Počet výzkumů prováděných v dnešním světě, které mohou obrátit události uznávaného filmu „Avatar“Jamese Camerona, roste každým dnem a přináší hmatatelné výsledky. Takové studie jsou doprovázeny konkrétními výsledky; mluví o nich nejen snílci a spisovatelé sci -fi, ale také významní vědci a vůdci, včetně ruských. Například Dmitrij Rogozin není tak dávno, v jednom ze svých rozhovorů novinářům řekl, že mezi projekty, které realizuje Ruská nadace pro pokročilé studium, existuje také práce na vytvoření avatara.
Dnes je avatar chápán jako soubor komponent - druh symbiózy stroje (výkonného mechanismu) a lidského mozku, který je postaven na základě neurointerface. Pokud budou takové technologie plně implementovány, bude člověk schopen pomocí svých myšlenek ovládat na dálku jak samostatný pohon, tak celý stroj. Avatar je jakési plnohodnotné „já“na dálku. Všechno, co se děje kolem robota-avatara, musí být plně předáno operátorovi s takovou mírou jistoty, že se cítí být na stejném místě jako samotný pohon. To je mnohem obtížněji realizovatelné než obvyklé ovládání robota na dálku, které je k dispozici od dob sovětských lunárních roverů.
Vědecké a technické úspěchy, které byly nashromážděny za poslední půlstoletí, celkem již umožňují nahradit 60–70% funkcí lidského těla. V současné době zbývá pouze analyzovat, co přesně nám dá příležitost uniknout fantaziím a přejít ke skutečnému designu avatara, protože k tomu skutečně existuje předpoklad. Úspěchem celého lidstva je vývoj velkého počtu nejrůznějších robotů, kteří dnes získávají schopnost nejen řešit naprogramované úkoly, ale také samostatně rozhodovat, hodnotit situaci. Kognitivní schopnosti moderních robotických systémů jsou stále blíže lidským schopnostem.
Moderní velké společnosti také pocítily vyhlídky na tento druh práce. Například Google získal 8 robotických společností po celém světě jen v roce 2013, za pouhých šest měsíců. Mezi nákupy internetového giganta patří známá společnost Boston Dynamics a také japonský Shaft. Kromě toho má Google zájem o bioinženýrství a v roce 2013 založil Google California Life Company, biotechnologickou společnost Calico.
První vlaštovky
Neurofyzici udělali důležitý krok v přiblížení avatara realitě. Podařilo se jim naučit opice používat dvě virtuální ruce a ovládat je pouze pomocí myšlenky. Toto je důležitý krok ve vývoji rozhraní mozek-počítač. Opice zatím ovládají virtuální ruce na obrazovce počítače, s jejich pomocí si nemůžete vzít opravdovou lahůdku. Ovšem ovládáním těchto virtuálních rukou pomocí mozku a řešením problémů s jejich pomocí na obrazovce monitoru dostávají opice odměnu. Opice avatar jsou virtuální ruce.
Tyto experimenty se dnes provádějí v laboratoři neurofyziologa Miguela Nicolelise z Duke University Medical Center. Experiment zahrnuje dvě opice - samce a samici. Vědci každému z nich implantovali do mozku rekordní počet mikroelektrod, které se zabývají zaznamenáváním elektrické aktivity mozkových neuronů. Do mozku ženy bylo implantováno 768 elektrod, z toho 384 mužů. Až donedávna to nemohl udělat žádný neurofyziolog na světě.
Mikroelektrody jsou umístěny na speciálních deskách, které byly umístěny v různých oblastech mozkové kůry opice. Každá z těchto mikroelektrod zaznamenává elektrické impulsy z okolních neuronů. V důsledku toho se vědcům podařilo zaznamenat aktivitu více než 500 neuronů u každé opice. Opicím byl zároveň ukázán avatar, který dokázal manipulovat s předměty různých tvarů. Pak se začali učit, jak to ovládat joystickem.
V době této kontroly vědci zaznamenávali aktivitu neuronů v jejich mozku a vytvořili model založený na získaných datech, který umožnil spojit aktivitu určitých neuronů s určitými pohyby rukou. Přitom až donedávna byly všechny takové experimenty prováděny pouze jednou rukou. Přechod na obouruční ovládání pomocí mozkové aktivity je zásadním krokem vpřed ve vývoji.
Vyvinutý model se stal základem pro vytvoření rozhraní „mozek-počítač“, které umožňuje přepnout na ovládání virtuálních avatarů pomocí jediné myšlenky. To znamená, že touha opice pohnout rukou doleva nebo doprava byla doprovázena aktivitou klíčových neuronů v mozku, zatímco vyvinuté rozhraní se zabývalo transformací této aktivity na požadovaný pohyb virtuální ruky. K dekódování aktivity neuronů specialisté použili algoritmus, který již vytvořili v rámci předchozích studií, které byly provedeny jednou rukou.
Ve chvíli, kdy byl opicím sundán joystick, se pomocí vytrvalého tréninku naučili pomocí svých myšlenek nasměrovat virtuální ručičky na obrazovce na speciální cíle, přičemž je na terčích nějakou dobu udržovaly. Jako cíle byly použity různé geometrické tvary. Pokud se opice s úkolem vyrovnaly, dostaly za to pamlsek. Vědci vycvičili makaky několika způsoby. Ruce opic byly zpočátku volné a mohly je jakoby použít k tomu, aby si pomohly, prováděly stejné pohyby jako virtuální ruka. Ve druhé fázi však byly opičí ruce pevně připevněny k židli a ponechaly jim pouze mozek, který ovládal virtuální realitu.
