Бретт Кинг - Эпоха дополненной реальности

Пионерские разработки в области создания полнофункциональных роботизированных экзоскелетов совершают компании 3D Systems и Ekso Bionics, которые совместно сконструировали 3D-печатный «робоскафандр» Ekso, предназначенный для парализованных пациентов [296] Самые первые разработки в этом направлении начались довольно давно. Можно, например, вспомнить работы югослава Миомира Вукобратовича, который показал первый активно шагающий экзоскелет для людей с нарушениями опорно-двигательных функций еще в 1969 году – Примеч. науч. ред. . Сегодня биотехнологические экзоскелеты используются в реабилитационных центрах всего мира для восстановления двигательной способности пациентов, парализованных в результате травм, инсультов или иных заболеваний. Еще одна революционная разработка – компьютеризованный экзоскелет ReWalk компании Argo Medical, помогающий людям с параличом нижних конечностей вставать, ходить и даже подниматься по лестнице.

Американские военные и конструкторы из DARPA [297] DARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency – Агентство передовых оборонных исследовательских проектов) – агентство Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для использования в вооруженных силах. – Примеч. пер. работают над созданием аналогичных приспособлений для пехотинцев, чтобы те могли нести на себе больше полезной нагрузки и более тяжелое вооружение на более дальние расстояния. Кинематограф изобилует подобными футуристическими разработками – вспомнить хотя бы робота-погрузчика в фильме «Чужие» или персонажа Тома Круза в боевике «Грани будущего». Военные проекты такого рода часто находят коммерческое применение. Однако в данном случае военные и гражданские инженеры следуют параллельными курсами. Как обсуждалось в главе 4, серьезный интерес к методам обеспечения мобильности людей пожилого возраста проявляет Япония, где проблема старения населения стоит особенно остро. В связи с этим, вместо того чтобы стимулировать приток в страну квалифицированных медработников из-за границы, Япония активно инвестирует средства в разработку роботизированных платформ.

Нейрокомпьютерные интерфейсы

Многие из описанных технологий предполагают взаимодействие компьютерных систем с головным и спинным мозгом человека. А для этого необходима детальная проработка нейрокомпьютерных интерфейсов, обеспечивающих двустороннюю связь между имплантатами нового поколения и центральной нервной системой.

После страшной автокатастрофы канадец Скотт Раутли 12 лет провел в полной неподвижности. Приговор врачей был суров: «пожизненное вегетативное состояние». Утром он просыпался, вечером отходил ко сну и при этом не реагировал ни на какие стимулы. Но вот британский нейрофизиолог Адриан Оуэн [298] Адриан Оуэн (англ. Adrian М. Owen, р. 1966) – английский нейрохирург, в настоящее время заведующий кафедрой когнитивной нейробиологии и диагностической визуализации Института головного мозга при Университете Западного Онтарио (Канада). – Примеч. пер. сделал ему функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), показав, что головной мозг пациента реагирует на задаваемые ему вопросы. Оуэн установил, что примерно каждый пятый пациент в вегетативном состоянии продолжает реагировать на стимулы и заданные ему вопросы.

В 2002 году Эрика Сорто полностью парализовало в результате пулевого ранения в шейный отдел позвоночника. В 2013 году нейрохирурги Медицинской школы Университета Южной Калифорнии провели пятичасовую операцию, в ходе которой имплантировали в мозг Сорто два чипа непосредственно над группой примерно из пяти сотен специализированных нейронов. Разработанные Ричардом Андерсеном [299] Ричард Андерсен (англ. Richard A. Andersen, р. 1950) – профессор нейробиологии кафедры биоинженерии Калифорнийского технологического института в Пасадене. – Примеч. пер. и его коллегами из Калифорнийского технологического института имплантаты позволяют управлять роботизированной рукой посредством сигналов мозга, транслируемых через чип. Несмотря на то что технология пока далека от совершенства, через несколько месяцев тренировок Сорто научился играть в «камень-ножницы-бумагу», пожимать руку, самостоятельно пить пиво и даже взбивать коктейли в блендере.

Рисунок 6.3. Лес Бо из Колорадо управляет протезами «силой мысли» (источник: John Hopkins APL)

Проект, спонсируемый DARPA, ставит еще более амбициозные задачи. Лес Бо [300] Случай Леса Бо ( англ. Les Baugh) подробно описан на сайте Лаборатории прикладной физики ( англ. Applied Physics Laboratory, APL) Университета Джона Хопкинса. – Примеч. пер. лишился обеих рук 40 лет назад в результате удара электрическим током. На протяжении более 10 лет DARPA совместно с Лабораторией прикладной физики (APL) Университета Джонса Хопкинса занимались разработкой протезов с непосредственным подключением к нервной системе человека. В отличие от Сорто, которому вживили нейроимплантат, Бо подвергли направленной реиннервации мышц – операции, в ходе которой была проведена «ревизия» нервов, которые прежде контролировали движения рук, ладоней и пальцев. Затем ученые составили детальную карту связей между нервными импульсами и соответствующими им паттернами возбуждений нейронов в мозге. Специалисты APL разработали индивидуальные разъемы для крепления роботизированных протезов рук к торсу пациента. Всего через 10 дней после начала тренировок Бо заново научился брать предметы, переставлять посуду с полки на полку и даже совершать одновременные движения обеими руками. Пока что Лес Бо имеет возможность пользоваться умными протезами только в стенах лаборатории, но эта ситуация вскоре изменится: в Университете Джонса Хопкинса полным ходом идут работы над созданием автономного мобильного решения.

На рынке уже имеются устройства, управляемые посредством нейрокомпьютерного интерфейса на основе данных электроэнцефалографии. Шлем производства компании NeuroSky использует показания ЭЭГ и электромиографии (ЭМГ), регистрацию сокращений скелетных мышц, для определения уровня концентрации игрока. Тем, кто хочет получить более яркие впечатления от игры, компания Emotiv Systems предлагает шлем, считывающий показатели ЭЭГ и мимику. Еще один интересный гаджет – вертолет Puzzlebox Orbit, управляемый «силой мысли» с помощью специального шлема.

Стандартная гарнитура для снятия ЭЭГ включает в себя свыше сотни электродов, крепящихся к голове пациента при помощи электропроводящего геля, и стоит десятки тысяч долларов. NeuroSky использует сенсорные датчики размером с ноготь, которые не требуют никакого геля и которые можно монтировать в шлем ценой 20 долларов. Другие стартапы занимаются разработкой игр, обеспечивающих возможность контролировать игровое пространство за счет регистрации направления взгляда и эмоций, с помощью ЭМГ и электроокулографии (ЭОГ), регистрации движений зрачка. Все идет к тому, что в скором времени появятся сети сенсоров, которые будут не только безошибочно улавливать, счастливы ли вы, напуганы или грустите, но и смогут определить, правду вы говорите или нет.