Avatar está más cerca de lo que parece
La cantidad de estudios en curso en el mundo que pueden convertir los acontecimientos de la sensacional película "Avatar" de James Cameron en vida, crece día a día y brinda resultados tangibles. Tales estudios van acompañados de un resultado específico, no solo los soñadores y escritores de ciencia ficción hablan de ellos, sino también científicos y líderes prominentes, incluidos los rusos. Por ejemplo, Dmitry Rogozin, no hace mucho, en una de sus entrevistas dijo a los reporteros que entre los proyectos de investigación prometedores implementados por la Fundación Rusa, también hay trabajos para crear un avatar.
Hoy en día, un avatar se entiende como un conjunto de componentes: una especie de simbiosis de una máquina (actuador) y un cerebro humano, que se construye sobre la base de una interfaz neuronal. Si tales tecnologías se implementan por completo, una persona podrá controlar tanto un actuador separado como toda la máquina a distancia con la ayuda de su pensamiento. Avatar es una especie de "yo" completo a distancia. Todo lo que da vueltas el robot-avatar, debe transmitirse completamente al operador con un nivel de confianza tal que se sienta en el mismo lugar que el propio actuador. Implementar esto es mucho más difícil que el control habitual del robot a una distancia accesible desde los días de los rovers lunares soviéticos.
Los avances científicos y tecnológicos que se han acumulado durante el último medio siglo, en total, hacen posible reemplazar el 60-70% de las funciones del cuerpo humano. En este momento, solo nos queda analizar qué es exactamente lo que nos dará la oportunidad de alejarnos de las fantasías y pasar al diseño real del avatar, el beneficio del requisito previo realmente existe. El logro de toda la humanidad es el desarrollo de un gran número de los robots más diversos, que hoy en día adquieren la capacidad no solo de resolver tareas programables, sino también de tomar decisiones de manera independiente, para evaluar la situación. Las capacidades cognitivas de los complejos robóticos modernos se están acercando a las capacidades humanas.
La perspectiva de este tipo de trabajo se sentía y las grandes empresas modernas. Por ejemplo, Google solo adquirió compañías robóticas 2013 de todo el mundo en 8, habiendo hecho esto en solo medio año. Entre las compras del gigante de Internet se encuentra la conocida empresa Boston Dynamics, así como la japonesa Shaft. Además, Google está interesado en la bioingeniería, en el año 2013, Google fundó la compañía de biotecnología Calico - California Life Company.
Primeros tragos
Un paso importante para acercar el avatar a la realidad fue la neurofísica. Se las arreglaron para enseñar a los monos a usar dos manos virtuales, controlando solo con la ayuda del pensamiento. Este es un paso importante en el desarrollo de la interfaz cerebro-computadora. Hasta ahora, los monos manejan las manos virtuales en la pantalla de la computadora, con su ayuda, no se tomará una verdadera delicadeza. Sin embargo, controlando estas manos virtuales con la ayuda del cerebro y resolviendo las tareas en la pantalla del monitor con su ayuda, los monos reciben una recompensa. Manos virtuales y hay un avatar mono.
Estos experimentos se llevan a cabo hoy en el laboratorio del neurofisiólogo Miguel Nicolelis en el Centro Médico de la Universidad de Duke. El experimento involucra a dos monos - macho y hembra. En el cerebro de cada uno de ellos, los científicos han implantado un número récord de microelectrodos que participan en el registro de la actividad eléctrica de las neuronas cerebrales. Se implantaron electrodos 768 en el cerebro de la hembra, 384 masculino. Hasta hace poco, esto no era posible para ningún neurofisiólogo en el mundo.
Los microelectrodos están ubicados en tableros especiales que se ubicaron en varias áreas de la corteza cerebral de los monos. Cada uno de estos microelectrodos registra impulsos eléctricos de las neuronas circundantes. Como resultado, los científicos pueden registrar la actividad de más de las neuronas 500 en cada mono. Al mismo tiempo, a los monos se les mostró un avatar, que podía manipular objetos de varias formas. Entonces empezaron a aprender a manejarlo con un joystick.
Al momento de este control, los científicos registraron la actividad de las neuronas de su cerebro, construyendo un modelo basado en los datos obtenidos, lo que hizo posible asociar la actividad de ciertas neuronas con ciertos movimientos de la mano. Además, hasta hace poco, todos estos experimentos se llevaban a cabo con una sola mano. La transición al manejo de dos manos con la ayuda de la actividad cerebral es un paso fundamental hacia el desarrollo.