Dalším zajímavým vývojem je umělý super silný elastický sval, který vytváří tým z National University of Singapore (NSU). Podle hlavní vývojářky této technologie Adriany Koch je hlavním cílem vytvoření svalové tkáně, která překonává přírodní vzorky. Materiály, ze kterých je vyroben jejich umělý sval, podle ní napodobují aktivitu skutečných lidských tkání a jsou schopné okamžitě reagovat na příchozí elektrický impuls. Tento sval je údajně schopen zvednout 80násobek své vlastní hmotnosti. V blízké budoucnosti, za 3–5 let, experti očekávají, že tento sval spojí s robotickou rukou, která bude na pohled téměř k nerozeznání od skutečné lidské paže, ale zároveň bude 10krát silnější než ona.
Tato technologie má i další výhody. Kontrakce a pohyby umělých svalů mohou generovat „vedlejší produkt“energie, který lze převést z mechanické na elektrickou energii. Díky přirozeným vlastnostem materiálů použitých v umělém svalu bude schopen udržet poměrně velké množství energie. Díky tomu se robot, který takové svaly přijímá, může stát energeticky autonomním a nezávislým. Nabití nezabere více než minutu.
Široce se vyvíjejí také technologie pro vytváření umělých očí. Vědci pracují na vytvoření různých protéz sítnice. Ještě více pokročilo ve vývoji sluchových protéz. Ve Spojených státech již několik let pacienti instalují systém mikropočítače, mikrofonu a elektrod, které jsou spojeny se sluchovými nervy. Již bylo nainstalováno více než 200 000 pacientů, což naznačuje, že se již nejedná o izolované experimenty vědců, ale o každodenní klinickou praxi.
Korunou tvorby moderních vědců, demonstrujících tvrzení, že jsme schopni nahradit 60–70% funkcí lidského těla umělými implantáty, byl první biorobot „Rex“na světě. U takto bionického člověka jsou všechny zavedené orgány - od očí po srdce - umělé. Všichni pocházejí od těch, které jsou již instalovány na skutečné pacienty nebo procházejí řadou testů. Díky existující sadě protéz „Rex“slyší, vidí, může chodit a fungovat, je dokonce schopen udržovat jednoduchou konverzaci, protože je vybaven jednoduchou umělou inteligencí.
Bionický člověk přitom nemá dost žaludku, plic a močového měchýře. Všechny tyto umělé orgány však ještě nebyly vynalezeny a vývoj umělého mozku je stále velmi daleko. Vývojáři společnosti Rex zároveň věří, že v blízké budoucnosti bude jakýkoli implantát lidem k dispozici. Vědci se také domnívají, že je jednou budou používat zdraví lidé, kteří při opotřebení nahradí vnitřní orgány, a to je již přímá cesta k nesmrtelnosti.
Problémy technologie Avatar
V roce 2013 se v New Yorku konala pravidelná mezinárodní konference s názvem „Globální budoucnost“. Na této konferenci jsou podle tradice shrnuty výsledky technických podkladů pro rozsáhlý projekt „Avatar“. Vedoucí tohoto projektu, ruský podnikatel Dmitrij Itskov, se zabývá přilákáním investorů po celém světě. Podle Itskova může v blízké budoucnosti vzniknout umělé tělo, které se z hlediska řady svých funkčních kvalit nebude lišit od originálu a časem ho dokonce dokáže překonat. Kromě toho se pracuje na vytvoření technologie pro přenos osobnosti člověka do tohoto umělého těla, která může poskytnout neomezenou délku života a dát lidem nesmrtelnost. Dokonce i datum implementace první etapy tohoto programu bylo pojmenováno - 2045.
Již nyní je projekt Avatar srovnáván s největšími úspěchy v historii lidské civilizace. Například jako projekt na vytvoření atomové bomby, vesmírný let, přistání na Měsíci. V současné době jsou k dispozici prakticky dva prvky tohoto programu - výkonné mechanismy a lidský mozek. Hlavní překážkou vytvoření plnohodnotné, fungující biomechanické symbiózy mezi nimi je neurointerface - tedy systém přímého a zpětného vazby.
Při rozvíjení takového spojení vyvstává velké množství otázek. Zde je jen jeden z nich: do které z miliardy buněk v motorické kůře lidského mozku je nejlepší přivést elektrody k ovládání, například protetické nohy? Jak najít potřebné buňky, chránit před různými interferencemi, zajistit požadovanou přesnost, převést sekvenci nervových impulzů mozkových buněk do přesných a srozumitelných příkazů pro umělý mechanismus?
Po těchto obecných implementačních otázkách se objevuje také velké množství soukromých. Například elektrody, které jsou vloženy do lidského mozku, rychle zarostou vrstvou gliových buněk. Tyto buňky jsou jakousi ochranou našeho neuroenvironmentu, což ztěžuje komunikaci s implantovanými elektrodami. Gliové buňky se snaží zablokovat cokoli, co vnímají nebo vnímají jako cizí těleso. V současné době je vývoj proti znečištění a zároveň neškodných mikroelektrod stále vážným problémem bez konečného řešení. Experimenty v tomto směru pokračují. Nabízíme elektrody vyrobené z nanotrubiček, elektrody se speciálním povlakem, je možné nahradit elektrické impulsy světelnými signály (testováno na zvířatech), ale na vyhlášení kompletního řešení problému je příliš brzy.
