда он мысленно, как будто у него есть рука, говорит: «Я сжимаю большой палец», от мозга идет ток по аксону, он распознается и передается на электромеханический привод — к искусственной руке. Человек представляет, как обычно, что сжимает руку, и действительно это делает. И это не будущее, это уже настоящее.Россия 2045: Как вы считаете, можно мозг воспроизвести или перенести в искусственное тело, где он существовал бы не 70 лет, а дольше?В.А.К.: Воспроизвести пока, мне кажется, все-таки невозможно. Трансплантировать — может быть, это заманчивая перспектива. Кстати, наш мозг — интактный (неповрежденный, не вовлеченный в какой-либо процесс, нетронутый. — Прим. ред.), он не умирает, там нечему умирать.Я думаю, перенос мозга в искусственное тело — более выносливое, более совершенное — вообще единственная возможность человеческой расе остаться на Земле. Если в будущем появятся роботы, они нас «замочат». Наше слабое тело надо менять. А роботы обязательно появятся в ближайшее время.Россия 2045: В чем сложность воспроизводства мозга? В переносе сознания в искусственное тело?В.А.К.: Структура мозга образуется в результате поступления событий и информации и из-за этого формируется уникальная личность. У каждого нейрофизиолога есть своя теория о том, что такое сознание. Рассказываю свою. Мне представляется огромное поле (мозг), на нем много травы (нейроны), по полю едет телега (личность). Телега изо дня в день ездит привычным маршрутом, образуя колею — это пути, по которым идут импульсы. Это и есть наше сознание, а также способ, которым мы оцениваем (интерпретируем) новые события. Представители разных профессий воспринимают все схожим образом, так как у них «телеги» идут сходными путями. Когда случаются какие-то события, пожарный все воспринимает как пожарный. А (некоторые) милиционеры в каждом человеке видят потенциального преступника. Врачи — больных. И так далее.Поэтому просто воспроизвести структуру мозга недостаточно, нужно воспроизвести еще и связи между нейронами, т.е. силу связи в каждом синапсе. Вернемся к аналогии с полем и телегой. У нас в траве колея проторена, и она одна, телега по ней движется, и мы смотрим на жизнь определенным образом. А у шизофреника есть и вторая колея. У него телега иногда идет по основной колее, а иногда сбивается на вторую, неправильную. Но основная колея — более глубокая. Как лечат шизофрению? Выжигают обе (электросудорожная терапия) или дают зарасти травой (фармакологическое лечение). Т.к. вторая колея менее глубокая, то она быстрее зарастает травой, и остается первая, «правильная» колея.В мозге человека сто миллиардов нейронов, у каждого нейрона тысячи связей (синапсов). Я не знаю, как это можно воспроизвести. Но сохранить, перенести было бы здорово.Россия 2045: Существуют ли пути выхода из этого тупика? Специальные центры, лаборатории, которые занимались бы только этим?В.А.К.: Есть люди, у которых есть идеи. И есть люди, у которых есть деньги. Далее возможны варианты.Мы, кстати, сталкивались с тем, что олигархи — тоже люди. Они болеют. А потом финансируют методики, которые им помогли. В Штатах многие актеры жертвуют деньги на борьбу с болезнью Альцгеймера, например.Очень показательна также история расшифровки генома. Множество научных институтов в Штатах этим занимались, много ученых «сидели» на грантах. Их спрашивали: «Сколько нужно времени?». Они отвечали: «Тридцать-сорок лет». Потом пришли фармацевтические фирмы, поняли, что это такое, и потенциал коммерциализации таких исследований. И расшифровали геном за пять лет.Россия 2045: Правильно ли я понимаю, что, помимо всего прочего, нужно, чтобы эта тема широко обсуждалась, казалась важной?В.А.К.: Да, чем больше людей об этом думают, тем быстрее придет кому-то здравая идея. Есть еще один нюанс: если нам интересна решаемая задача, то мы ее, как правило, решим.Россия 2045: Мы хотим основать центр, который бы объединил ученых, работающих над проблемами создания искусственного тела. Как вы думаете, востребована ли эта задача, реалистична ли?В.А.К.: Думаю, что да. Этот центр может начать работу с решения таких выполнимых и реалистичных задач, как создание искусственного зрения. У нас в стране много слепых людей, им надо помочь. В этой области велось много исследований: видеокамеру через матрицу микроэлектродов соединяют с мозгом, и человек начинает видеть. К сожалению, через некоторое время эта матрица отторгается (ведь это инородное тело!), и человек видеть перестает. Создание неотторгаемой камеры и будет первым шагом к «вытаскиванию» мозга из тела. Некоторые ученые сейчас считают, что наноподключение к мозгу не будет распознаваться как инородное тело.Россия 2045: Человек сможет получать данные с камер или какого-то микрофона в сознание. А сможет ли он получать данные из нескольких источников и таким образом управлять несколькими телами? Например, у меня три киборга: один в Японии, другой в Америке, а третий в пробке на МКАД стоит. Данные из всех этих тел приходят мне прямо в сознание, и я ими управляю.В.А.К.: Нечто подобное испытывают летчики. У летчика, по сути, два тела — он и самолет. Поток поступающей информации огромен, стоимость ошибки чрезвычайно высока. Даже не представляю, как они справляются с таким объемом данных, но все получается.Россия 2045: К тому же «Я», «мое тело» — понятия относительные. Младенец считает, что «Я» — это и он, и мама, и весь окружающий мир. Потом в нем разделяются «Я» и мама. После этого все продолжает делиться, наполняться объектами, пока этот ребенок посредством речи не придумает себе, что «Я» локализовано в его теле. Если с самого раннего возраста ребенка включать в деятельность с удаленными вещами, телами, то он привыкнет и будет воспринимать это как нечто само собой разумеющееся.В.А.К.: Пожалуй, вы правы. Возможно, если пройти специальное обучение, особенно в детстве, можно развить серьезную мультизадачность.Россия 2045: Как вы думаете, какие необходимы изменения в образовательной системе, чтобы наука стала популярной, а профессия ученого — интересна молодежи?В.А.К.: Сложилось мнение, что основные научные проблемы решены предыдущими поколениями. Но это вовсе не так! Надеюсь, именно нынешнему поколению предстоит решить самые интересные научные задачи, и мы находимся в начале революционных научных открытий. У нас впереди непаханое поле, нам предстоит решать колоссальные задачи. Новые технологии позволят изменить тело и сознание, улучшить прием информации. Это невероятно интересно! Об этом необходимо рассказывать в школе, чтобы привлечь молодежь.

