Homo bionics – человек бионический

Бионика – прикладная наука, изучающая возможность объединения живых организмов и технических устройств, – сегодня развивается очень быстрыми темпами. Благодаря новейшим протезам и имплантатам, улучшенной интеграции с нервной системой, а также компактным, но мощным источникам энергии, человек сможет полностью преобразиться. Ведь потенциал бионики поистине безграничен…

Стремление обладать способностями, превосходящими те, что подарила нам природа, сидит глубоко внутри каждого человека – это подтвердит любой тренер по фитнесу или пластический хирург. Наши тела обладают невероятной способностью к адаптации, но есть вещи, которые им не под силу. Например, мы не умеем разговаривать с теми, кто находится вне пределов слышимости, мы не способны летать, да и бутылку вина голыми руками не все из нас могут открыть. Поэтому нам нужны телефоны, самолеты и штопоры. Чтобы компенсировать свое несовершенство, люди издавна применяли различные «внешние» приспособления, однако с развитием науки инструменты постепенно уменьшались и становились все ближе к нам.

Кроме того, каждый знает, что если что-то случится с его телом, то доктора проведут «ремонт», используя наиболее современные медицинские технологии.

Если сложить вместе эти две простые концепции, мы сможем получить представление о следующем шаге эволюции человека. В будущем врачи смогут не только восстанавливать «поврежденные» или «вышедшие из строя» организмы, они начнут активно улучшать людей, делать их сильнее и быстрее, чем это удалось природе. Именно в этом заключается суть бионики, и сегодня мы с вами стоим на пороге появления человека нового типа. Возможно, им станет кто-то из нас…

Одним из многих примеров, иллюстрирующих процесс трансформации «внешних» инструментов во «внутренние» и перехода от починки к замене, является глаз. Когда-то давно, если у человека портилось зрение, ему приходилось с этим мириться. Затем были изобретены очки, позволившие почти любому вернуть себе заветную «единицу». Дальше были контактные линзы, а еще чуть позже появилась технология лазерной коррекции, которая позволяет физически устранять дефекты органов зрения.

Однако все это, по сути, ремонт. Вместе с тем мы многие века совершенствовали наши оптические «инструменты»: телескопы появились еще в XVII веке, поэтому сегодня бионика учится улучшать зрение, причем, что называется, «на месте» – непосредственно внутри глаза. Одни из самых удивительных разработок в этой области проводятся в Вашингтонском университете, где доцент кафедры электротехники Бабак Парвиз помещает различные сенсоры и электрические схемы прямо на контактные линзы. Цель этой работы – изготовить многофункциональные линзы, которые не только помогут видеть, но также создадут «улучшенную» реальность, пользователь которой сможет увеличивать масштаб изображения, получать доступ к GPS-данным и другим источникам информации. Когда же такие линзы попадут в один из обзоров нашего журнала?

«Скорее всего, не в следующие десять лет, но, несомненно, еще при нашей жизни», – утверждает Парвиз. Впрочем, если появления коммерческого образца этой системы еще придется подождать, то улучшить свои глаза вы можете уже сейчас. Знаменитый американский гольфист Тайгер Вудс прибег к помощи лазерной хирургии и теперь видит лучше большинства «обычных» людей.

Когда Вудс провел своим глазам апгрейд, многие другие гольфисты захотели последовать его примеру, тем самым подтвердив один из главных принципов бионики: «Если ты недостаточно хорош – исправь это!» Однако есть места, где превосходство над соперником гораздо важнее, чем на площадке для гольфа. Мы говорим о поле боя. Именно поэтому английских солдат регулярно отправляют для улучшения зрения в специальную глазную больницу Мурфилд. Шутят, что после процедур бойцы начинают видеть так хорошо, что им уже не нужны оптические прицелы, и хотя это звучит забавно, сама идея явно заслуживает внимания.

Глаза – не единственные органы солдата, которые можно усовершенствовать. Армия США является лидером в разработке бионических конечностей. Раньше бойцов, потерявших руку или ногу, эвакуировали и увольняли, но скоро их будут снабжать биопротезами и возвращать в строй. «Мы хотим, чтобы решение увольняться или оставаться в армии принимал сам солдат, а не его ранение», – говорит Джен Уокер из Агентства передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA).

Чаще всего военнослужащие теряют ноги. Сегодня ножные протезы стали невообразимо сложными. В модели C-Leg германской фирмы Otto Bock и в Rheo Knee исландской компании Ossur используются гидравлические приводы, моторы, микропроцессоры и интеллектуальное программное обеспечение, благодаря чему эти устройства позволяют владельцам с комфортом ходить по разным поверхностям.