El modelo desarrollado se convirtió en la base para crear una interfaz cerebro-computadora que le permite pasar a la gestión de manos de avatar virtuales con solo un pensamiento. Esto significa que el deseo del mono de mover su mano hacia la izquierda o hacia la derecha estuvo acompañado por la actividad de las neuronas clave del cerebro, mientras que la interfaz desarrollada se involucró en la transformación de esta actividad en el movimiento deseado de la mano virtual. Para descifrar la actividad de las neuronas, los especialistas aplicaron un algoritmo que ya habían creado en el marco de estudios previos que se llevaron a cabo con una mano.
En ese momento, cuando se les quitó el joystick a los monos, con la ayuda de su pensamiento, aprendieron a dirigir las manos virtuales en la pantalla hacia objetivos especiales con la ayuda de sus pensamientos, manteniéndolos en los objetivos durante algún tiempo. Los objetivos eran varias formas geométricas. Si los monos se encargaron de la tarea, obtuvieron una recompensa por ello. Los científicos han entrenado macacos en varias versiones. Al principio, las manos de los monos estaban libres y podían usarlas para ayudarse a sí mismas, haciendo los mismos movimientos que la mano virtual. Sin embargo, en la segunda etapa, las manos de los monos se unieron rígidamente a la silla, dejando solo sus cerebros para controlar la realidad virtual.
Otro desarrollo interesante es el músculo elástico ultra fuerte artificial, creado por el equipo de la Universidad Nacional de Singapur (NSU). Según el principal desarrollador de esta tecnología, Adriana Koch, el objetivo principal es crear tejido muscular que supere las muestras naturales. Según ella, los materiales a partir de los cuales se hace su músculo artificial imitan la actividad del tejido humano real y son capaces de responder instantáneamente al impulso eléctrico entrante. Se informa que este músculo es capaz de levantar peso, que es 80 veces más que el suyo propio. En un futuro cercano, a través de 3-5, los expertos esperan combinar este músculo con un brazo robótico, que será casi indistinguible de un brazo humano real, pero al mismo tiempo 10 es más fuerte que él.
Esta tecnología tiene otras ventajas. Las contracciones y los movimientos de los músculos artificiales pueden contribuir al desarrollo de un "subproducto": la energía que se puede convertir de mecánica a eléctrica. Debido a las propiedades naturales de los materiales utilizados en el músculo artificial, será capaz de mantener una cantidad suficientemente grande de energía. Gracias a esto, un robot que gane tales músculos puede volverse energéticamente autónomo e independiente. Para recargar no necesitará más de un minuto de tiempo.
Las tecnologías para la creación de ojos artificiales también están ampliamente desarrolladas. Los científicos están trabajando en la creación de varias prótesis retinales. Se logró un éxito aún mayor en el desarrollo de prótesis auditivas. Durante varios años, un sistema de microcomputadora, micrófono y electrodos, que están conectados a los nervios auditivos, se instala en los Estados Unidos. Un sistema de este tipo ya ha sido establecido por más de pacientes con 200000, lo que sugiere que estos ya no son los únicos experimentos de científicos, sino la práctica clínica habitual.
La corona de científicos modernos, que demuestra la afirmación de que somos capaces de reemplazar 60-70% de las funciones del cuerpo humano con implantes artificiales, fue el primer biorobot "Rex" del mundo. En una persona tan biónica, todos los órganos establecidos, desde los ojos hasta el corazón, no están artificialmente inactivos. Todos ellos están entre los ya establecidos por pacientes reales o sometidos a una serie de pruebas. Gracias a la serie de prótesis existentes, Rex oye, ve, puede caminar y funciona, incluso puede mantener la conversación más simple, ya que está dotado de inteligencia artificial simple.
Al mismo tiempo, una persona biónica carece de su propio estómago, pulmones y vejiga. Sin embargo, todavía no se han inventado todos estos órganos artificiales, y el desarrollo de un cerebro artificial aún está muy lejos. Al mismo tiempo, los desarrolladores de Rex creen que en un futuro cercano cualquier implante estará disponible para las personas. Además, los científicos creen que algún día serán utilizados por personas sanas que reemplazarán los órganos internos a medida que se desgasten, y este es el camino directo a la inmortalidad.