Page 12

23.02.2011

Есть ли другие разумные существа во Вселенной? Как будут выглядеть люди будущего? Смогут ли они видеть в темноте, питаться электричеством и узнавать о болезни до появления симптомов и без помощи врачей? Наш собеседник, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химической энзимологии МГУ, член-корреспондент Российской Академии наук, директор Института биохимической физики РАН Сергей Дмитриевич Варфоломеев утверждает: нет ничего невозможного!Россия 2045: Сергей Дмитриевич, расскажите, пожалуйста, что нового наука может предложить для расширения возможностей человека?Сергей Дмитриевич Варфоломеев: Актуальным является расширение сенсорных способностей человека. Что мы имеем на данный момент? У нас есть зрение — 90% информации мы получаем через зрение. Осязание — комплекс рецепторов, который отвечает за тактильные взаимодействия, восприятие тепла и холода. Мы чувствуем запахи (для многих животных это жизненно важно) и обладаем слухом.Но наши органы чувств могут передавать нам больше информации! Человек должен видеть в инфракрасном свете, ощущать радиацию и магнитные поля — и он может это делать. Вся сенсорная среда обеспечена рядом специальных химических структур под названием «сенсорные рецепторы». За последние 10 лет, в какой-то степени благодаря нашим усилиям, созданы системы, которые существенно расширяют возможности химического анализа среды — с помощью биосенсоров. Биосенсор — это комбинация биологического материала (сенсора, фермента) с электронным девайсом. Это своего рода биоэлектронное устройство. Поступающий в биосенсор сигнал трансформируется в электрический ответ, с которым вы можете делать, что хотите: пересылать, трансформировать, анализировать. Создание новых материалов породило целое поколение таких устройств.С помощью биосенсоров можно, например, измерять уровень глюкозы в крови. Это востребовано — в нашей стране 20 млн диабетиков. Мониторинг глюкозы делается варварскими, устаревшими методами: для этого нужно сдавать кровь. А могут быть созданы и более симпатичные, неинвазивные способы. Уровень глюкозы может быть измерен в домашних условиях в поте, слюне, кожном покрове. Это хорошая эволюция химического детектирования веществ.Россия 2045: Человек может научиться ощущать и осознавать практически любую функцию своего организма. А если представлять эту функцию в виде обратной связи...С.Д.В.: ...и обучать...Россия 2045: ... регулярно, то с каждой новой функцией он получает новый внутренний орган чувств!С.Д.В.: Это очень интересно. Думаю, что со временем эта идея будет развита.Человек чувствует заболевание лишь тогда, когда возникают серьезные морфологические изменения. А если организовать мониторинг по 10–20 метаболитам, он сможет заранее узнавать об этом, информация будет поступать ему прямо в мозг, либо в компьютер.Автомобиль без внутренней диагностики — это конец позапрошлого века! Если же человека насытить датчиками, создать программный продукт, который будет сообщать, что происходит и почему, это выведет медицину на новый уровень!Россия 2045: В 1970-х годах были эксперименты Александра Дмитриевича Логвиненко. Слепым людям на спину устанавливалась камера, информация от которой превращалась в вибрационный паттерн.С.Д.В.: И после некоторого обучения человек начинал эту вибрацию воспринимать как двухмерную или даже трехмерную картинку! Нужно использовать другие рецепторные системы — не только зрение, не только слух. Например, у нас на коже очень много рецепторов, регистрирующих тепло. Если делать преобразование сигналов в тепловые ответы, вы сможете видеть в темноте. Тепло идет отовсюду, и оно тоже трехмерное, как и зрительный образ. Но пока не существует хорошего интерфейса между этими слабыми сигналами и терморецепторами кожи. И создание такого интерфейса — это реальная задача, это можно сделать, и это точно будет сделано. Тогда человек сможет видеть в темноте руками.Есть еще более интересная задача. Понимая механику синтеза белков и рецепторов, вы можете создать новые рецепторы! Например, плотность рецепторов для видения в инфракрасном или радиационном поле имеет разрешающую способность не более 3–5 см. Но если вы увеличите плотность рецепторов в 10 раз, вы квадратично, в сто раз повысите разрешающую способность.Мы очень легко обучаемся. Наличие постоянно действующих обучающих сигналов автоматически создаст трехмерную картину. Мозг очень пластичен. Человек очень легко учится — работе на компьютере, вождению машины. Далеко не самым простым вещам мы обучаемся и выполняем их как нечто само собой разумеющееся.Еще одна вещь видится мне очень важной. Сейчас человечество переходит на новые источники энергии, их роль в энергообеспечении возрастает. Тенденции развития энергетики таковы, что к 2045 году мы сможем полностью отказаться от угля, практически полностью — от нефти. Газ останется, так как он очень дешев. К 2045 году более половины энергии будет получено из чистых, возобновляемых источников: ветра, солнца, биомассы.Так как от химических источников энергии мы все больше переходим к чистому электричеству, со временем ничто не мешает нам также перейти и к электропитанию живых существ!Россия 2045: Человек, заряжающийся от домашней розетки?С.Д.В.: Вся энергетика человека обеспечивается системой питания. Энергоемкие соединения — как правило, это базовые вещества углеводного характера, глюкоза и сахар — запускают в организме человека, животного и подавляющего большинства существ на Земле реакции окисления (или сгорания, что одно и то же). Мы вдыхаем кислород, окисляем глюкозу и получаем не просто тепло, а химические агенты, которые запускают метаболические циклы. Нервная система, мышечная система — все органы и ткани питаются этой энергией. Что это такое с точки зрения химии? Это глюкоза плюс кислород — получается углекислый газ и вода. Вместо глюкозы может быть аминокислота, которая также дает углекислый газ и воду. На этой химической реакции основана вся биология!