Игорь Лалаянц
Машинно-мышечные интерфейсы идеально подходят для создания совершенных солдат. Кадр из фильма «Аватар». 2009
Недавно было сообщено о первом успешном испытании электродов, вживленных в определенную область двигательной коры головного мозга полностью парализованного тетраплегика, у которого вот уже семь лет не работают ни руки, ни ноги. В итоге человек одной лишь «силой мысли» стал управлять движением роботизированной «руки», с помощью которой впервые за много лет смог обменяться рукопожатиями с друзьями и близкими.
Сейчас уже никто не спорит, что возможности микроэлектроники все больше приближаются к естественному пределу. Это требует поиска новых решений, в том числе и использования природных принципов самосборки биополимеров, в частности протеинов.
Одним из таких белков является хорошо известный молекулярным биологам актин. Он представляет собой главный компонент внешнего клеточного «каркаса» (цитоскелета). Актиновые нити-фибриллы постоянно распадаются и синтезируются-полимеризуются вновь, без чего невозможно протекание жизненно важных процессов в клетках – деление и передвижение, клеточные контакты и т.д.
Журнал Nature Materials опубликовал статью, в которой описывается использование самосборки актиновых фибрилл, с помощью которых можно налаживать контакты в микроэлектронных сетях. Плоский лист актинового полимера помимо своих наноразмеров хорош также и тем, что его можно сгибать и сворачивать, создавая тем самым объемные 3D-структуры.
Одна из японских фирм сообщила о начале клинических испытаний на 30 пациентах своего нового восстановительно-реабилитационного робота под рабочим названием «киберсила». Робот представляет собой своеобразный «костюм», надеваемый на человека, после чего он начинает ходить, переступая между двумя «чувствительными» поручнями. Помогают ходьбе гидравлические усилители, управляемые благодаря бортовому компьютеру.
Однако подобный подход используется уже относительно давно, можно вспомнить хотя бы двухколесные платформы Sega way, на которых люди «рассекают» летом в парках. Быстродействия современных электронных устройств вполне хватает на то, чтобы контролировать изменение позы человека и удерживать при этом равновесно-вертикальное положение. Если бы японские создатели робототехники ограничились только этим, то никто на новое сообщение не обратил бы никакого внимания. Но суть – в принципиально новом подходе, учитывающем особенности биомашинного интерфейса.
До настоящего времени чувствительности поверхностных электродов не хватало, чтобы уловить электрические импульсы, проходящие, скажем, по седалищным нервам к мышцам бедра. Восточные кудесники микроэлектроники создали накожные электроды, которые настолько чувствительны, что не только улавливают нервные сигналы, но и с помощью компьютерного усиления могут управлять механикой и гидравликой нового робота. При этом компьютер имитирует движения мышц нижних конечностей, которые максимально приближены к естественным, «замыкая» связь между сигналами нервных клеток и мышечной тканью.
Перспективы использования машинно-мышечных интерфейсов необозримы. Одна из целей – это создание «совершенных солдат», которые могут без устали передвигаться на большие расстояния и свежими вступать в боестолкновения…
Дарья Гармоненко