Problemas tecnologicos avatar
En 2013, una conferencia internacional regular llamada Global Future se llevó a cabo en Nueva York. En esta conferencia, según la tradición, se resumen los resultados técnicos del proyecto Avatar a gran escala. El jefe de este proyecto, el empresario ruso Dmitry Itskov, se dedica a atraer inversores de todo el mundo. Según Itskov, en un futuro próximo se puede crear un cuerpo artificial, que en varias de sus cualidades funcionales no diferirá del original, y con el tiempo incluso podrá superarlo. Además, se está trabajando para crear una tecnología de transferencia a este cuerpo artificial con la personalidad de una persona, que puede garantizar una vida útil ilimitada y otorgarle a la gente inmortalidad. Incluso la fecha de implementación de la primera etapa de este programa fue nombrada - año 2045.
Ya, el proyecto Avatar se compara con los logros más significativos en historias civilización humana. Tal, por ejemplo, como un proyecto para crear una bomba atómica, un vuelo al espacio, aterrizando en la luna. Actualmente, ya hay casi dos elementos de este programa: los mecanismos ejecutivos y el cerebro humano. El principal obstáculo para la creación de una simbiosis biomecánica funcional y completa entre ellos es la interfaz neuronal, es decir, el sistema de respuesta directa y retroalimentación.
Al desarrollar una conexión de este tipo, aparece una gran cantidad de preguntas. Aquí está solo uno de ellos: ¿a cuál de los mil millones de células en la corteza motora del cerebro humano es mejor traer electrodos para controlar, por ejemplo, una pierna protésica? ¿Cómo encontrar las células necesarias, proteger contra diversas interferencias, asegurar la precisión necesaria, traducir una secuencia de impulsos nerviosos de una célula cerebral en comandos precisos y comprensibles para un mecanismo artificial?
Siguiendo estas preguntas generales de implementación, aparecen una gran cantidad de preguntas privadas. Por ejemplo, los electrodos que se insertan en el cerebro humano se llenan rápidamente de una capa de células gliales. Estas células son un tipo de protección para nuestro neuroentorno, lo que dificulta la comunicación con los electrodos implantados. Las células gliales intentan bloquear todo lo que consideran o perciben como un cuerpo extraño. En la actualidad, el desarrollo de microelectrodos antiincrustantes y, al mismo tiempo, inofensivos aún representa un problema grave sin una solución final. Los experimentos en esta dirección se llevan a cabo continuamente. Se ofrecen electrodos hechos de nanotubos, electrodos con un recubrimiento especial, es posible reemplazar los impulsos eléctricos con señales de luz (probados en animales), pero es demasiado pronto para declarar que el problema se ha resuelto por completo.
Fuentes de información:
http://vpk-news.ru/articles/19099
http://www.gazeta.ru/science/2013/11/08_a_5740649.shtml
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1125606
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/reks-pervyi-v-mire-bionicheskii-chelovek
Hoy en día, un avatar se entiende como un conjunto de componentes: una especie de simbiosis de una máquina (actuador) y un cerebro humano, que se construye sobre la base de una interfaz neuronal. Si tales tecnologías se implementan por completo, una persona podrá controlar tanto un actuador separado como toda la máquina a distancia con la ayuda de su pensamiento. Avatar es una especie de "yo" completo a distancia. Todo lo que da vueltas el robot-avatar, debe transmitirse completamente al operador con un nivel de confianza tal que se sienta en el mismo lugar que el propio actuador. Implementar esto es mucho más difícil que el control habitual del robot a una distancia accesible desde los días de los rovers lunares soviéticos.
Los avances científicos y tecnológicos que se han acumulado durante el último medio siglo, en total, hacen posible reemplazar el 60-70% de las funciones del cuerpo humano. En este momento, solo nos queda analizar qué es exactamente lo que nos dará la oportunidad de alejarnos de las fantasías y pasar al diseño real del avatar, el beneficio del requisito previo realmente existe. El logro de toda la humanidad es el desarrollo de un gran número de los robots más diversos, que hoy en día adquieren la capacidad no solo de resolver tareas programables, sino también de tomar decisiones de manera independiente, para evaluar la situación. Las capacidades cognitivas de los complejos robóticos modernos se están acercando a las capacidades humanas.
La perspectiva de este tipo de trabajo se sentía y las grandes empresas modernas. Por ejemplo, Google solo adquirió compañías robóticas 2013 de todo el mundo en 8, habiendo hecho esto en solo medio año. Entre las compras del gigante de Internet se encuentra la conocida empresa Boston Dynamics, así como la japonesa Shaft. Además, Google está interesado en la bioingeniería, en el año 2013, Google fundó la compañía de biotecnología Calico - California Life Company.
