Человек в каркасе

Вагнер Виктор
(«ХиЖ», 2016, №2)

«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».

s20160220 vagner1.jpg

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.

123

Разные разности

07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>
05.05.2020 17:00:00

Смартфон может незаметно передавать секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета.

>>