Теперь давайте сделаем обратную реакцию. Она возможна только за счет привлечения энергии. Самым эффективным и экологически приемлемым источником энергии является электричество. Если мы сделаем систему «CO2+вода превращаются в глюкозу за счет электрической энергии», то сможем организовать электропитание живых существ. Человек дышит, выделяя углекислый газ, тот проходит через маленький аппарат, который восстанавливает его до пировиноградной кислоты, даже не до глюкозы, и включает опять в кровоток. Это может быть и непосредственно в кровотоке, может быть через органы питания.Россия 2045: И еда будет не нужна?С.Д.В: Нет! Углекислый газ, который человек выдыхает, будет являться строительным материалом для всего организма. И воздух не нужен, потому что вы сами станете производить кислород. Электрохимические системы являются уникальными по своим потенциальным возможностям. Не знаю, как насчет человека, но вот, например, перевести сельское хозяйство на электропитание животных — это вполне реальная задача.Корова питается сеном, все остальное она делает сама за счет вторичных процессов. А сено, за исключением слабой минеральной компоненты, — это не что иное, как полисахарид, т.е. та самая полимеризованная глюкоза.Россия 2045: Заодно и с парниковым эффектом справимся.С.Д.В.: А тут он исчезает как класс. Чтобы обеспечить все аэробное существование в мире, растения вырабатывают кислород, а также углеводы (они восстанавливают СО2 в углеводы). Это происходит за счет фотосинтеза. То же самое можно сделать электросинтезом. Я еще лет 15 назад в одном хорошем профессиональном журнале опубликовал статью под названием «Электросинтез против фотосинтеза» или что-то в этом роде. Но этим надо заниматься. Для этого надо создать электроды с интерфейсом, который бы осуществлял передачу электрона на какие-то молекулы, и этот электрон в конечном итоге оказывался бы в ситуации, когда из СО2 возникает пировиноградная кислота.Россия 2045: Это какая-то, не побоюсь этого слова, наноэлектроника.С.Д.В.: Это своего рода биологическая электроника, почти то же самое, что биосенсоры, только в обратном направлении. Там сигнал, а здесь потоки. Такие идеи мало кого вдохновляют, потому что всем кажется, что результат бесконечно отложен во времени. Но на самом деле все сейчас происходит очень быстро. Через 10 лет может оказаться, что коровники будут напрямую питаться электричеством: солнечные батареи, собирающие солнечный свет, CO2, которого полно, — и растет корова, дающая нормальное молоко и мясо.Нужно будет решить сложнейшую задачу — нано-электронно-мембранную. Электрический ток — это поток электронов. Молекулярные образования — это поток молекул. Этот интерфейс создается только за счет электрохимических процессов преобразования переноса электронов. Здесь могут быть использованы разные подходы, включая мобилизацию целых клеток на поверхности, создание органов, которые бы брали электрон (как дыхание) и в обратном направлении делали восстановительные реакции (не окислительные, а восстановительные). Это могут быть ферменты. Я — заведующий кафедрой химической энзимологии в Московском университете. Мы занимаемся сотнями ферментов, которые делают химические реакции. Это могут быть и химические катализаторы. Если такая задача будет востребована (а ее востребованность появится), это приведет к тому, что поменяется химия.Россия 2045: Это очень воодушевляет! Наш ход мыслей таков: человек должен жить в своем теле до тех пор, пока оно не будет полностью изношено, а потом мы должны придумать для его сознания какой-то новый носитель, возможно, искусственное тело. Мы хотим продлить жизнь людей.С.Д.В.: Это интересная постановка вопроса, однако я не уверен, что поставленную проблему можно решить с помощью перенесения мозга человека в искусственный носитель. Наш мозг абсолютно неконкурентоспособен по сравнению с ЭВМ по одной физической причине: мозг — это ионно-вычислительная машина, а компьютер — электронно-вычислительная. Ион — это тяжелая частица, она тяжелее электрона в тысячи раз. Поэтому все электронные процессы протекают на три-четыре порядка быстрее, чем ионные, электронные переносы в какой-то момент просто вытеснят мозговые операции.Мозг ассоциирован еще с массой рецепторных систем, сенсорных систем. Он тогда хорош, когда у него есть тело, и он видит, чувствует. Во-первых, никто не знает, какие мозг может иметь ответы. Но самое страшное, что он очень субтилен, чрезвычайно восприимчив к инфекциям. Человеческое тело хорошо тем, что защищает этот несчастный мозг от всего.Я бы сказал так: пересадка мозга не нужна — нужно иметь электронный вариант мозга. Физический мозг, на мой взгляд, не может являться предметом интереса, так как он очень субтилен. Но вот создание электронного аналога с полным рецепторным оснащением, которое имело бы ту же историю, стимулы, мотивации, — это может оказаться очень интересно. Это бы перевернуло все наше представление о материальном мире!Россия 2045: Мы хотим создать центр, где ученые разных областей знаний соберутся для работы над искусственным телом человека.С.Д.В.: Первым делом вы должны создать неформальный электронный клуб людей, которые что-то понимают и видят элементы развития. Он должен быть глобальным, это должно быть международное философское сообщество.Следующим этапом должна стать организация светской программы. И она должна базироваться на участии очень крупных бизнесменов. Люди, уже имеющие крупные возможности и потерявшие интерес к банальным вещам а-ля «где еще достать деньги», могут оказаться здесь критично важны.Я думаю, что это будет успешно. Есть доля людей, которые хотели бы видеть, что будет за порогом. Ясно, что не только сегодняшний день, пиво и девушки беспокоят народ.

