Человек в каркасе

«Будущее уже здесь, оно только распределено не слишком равномерно», — сказал Уильям Гибсон. О ростках будущего, которые можно найти в настоящем, читателям «Химии и жизни» рассказывает Виктор Вагнер, программист-разработчик фирмы «Postgres Professional», автор фантастического романа «Дети пространства».

В 2014 году пресса писала, что решающий момент чемпионата мира по футболу в Бразилии состоялся до начала первого матча. На поле выехал человек в инвалидной коляске, встал, сделал несколько шагов и ударил по мячу. Ноги этого человека были парализованы. Перемещаться ему позволил механический экзоскелет, управляемый биотоками мозга (см. «Химию и жизнь», 2014, № 11).

И это не единственный случай. В 2016 году в Цюрихе состоятся соревнования, участники которых могут свободно передвигаться и тем более заниматься спортом только благодаря электронным устройствам, компенсирующим повреждения организма.

Иногда бывает достаточно передать снятые с мозга сигналы на сохранившиеся нервы ног, как сделали в 2011 году ученые университета Лос-Анджелеса, чтобы преодолеть паралич, вызванный повреждением позвоночника.

В других случаях, как с бразильцем Жулиано Пинто, открывшим чемпионат мира по футболу, техническими устройствами приходится заменять и мышцы, и кости. На человека надевают довольно громоздкий каркас-экзоскелет, оснащенный сервоприводами. При всех своих неудобствах это устройство дает куда больше возможностей, чем самая совершенная инвалидная коляска. Несмотря на все усилия по обеспечению безбарьерной среды, даже в городах жизнь рассчитана в первую очередь на людей, способных ходить по лестницам и что-то переносить в руках.

Впрочем, паралич или повреждения опорно-двигательного аппарата — это не единственные болезни, которые могут превратить человека в инвалида. Но работа ведется и по другим направлениям.

Например, французская фирма «Кармат» разработала протез сердца, предназначенный не для краткосрочной работы в больнице в ожидании живого органа для трансплантации, а для долговременного ношения (http://labiotech.eu/carmatsartificial-heart-is-now-inside-three-patientshows-it-doing/).

. Здесь тоже используется управление биотоками, позволяющее изменять объем перекачиваемой крови в зависимости от нагрузки. Единственная проблема — батарею нужно перезаряжать после 16 часов автономного перемещения (http://content.time.com/time/health/article/0,8599,1857216,00.html). Примерно как у смартфона. Но если севшая батарейка в смартфоне — мелкая неприятность, то севшая батарейка в искусственном сердце — смертельна.

В Университете Лос-Анджелеса разработали искусственную почку, которую, правда, не имплантируют в тело, а носят на поясе (http://edition.cnn.com/2015/11/11/health/wearable-artificial-kidney-dialysis-study/). Но она позволяет осуществлять гемодиализ непрерывно, как настоящая почка, а не периодически, как современные стационарные аппараты.

Дело постепенно идет к тому, что развитие техники, которое фантасты называют киборгизацией, — появление разнообразных технических устройств, заменяющих или дополняющих человеческие органы, — существенно изменит само понятие об инвалидности.

Мне уже приходилось читать, что отмирает культура глухонемых, связанная с языком жестов (https://medium.com/matter/the-silencing-of-the-deaf-22979c8ec9d6). Большинство случаев глухоты уже сейчас излечимы с помощью установки имплантатов. 

Хотя, по-моему, все эти биоэлектронные протезы для больных людей — вещь, конечно, нужная и очень гуманная, но временная. Им сужден короткий век, примерно как гибким магнитным дискам (дискетам), которые сейчас сохранились только в виде иконки «сохранить файл», сменившись более емкими и быстрыми носителями информации.

То же самое произойдет и тут. Через 20—30 лет, максимум через 50, люди научатся выращивать органы-заменители из клеток пациента. А живая, натуральная рука или почка имеет очень большие преимущества перед любым протезом — она получает энергию из пищи, точно так же, как и остальной организм, она не требует специальных гигиенических процедур, она сама исправляет небольшие повреждения. И если это орган, выращенный из собственных клеток пациента, нет и проблем с тканевой совместимостью.

Будет ли какая-нибудь польза от технологий киборгизации в более долговременной перспективе? Этот вопрос следует понимать как «существуют ли ситуации, в которых здоровый человек согласился влезть в экзоскелет или подключить к своему организму какой-то искусственный орган?».

Мне кажется, что перспективы у этих технологий есть. Ну, например, кто не мечтал, занимаясь строительными или монтажными работами, о лишней паре рук? А специалисты из Массачусетского технологического института превратили эту мечту в реальность, изготовив пару дополнительных рук, которая прикреплена к надеваемому на манер жилетки каркасу (http://wonderfulengineering.com/new-invention-by-mit-researchers-gives-you-an-extra-pair-of-robotic-...).

Не знаю, как много времени понадобится человеку, чтобы научиться оперировать четырьмя руками одновременно, но, даже если придется мысленным усилием переключаться с одной пары на другую, это уже неплохо. Можно электронными руками что-то взять, зафиксировать захват, а потом двумя живыми с этим работать.

Не проходят мимо темы экзоскелетов и военные. Как известно, боеприпасов бывает очень мало, мало и «маловато, но больше не унести». Экзоскелет, в котором вес принимают на себя не кости, а металлические трубы и движут их не слабые мышцы, а мощные сервомоторы, в этом отношении очень полезен. Сохраняя способность человека перемещаться по пересеченной местности и не требуя сложной компьютерной системы управления (поскольку управляется человеком, на которого надет), экзоскелет способен увеличить переносимый груз и избавить его от усталости на длинных переходах. Ну и отдачу от мощного оружия он примет на себя.

А ведь можно построить экзоскелет, размерами и мощью существенно превосходящий человека, как сделал Карлос Овенс с Аляски, о котором писал журнал «Популярная механика» (http://www.popsci.com/scitech/article/2009-05/man-machine). В военном отношении гигантская человекоподобная фигура, пожалуй, малоперспективна, поскольку представляет собой слишком крупную мишень, а, например, при строительстве или при спасательных работах в зонах чрезвычайных ситуаций может оказаться незаменимой.