Primeros tragos
Un paso importante para acercar el avatar a la realidad fue la neurofísica. Se las arreglaron para enseñar a los monos a usar dos manos virtuales, controlando solo con la ayuda del pensamiento. Este es un paso importante en el desarrollo de la interfaz cerebro-computadora. Hasta ahora, los monos manejan las manos virtuales en la pantalla de la computadora, con su ayuda, no se tomará una verdadera delicadeza. Sin embargo, controlando estas manos virtuales con la ayuda del cerebro y resolviendo las tareas en la pantalla del monitor con su ayuda, los monos reciben una recompensa. Manos virtuales y hay un avatar mono.
Estos experimentos se llevan a cabo hoy en el laboratorio del neurofisiólogo Miguel Nicolelis en el Centro Médico de la Universidad de Duke. El experimento involucra a dos monos - macho y hembra. En el cerebro de cada uno de ellos, los científicos han implantado un número récord de microelectrodos que participan en el registro de la actividad eléctrica de las neuronas cerebrales. Se implantaron electrodos 768 en el cerebro de la hembra, 384 masculino. Hasta hace poco, esto no era posible para ningún neurofisiólogo en el mundo.
Los microelectrodos están ubicados en tableros especiales que se ubicaron en varias áreas de la corteza cerebral de los monos. Cada uno de estos microelectrodos registra impulsos eléctricos de las neuronas circundantes. Como resultado, los científicos pueden registrar la actividad de más de las neuronas 500 en cada mono. Al mismo tiempo, a los monos se les mostró un avatar, que podía manipular objetos de varias formas. Entonces empezaron a aprender a manejarlo con un joystick.
Al momento de este control, los científicos registraron la actividad de las neuronas de su cerebro, construyendo un modelo basado en los datos obtenidos, lo que hizo posible asociar la actividad de ciertas neuronas con ciertos movimientos de la mano. Además, hasta hace poco, todos estos experimentos se llevaban a cabo con una sola mano. La transición al manejo de dos manos con la ayuda de la actividad cerebral es un paso fundamental hacia el desarrollo.
El modelo desarrollado se convirtió en la base para crear una interfaz cerebro-computadora que le permite pasar a la gestión de manos de avatar virtuales con solo un pensamiento. Esto significa que el deseo del mono de mover su mano hacia la izquierda o hacia la derecha estuvo acompañado por la actividad de las neuronas clave del cerebro, mientras que la interfaz desarrollada se involucró en la transformación de esta actividad en el movimiento deseado de la mano virtual. Para descifrar la actividad de las neuronas, los especialistas aplicaron un algoritmo que ya habían creado en el marco de estudios previos que se llevaron a cabo con una mano.
En ese momento, cuando se les quitó el joystick a los monos, con la ayuda de su pensamiento, aprendieron a dirigir las manos virtuales en la pantalla hacia objetivos especiales con la ayuda de sus pensamientos, manteniéndolos en los objetivos durante algún tiempo. Los objetivos eran varias formas geométricas. Si los monos se encargaron de la tarea, obtuvieron una recompensa por ello. Los científicos han entrenado macacos en varias versiones. Al principio, las manos de los monos estaban libres y podían usarlas para ayudarse a sí mismas, haciendo los mismos movimientos que la mano virtual. Sin embargo, en la segunda etapa, las manos de los monos se unieron rígidamente a la silla, dejando solo sus cerebros para controlar la realidad virtual.
Otro desarrollo interesante es el músculo elástico ultra fuerte artificial, creado por el equipo de la Universidad Nacional de Singapur (NSU). Según el principal desarrollador de esta tecnología, Adriana Koch, el objetivo principal es crear tejido muscular que supere las muestras naturales. Según ella, los materiales a partir de los cuales se hace su músculo artificial imitan la actividad del tejido humano real y son capaces de responder instantáneamente al impulso eléctrico entrante. Se informa que este músculo es capaz de levantar peso, que es 80 veces más que el suyo propio. En un futuro cercano, a través de 3-5, los expertos esperan combinar este músculo con un brazo robótico, que será casi indistinguible de un brazo humano real, pero al mismo tiempo 10 es más fuerte que él.
Esta tecnología tiene otras ventajas. Las contracciones y los movimientos de los músculos artificiales pueden contribuir al desarrollo de un "subproducto": la energía que se puede convertir de mecánica a eléctrica. Debido a las propiedades naturales de los materiales utilizados en el músculo artificial, será capaz de mantener una cantidad suficientemente grande de energía. Gracias a esto, un robot que gane tales músculos puede volverse energéticamente autónomo e independiente. Para recargar no necesitará más de un minuto de tiempo.