Page 13

23.02.2011

Успеют ли ученые создать искусственного человека к 2045 году? Как проверить, может ли мозг жить отдельно от тела? Будут ли щенки двухголовой собаки также двухголовыми? Если люди станут похожи на роботов, а роботы на людей, в чем будет заключаться их основное отличие? Своим взглядом на сценарии будущего поделился доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинских систем Московского государственного института электронной техники, главный редактор журнала «Медицинская техника» Сергей Васильевич Селищев.

Россия 2045: Предлагаю поговорить о недалеком будущем, а именно о 2045 годе. Футурологи предсказывают, что к этому времени появится полностью искусственное тело человека. Сергей Васильевич, как вы считаете, достаточно ли у них оснований для таких утверждений?Сергей Васильевич Селищев: Лет семь-восемь назад в журнале Scientific American появилась статья «Бионический человек» («Bionic human»), в которой писали как раз об искусственном теле, выращенном из живых тканей.За несколько десятков лет искусственные органы прошли путь от оборудования, занимающего полкомнаты, до 3D-принтеров, «печатающих» органы из живых клеток.Первое поколение искусственных органов — это так называемые прикроватные искусственные органы (bedside artificial organs). К их числу принадлежит ставший широко известным аппарат для гемодиализа, или «искусственная почка». Аппарат подсоединяется к лежащему на кушетке пациенту, кровь больного проходит сквозь «искусственную почку», а затем возвращается ему очищенной. Есть искусственное сердце, которое похоже на большой шкаф и, естественно, тоже находится вне тела пациента.Есть портативные искусственные органы. Они по-прежнему находятся вне тела больного, но достаточно малы для того, чтобы он мог носить их на себе. Последним из широко освещавшихся в прессе органов такого типа является «носимый аппарат вспомогательного кровообращения». Он выглядит как небольшой ящик, который пациент носит с собой или на себе, внутри ящика — насос и электроника, помогающие сердцу работать.Также существуют полностью имплантируемые системы — искусственные или биоискусственные. Еще не все части тела имеют полноценные аналоги, есть сложности с воспроизводством глаза или нервной ткани, но они рано или поздно будут разрешены. Человек получает искусственные органы, машина приобретает «человеческие» качества. Мы подходим к вопросу: «Чем человек отличается от машины?».Есть одна функция, которая недоступна искусственным системам и доступна человеку — это размножение. И если говорить о полном аналоге, о неком биороботе, похожем на человека, главная задача — научить его размножаться. Это сложный вопрос и с технической, и с этической точки зрения.Россия 2045: А если без размножения, то, по-вашему, будет ли создано полностью искусственное тело к 2045 году?С.В.С.: Думаю, да. Глобальных и неразрешимых технических проблем для создания полностью искусственного тела не существует. Все задачи понятны и потенциально решаемы. Возникает вопрос: зачем? Роботы, безусловно, нужны, они могут выполнять рутинные и изнурительные работы, летать в космос и так далее. Что касается искусственных органов и искусственного тела человека, то основная задача его создания — это высокотехнологичная медицинская помощь.В первую очередь неотторгаемые биоискусственные органы спасут и облегчат жизнь миллионам больных. В листе ожидания на пересадку почки или поджелудочной железы сегодня стоят очень много людей. Я даже не говорю про востребованность интеллектуальных протезов, эта область демонстрирует просто поразительные успехи за последние десять лет. Все это нужно, это целесообразно, это делается. Что же касается создания аналога живого существа, я не до конца понимаю, зачем это нужно.Россия 2045: Аналог позволит продлить жизнь до 200–300 лет с помощью замены органов, выходящих из строя. Они, скорее всего, будут выращиваться из стволовых клеток самого человека. Кроме того, это своего рода продолжение эволюции. Человеческий вид, как, впрочем, и любой другой, приспосабливается все к большему количеству условий. Так почему бы не сделать следующий эволюционный шаг — с помощью техники не приспособиться к Марсу, Венере, жизни под водой?С.В.С.: Иногда для приспособления к непривычным средам достаточно и скафандра. Что касается эволюции, у нас есть геном и есть ДНК, которая изучена очень плохо. Есть наглядное сравнение: если расшифрованную часть ДНК представить себе в виде спортивного стадиона, то ее нерасшифрованная часть окажется столь длинной, что опояшет весь Земной шар.Ситуация с ДНК напоминает Эпоху великих географических открытий: мы точно знаем, что где-то что-то есть, но полной и целостной картиной не обладаем. И ответить на вопрос, почему эволюция остановилась именно на человеке, не можем.Россия 2045: Может быть, она еще не остановилась. У нее много времени.С.В.С.: Я имею в виду — на данный момент. У нас нет данных, что эта эволюция куда-то пошла. Гипотез на этот счет очень много.Россия 2045: Я, возможно, понимаю эволюцию слишком обобщенно. Для меня это процесс, в ходе которого отбираются основания, дающие все большую изменчивость и вариативность, которая, в свою очередь, обеспечивает приспособление. Сейчас мы вступили в технологический период эволюции, который все ускоряется.С.В.С.: Такой широкий взгляд на эволюцию тоже имеет право на существование, не буду с вами спорить. Но вспомните знаменитого советского хирурга и пионера трансплантологии Демихова, который делал собак с двумя головами. Эти две головы еще никому не передались эволюционным путем!Сегодня всеми правдами и неправдами развиваются технологии клонирования. Это, пожалуй, самый передовой рубеж с точки зрения заменяемых органов и искусственного тела. В ближайшей перспективе еще можно что-то прогнозировать, но что касается глобального эволюционного развития, тут мне сложно дать какой-то прогноз.Основной критерий развития биологии, медицины, бионики — это смертность от тех или иных заболеваний. Первое место в мире занимает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, развитие технологий во многом направлено на ее снижение.Первые имплантируемые кардиостимуляторы появились после Второй мировой войны. По сравнению с современными устройствами они были довольно примитивны. Создатели одного из первых электрокардиостимуляторов — выпускники медицинского университета в американском городе Миннеаполис — основали компанию Medtronic, которая сегодня является одним из лидеров в области имплантируемых приборов. Оборот одной этой компании больше оборота всей медицинской техники в России.Сегодня электрокардиостимуляторы стали высокоинтеллектуальными приборами, они не просто поддерживают какой-то ритм, а вставляются в сердце и помогают ему восстановить (хотя бы частично) нормальное функционирование.За последние тридцать лет американцам удалось добиться снижения смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Однако на рост смертности от диабета или рака молочной железы им пока повлиять не удается. Таким образом, ответ на вопрос о векторе развития науки дают кривые роста смертности от заболеваний. Именно на это брошены основные усилия.Россия 2045: Это, безусловно, благородная и важная задача. Но также ведутся разработки, которые не только нормализуют работу определенных органов, но и улучшают их функционирование. Я знаю, что с некоторыми протезами бегунов не пускают на соревнования, потому что они обгоняют обычных спортсменов.С.В.С.: У американского агентства DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) есть обширная программа по бионике, в том числе военной. Они уже думают о том, как увеличить прыжки.Россия 2045: А есть ли возможность создания систем, которые могли бы поддерживать существование какого-то отдельного органа, например мозга?С.В.С.: Могу сказать, что можно сохранять достаточно долго сердце, принципиальных ограничений для этого нет. А зачем вы хотите поддерживать существование мозга отдельно от тела?Россия 2045: Есть мнение, что мозг способен жить в несколько раз дольше остального тела и что его основные болезни связаны не с нейродегенеративными процессами, а с дефицитом определенных питательных веществ, который возникает вследствие износа тела и разбалансированности систем организма. Если бы мозг можно было отделить от стареющего тела и поместить в новое (например, искусственное), он прожил бы еще лет двести. Разве это не заманчивая перспектива?С.В.С.: Если задача стоит таким образом, то нужно просто проводить эксперименты! Отделите мозг крысы и смотрите, долго ли он проживет. Нужно выбрать животных с непродолжительным сроком жизни и начать экспериментировать на них.Россия 2045: У нас есть мысли о создании центра, который займется интеграцией технологий, разработок, материалов и интерфейсов, которые бы имели отношение к искусственному телу. Как должен быть организован такой центр для того, чтобы получить результат?С.В.С.: Если люди подобраны правильно, то научный результат будет в любом случае. Даже сложно придумать область знания, которая была бы неактуальна для задач, стоящих перед вашим центром.Россия 2045: А вам было бы интересно участвовать в работе этого центра?С.В.С.: Меня привлекают такие направления, как биоискусственная почка, искусственная кожа и технология биопринтинга. Последнее, на мой взгляд, может стать объединяющим направлением. Орган — объемен, человек — объемен, и даже киборг имеет объем. 3D-принтинг — это логический путь развития клеточных технологий и искусственного тела.

Page 14

23.02.2011

Сегодня существуют искусственные аналоги самых разных органов тела человека: печени, сердца, почки... В медицине активно используется искусственный заменитель крови, одного из самых загадочных органов человека. О синтетической крови, бессмертном разуме и искусственном теле рассуждает доктор биологических наук, заведующая лабораторией липидного обмена РНИИ геронтологии Елена Владимировна Терёшина. Россия 2045: Елена Владимировна, вы долгое время занимались «голубой кровью» — кровезаменителем полностью на синтетическом носителе. Какова ее функция? Елена Владимировна Терёшина: «Голубая кровь» не дублирует ни плазму, ни кровь. Она создана для использования в неотложных случаях, при острой кровопотере. Наш организм на кровопотерю реагирует снижением давления, спазмом сосудов и остановкой сердца. Нужно эти сосуды чем-то срочно наполнить — водой, физраствором. Однако если вы нальете физраствор, то до образования собственной крови ткани могут и не дожить. Раствор должен содержать кислород, чтобы питать ткани. Россия 2045: А «голубая кровь» способна выполнять эту главную функцию крови — транспортировку газов? Е.В.Т.: Основа «голубой крови» — перфтороорганические соединения. Это жидкости, в которых атомы водорода заменены на атомы фтора, они в большом количестве растворяют кислород и углекислый газ. Россия 2045: Интересна эволюция научной мысли от просто химических соединений до синтетической «крови»...Е.В.Т.: Главное — это поставить задачу, просто грубо поставить задачу. Когда открыли перфтороорганические соединения, стали проводить эксперименты: заменяли у крыс кровь этими жидкостями. Крысы выживали, при этом у них образовывалась новая кровь. Начали клинические испытания на людях. Выяснилось, что кровь — это не только вода и кислород, что у нее могут быть и другие фундаментальные свойства. Поняли, что это должна быть не жидкость, а дисперсия. Стали искать эмульгаторы, обнаружили, что дисперсия должна быть тонкой. Далее, оказалось, что вливать надо не большими дозами, а маленькими. Перенос газов при введении маленькими дозами осуществляется эффективнее. При острой кровопотере нужно ввести всего 200 мл, этого достаточно для переноса кислорода в гипоксический период. Самое главное — обеспечить микроциркуляцию, т.е. капиллярный кровоток. Все жизненно важное решается в капиллярах, а «голубая кровь» как раз очень хорошо в них проникает и осуществляет газообмен.Вот видите, начали, не имея четко сформулированной задачи, а пришли к пониманию важных механизмов. И вы никогда заранее не знаете, как это сработает, к каким побочным открытиям может вас привести.Россия 2045: А в чем главная загадка крови?Е.В.Т.: У нее много загадок, многого мы еще не знаем. Кровь — как паутина или сетевая структура, дернул в одном месте — в другом отозвалось. Например, вы принимаете лекарство глицин. Это важная аминокислота, необходимая для жизнедеятельности мозга. Он попадает в кровь. Там и остается. Он не проходит гемато-энцефалический барьер (физиологический барьер между кровеносной и центральной нервной системами. — Прим. ред.), не доходит до мозга. А действие на мозг оказывает.Россия 2045: А как вы относитесь к мнению, что мозг не способен стареть, но вынужден умирать потому, что погибает тело?Е.В.Т.: Согласна. Я занимаюсь геронтологией и с уверенностью могу вам сказать: все нейродегенеративные процессы связаны с тем, что изменяется окружение нейронов. Изменения крови и внутренней среды организма вызывают изменение окружения астроцитов и нейронов, они больше не в состоянии эффективно функционировать в этом окружении. Для того чтобы получить нестареющий мозг, ему нужно создать нестареющее тело.Россия 2045: Как вы считаете, можно ли создать искусственное тело — нестареющее, более совершенное? Каким оно вам представляется?Е.В.Т.: Если мы хотим получить запчасти к уже готовому, рожденному от природы телу — то этим и занимается современный мир. Именно это наметившееся в последнее время направление исследований позволило Курцвейлу немного пофантазировать на тему. Продлить жизнь эти искусственные органы не могут, а вернуть человека к активной жизни — да. С научно-познавательной точки зрения этот путь является тупиковым. Принципиально новых знаний об устройстве биологического тела это не даст.Если создавать тело как биоробота, то это будет полностью механистическая модель, основной функцией которой является перемещение в пространстве и произведение неких операций, т.е. замена рук и ног человека и управляющего органа. Этому телу тоже надо будет время от времени заменять износившиеся детали. Эта проблема технически решаема в ближайшем будущем. Именно ее и планировал осуществить Курцвейл к 2045 году.Россия 2045: Если такое искусственное тело создать, какая кровь будет ему нужна?Е.