Las tecnologías para la creación de ojos artificiales también están ampliamente desarrolladas. Los científicos están trabajando en la creación de varias prótesis retinales. Se logró un éxito aún mayor en el desarrollo de prótesis auditivas. Durante varios años, un sistema de microcomputadora, micrófono y electrodos, que están conectados a los nervios auditivos, se instala en los Estados Unidos. Un sistema de este tipo ya ha sido establecido por más de pacientes con 200000, lo que sugiere que estos ya no son los únicos experimentos de científicos, sino la práctica clínica habitual.
La corona de científicos modernos, que demuestra la afirmación de que somos capaces de reemplazar 60-70% de las funciones del cuerpo humano con implantes artificiales, fue el primer biorobot "Rex" del mundo. En una persona tan biónica, todos los órganos establecidos, desde los ojos hasta el corazón, no están artificialmente inactivos. Todos ellos están entre los ya establecidos por pacientes reales o sometidos a una serie de pruebas. Gracias a la serie de prótesis existentes, Rex oye, ve, puede caminar y funciona, incluso puede mantener la conversación más simple, ya que está dotado de inteligencia artificial simple.
Al mismo tiempo, una persona biónica carece de su propio estómago, pulmones y vejiga. Sin embargo, todavía no se han inventado todos estos órganos artificiales, y el desarrollo de un cerebro artificial aún está muy lejos. Al mismo tiempo, los desarrolladores de Rex creen que en un futuro cercano cualquier implante estará disponible para las personas. Además, los científicos creen que algún día serán utilizados por personas sanas que reemplazarán los órganos internos a medida que se desgasten, y este es el camino directo a la inmortalidad.
Problemas tecnologicos avatar
En 2013, una conferencia internacional regular llamada Global Future se llevó a cabo en Nueva York. En esta conferencia, según la tradición, se resumen los resultados técnicos del proyecto Avatar a gran escala. El jefe de este proyecto, el empresario ruso Dmitry Itskov, se dedica a atraer inversores de todo el mundo. Según Itskov, en un futuro próximo se puede crear un cuerpo artificial, que en varias de sus cualidades funcionales no diferirá del original, y con el tiempo incluso podrá superarlo. Además, se está trabajando para crear una tecnología de transferencia a este cuerpo artificial con la personalidad de una persona, que puede garantizar una vida útil ilimitada y otorgarle a la gente inmortalidad. Incluso la fecha de implementación de la primera etapa de este programa fue nombrada - año 2045.
Ya, el proyecto Avatar se compara con los logros más significativos en historias civilización humana. Tal, por ejemplo, como un proyecto para crear una bomba atómica, un vuelo al espacio, aterrizando en la luna. Actualmente, ya hay casi dos elementos de este programa: los mecanismos ejecutivos y el cerebro humano. El principal obstáculo para la creación de una simbiosis biomecánica funcional y completa entre ellos es la interfaz neuronal, es decir, el sistema de respuesta directa y retroalimentación.
Al desarrollar una conexión de este tipo, aparece una gran cantidad de preguntas. Aquí está solo uno de ellos: ¿a cuál de los mil millones de células en la corteza motora del cerebro humano es mejor traer electrodos para controlar, por ejemplo, una pierna protésica? ¿Cómo encontrar las células necesarias, proteger contra diversas interferencias, asegurar la precisión necesaria, traducir una secuencia de impulsos nerviosos de una célula cerebral en comandos precisos y comprensibles para un mecanismo artificial?
Siguiendo estas preguntas generales de implementación, aparecen una gran cantidad de preguntas privadas. Por ejemplo, los electrodos que se insertan en el cerebro humano se llenan rápidamente de una capa de células gliales. Estas células son un tipo de protección para nuestro neuroentorno, lo que dificulta la comunicación con los electrodos implantados. Las células gliales intentan bloquear todo lo que consideran o perciben como un cuerpo extraño. En la actualidad, el desarrollo de microelectrodos antiincrustantes y, al mismo tiempo, inofensivos aún representa un problema grave sin una solución final. Los experimentos en esta dirección se llevan a cabo continuamente. Se ofrecen electrodos hechos de nanotubos, electrodos con un recubrimiento especial, es posible reemplazar los impulsos eléctricos con señales de luz (probados en animales), pero es demasiado pronto para declarar que el problema se ha resuelto por completo.
Fuentes de información:
http://vpk-news.ru/articles/19099
http://www.gazeta.ru/science/2013/11/08_a_5740649.shtml
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1125606
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/reks-pervyi-v-mire-bionicheskii-chelovek
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