В.Т.: Если создавать тело как носитель, обеспечивающий длительное функционирование натурального биообъекта (мозга, например), то тогда оно должно базироваться на совершенно иных принципах. Сам мозг функционирует на очень низкой энергетике. Энергия в основном нужна для тела. Даже глюкоза для нейронов — как энергетическая бомба. Если вы хотите поместить мозг в недвижущееся тело, то достаточно просто окружить его питательной средой. А если не нужна мощная энергия, питающая в основном мышцы, следовательно — и кровь со всей ее сложностью не нужна, как не нужна и мышечная масса. Как и иммунная система. От каких паразитов вы будете защищаться? От биологических? Систему стерилизации, защиту от биологических паразитов можно создать другую — на входе.Что важно — необходимо обеспечить этому объекту поставку, переработку и поддержание стационарного уровня неких природных соединений. Но каких, в каком количестве, в каком режиме — вот глобальные тайны! Этого не знает никто, так как этим никто и не занимался. Не было проблемы, не было и исследователей. Все исследователи работают только над финансируемыми проектами.С научно-познавательной точки зрения этот проект является наилучшим. Человечество продвинется вперед на пути к созданию искусственного интеллекта. Будут обозначены те функции тела, которые необходимы для функционирования в автономном или управляемом режиме этого высокоспециализированного объекта. Может быть, он станет новым субъектом?Россия 2045: И все-таки, по-вашему, перенос живого мозга в искусственное тело — это завтрашняя реальность?Е.В.Т.: Природа создала аккумулирующий мозг. Почему мы не можем создать ему искусственное тело?А безумных идей не существует. Все можно реализовать. Мы — продукт природы, мы не можем придумать того, что за природой, мы все равно сделаем то, что в рамках природы. Она это еще не реализовала, а мы уже можем!Россия 2045: Предположим, будет организован центр, объединяющий ученых из разных областей науки для работы над созданием искусственного тела. Как вы думаете, каким этот центр должен быть?Е.В.Т.: Необходим Совет непредубежденных людей разных специальностей и направлений. Они должны друг друга понять и выработать общий план действий.Как сделает физиолог? Он выделит орган, поместит его в какую-то среду, будет подбирать условия существования. Что сделает клеточный биолог? Он выделит нейрон или астроцит и будет смотреть, что и как у них функционирует, ингибиторами будет влиять. Должен быть также теоретик, который аккумулирует информацию и рисует схемы функционирования. Рядом пусть стоит технолог, который ответит на вопрос, можно ли это воспроизвести, а если нет, можно ли создать аналог.Потом начинается эксперимент: технологический аналог применяется к живому объекту. Во главе угла — сохранение мозга, живого объекта, создание ему системы обеспечения. Она будет не такая, как наше тело, потому что наше тело в первую очередь ориентировано на мышцы, а только потом на мозг. Мы должны опередить эту биологическую эволюцию. И вот тут уже должен действовать Совет. Один сказал, второй стал об этом думать, третий — воспроизводить, четвертый построил. Один человек не способен это сделать. Вот для чего существует коллективный разум!Россия 2045: Такая интеграция — идеальные условия для ярких открытий. И, к сожалению, большая редкость.Е.В.Т.: Нам нужно создавать принципиально новые коллективы. И они должны быть объединены единой идеей, пусть даже бредовой. Чем бредовее идея, тем интереснее найти способы ее решения!Россия 2045: Тем больше вероятность наткнуться на что-то новое.Е.В.Т.: И не нужно бояться. Проект по созданию носителя для бессмертного разума очень нужен. Конечно, природа рождает умных, талантливых, гениальных людей, но они смертны. Человечество выходит из этого положения — создает книги. И знания так или иначе передаются потомкам. А представьте, гений будет работать вечно!Россия 2045: Как вы думаете, с чего надо начать?Е.В.Т.: Надо создавать один стационарный центр по сбору и анализу лабораторных данных, по моделированию различных сетей, узлов, структур. Этот же центр координирует работу отдельных лабораторий, которые могут быть разбросаны по разным местам и странам. Каждая лаборатория специализируется на решении конкретной узкой задачи. На местах именно необходимость решения конкретной задачи будет определять уровень компетентности специалистов и финансирование. Но единый центр необходим. Он должен быть интеллектуально независим, т.е. не быть отягощенным какой-то доминирующей парадигмой. Не надо априори утверждать: это возможно, а это — нет, это — бред, а это имеет здравый смысл. Здравый смысл с позиций кого, ремесленника и хлебопашца? У человека науки не может быть здравого смысла, так как он житель не планеты Земля, а Вселенной.

www.2045.ru

ЭБ СПбПУ - Когнитивные системы и роботы

В монографии рассматриваются искусственные когнитивные системы и их применение в робототехнике. Материал книги разделен на три части. Первая часть описывает состояние дел в области искусственных когнитивных систем и носит обзорный характер. В ней рассматривается когнитивный подход в искусственном интеллекте и его развитие в искусственных когнитивных системах, дается описание когнитивных парадигм, архитектур и некоторых проектов по искусственным когнитивным системам, а также делаются некоторые обобщения в этой области. Вторая часть книги посвящена теоретическим основам искусственных когнитивных систем и средствам их реализации. Она включает понятия и концептуальные обобщения в области когнитивных систем, описание когнитивных моделей, методов и средств их реализации, а также рассматривает проблемы организации когнитивных систем и их обучения. Третья часть освещает вопросы по- строения когнитивных систем роботов, в частности диалоговых систем, систем восприятия зрительной информации, поведенческих систем, а также интегрированных систем управления поведением автономных роботов. Завершающая глава книги посвящена перспективной проблеме разработки системы искусственного разума на базе развивающихся нейроморфных средств. Такая система должна быть способна к эволюции и моделированию как вербального, так и образного мышления. При этом возникает возможность реализовать некоторые креативные способности, а также самоорганизацию при адаптации к изменениям среды. Монография может быть рекомендована специалистам в области искусственного интеллекта и робототехники. Материалы монографии могут быть также использованы при обучении аспирантов и студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям «Информационные системы и технологии», «Мехатроника и робототехника» и «Роботы и робототехнические системы».

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все
Интернет Читатели ИБК
Интернет Анонимные пользователи

  • 17542b Когнитивные системы
  • MonografStankevich-01-19fin
  • 17542b Когнитивные системы 3

Количество обращений: 4 За последние 30 дней: 0

Подробная статистика

elib.spbstu.ru

SPbPU EL - Когнитивные системы и роботы

В монографии рассматриваются искусственные когнитивные системы и их применение в робототехнике. Материал книги разделен на три части. Первая часть описывает состояние дел в области искусственных когнитивных систем и носит обзорный характер. В ней рассматривается когнитивный подход в искусственном интеллекте и его развитие в искусственных когнитивных системах, дается описание когнитивных парадигм, архитектур и некоторых проектов по искусственным когнитивным системам, а также делаются некоторые обобщения в этой области. Вторая часть книги посвящена теоретическим основам искусственных когнитивных систем и средствам их реализации. Она включает понятия и концептуальные обобщения в области когнитивных систем, описание когнитивных моделей, методов и средств их реализации, а также рассматривает проблемы организации когнитивных систем и их обучения. Третья часть освещает вопросы по- строения когнитивных систем роботов, в частности диалоговых систем, систем восприятия зрительной информации, поведенческих систем, а также интегрированных систем управления поведением автономных роботов. Завершающая глава книги посвящена перспективной проблеме разработки системы искусственного разума на базе развивающихся нейроморфных средств. Такая система должна быть способна к эволюции и моделированию как вербального, так и образного мышления. При этом возникает возможность реализовать некоторые креативные способности, а также самоорганизацию при адаптации к изменениям среды. Монография может быть рекомендована специалистам в области искусственного интеллекта и робототехники. Материалы монографии могут быть также использованы при обучении аспирантов и студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям «Информационные системы и технологии», «Мехатроника и робототехника» и «Роботы и робототехнические системы».

Network User group Action
FL SPbPU Local Network All
Internet FL readers
Internet Anonymous

  • 17542b Когнитивные системы
  • MonografStankevich-01-19fin
  • 17542b Когнитивные системы 3

Document access count: 4 Last 30 days: 0

Detailed usage statistics

elib.spbstu.ru

Электронная библиотека. Для вузов и ссузов.

Перейти на старый дизайн?

Да, перейти.

Вы в любой момент можете вернуться к новому дизайну.

Книги автора 3

  • по дате выхода
  • по названию
  • по автору

  • Учебник и практикум

    В данном учебнике рассмотрены основные аспекты интеллектуальных систем и технологий: методы представления, использования и приобретения знаний, принципы построения и функционирования различных интеллектуальных систем, ключевые интеллектуальные технологии для создания экспертных систем, искусственных нейронных сетей и т.п., задачи общения с системой на естественном язы...

    У наших партнеров:

    • litres.ru 839 ₽
    • my-shop.ru 1 338 ₽
    • ozon.ru 1 369 ₽

  • Учебник и практикум для СПО

    В учебнике рассмотрены понятия искусственного интеллекта и методы представления, использования и приобретения знаний, а также принципы построения и функционирования логических, объектных, ассоциативных, обучаемых и когнитивных интеллектуальных систем. Описаны интеллектуальные технологии, позволяющие практически создавать эксперт ные системы на правилах, системы на неч...

    У наших партнеров:

  • Ознакомиться

2019

/ Гриф УМО ВО Данный практикум является дополнением к учебнику «Моделирование систем и процессов» под редакцией В. Н. Волковой и В. Н. Козлова (М. : Юрайт, 2016). Цель практикума — помочь студентам в получении умений и навыков применения методов моделирования систем различных классов. В практикум включены методические материалы по выполнению приводимых лабораторных работ и практиче...

У наших партнеров:

  • litres.ru 649 ₽
  • my-shop.ru 1 068 ₽

urait.ru

Интеллектуальные системы и технологии. Учебник и практикум для бакалавриата и магистр… – Лев Александрович Станкевич

ГлавнаяТехническая литератураЛев Александрович Станкевич

Скачать pdf

Cкачиваний: 41

В данном учебнике рассмотрены основные аспекты интеллектуальных систем и технологий: методы представления, использования и приобретения знаний, принципы построения и функционирования различных интеллектуальных систем, ключевые интеллектуальные технологии для создания экспертных систем, искусственных нейронных сетей и т.п., задачи общения с системой на естественном языке и многие другие. Рассматриваемые принципы и понятия иллюстрируются схемами и наглядными примерами, в том числе примерами управления роботами различного предназначения. Практикум включает лабораторные работы, направленные на закрепление навыков разработки экспертных систем на правилах, нечетко-логических систем и систем на нейронных сетях, а также методические указания по написанию курсовой работы и пример ее выполнения. К учебнику прилагаются файлы для выполнения лабораторных работ, размещенные вэлектронной библиотечной системе «Юрайт» (bibllio-online.ru).

Полная версия

fictionbook.ru


Смотрите также