Главный минус таких протезов – их «внешний» характер. То есть пользователю приходится носить их, как одежду, а через некоторое время они неизбежно изнашиваются и становятся очень неудобными. И тут бионика снова предлагает выход – остеоинтеграцию: сращивание искусственного модуля и кости. Гордон Бланн из Университетского колледжа Лондона является одним из ведущих исследователей в этой области. В своей лаборатории он делает пористые титановые имплантаты, которые эффективно срастаются с кожей, мышцами и костной тканью, становясь в результате неотъемлемой частью организма носителя.

Но если с бедрами и голенями все относительно просто, то со ступнями дела обстоят намного сложнее. Одно из существующих решений – PowerFoot One. Эта система, созданная при финансовом участии Научно-исследовательского центра телемедицины и передовых технологий США (TATRC), использует сложную гидравлику для имитации основных положений, которые принимает стопа, когда человек идет, останавливается, поворачивает или танцует. Конечно, PowerFoot One еще далеко до настоящей стопы, но работы не прекращаются…

«В будущем появится возможность создания искусственных частей тела, превосходящих естественные», – считает профессор Массачусетского технологического института Хью Херр, чья лаборатория изобрела PowerFoot One. Еще одна интересная разработка – спортивный протез Cheetah Flex-Foot, получивший широкую известность благодаря истории Оскара Писториуса, знаменитого спортсмена с ампутированными ногами. Международная федерация легкой атлетики отстранила Писториуса от соревнований с обычными соперниками, посчитав, что карбоновые J-образные «ноги» обеспечивают бегуну необоснованное преимущество, поскольку, работая как пружины, они накапливают энергию при сжатии и выдают 90% этой энергии при распрямлении. Это звучит убедительно, но спортивным чиновникам следовало бы знать, что нормальная человеческая нога возвращает более 200% энергии…

«Искусственные конечности могут качественно выполнять определенные задачи в течение коротких периодов времени, – рассказывает Пит Мур, автор исследования по бионике, названного «Улучшаю себя», – однако им не под силу имитировать все функции своих естественных аналогов, они недолговечны, а также не способны к регенерации».

Профессор Энди Мая, являющийся не только ученым, но и колумнистом газеты The Guardian, а также экспертом по технике и культуре, добавляет: «Бионические системы очень специфичны. Писториус может быстро бегать на своих протезах, но ему нелегко стоять на них без поддержки». А что если они сломаются? Согласитесь, мы редко осознаем, насколько универсальны наши естественные части тела, а также то, что наш организм умеет самостоятельно «чинить» их.

Впрочем, впадать в отчаяние не нужно – бионические органы пока еще находятся на начальной стадии развития. Первые мобильные телефоны тоже были предназначены исключительно для совершения звонков, а современные модели служат нам в качестве записных книжек, дневников, камер, навигаторов и многого другого. Если разработчики сумели сделать многофункциональными мобильники, то наверняка подобное удастся им и в случае с искусственными конечностями.

Основная задача – определить все функции настоящей ноги и воплотить их в искусственной. Множество бионических устройств, в том числе Flex-Foot и PowerFoot One, пока что не похожи на свои природные прототипы, однако скоро эта проблема будет решена благодаря искусственной коже. Например, протез руки i-LIMB Hand, созданный компанией Touch Bionics, покрыт удивительно естественной имитацией кожи. Изобретатель i-LIMB Дэвид Гау считает, что искусственные части тела однажды превзойдут настоящие по своим эстетическим качествам. И действительно, кто знает, что именно мы будем считать привлекательным в будущем…

Сегодня есть немало мужчин, которым нравится силиконовая грудь, а, возможно, через несколько лет они будут превозносить достоинства искусственных ног, рук, лимфатических желез и мозгов. Кстати, многие военные с бионическими протезами предпочитают не скрывать их и выглядеть подобно Терминатору. Для таких «эстетов» Touch Bionics предлагает i-LIMB в прозрачном корпусе. И в этом есть смысл: как вы думаете, кто больше напугает противника на поле боя – идущий на него человек или киборг?

Несмотря на существование i-LIMB, технологии создания искусственных рук до недавнего времени значительно отставали от разработок в области ножных протезов. Но так было до появления сверхсовременной бионической руки Luke Arm, созданной Майклом Голдфарбом из Университета Вандербильта и компанией Deka Research. Luke Arm названа в честь знаменитого ампутанта Люка Скайуокера из «Звездных войн». Несмотря на то, что Luke Arm не имеет встроенного светового меча, она в десять раз сильнее аналогичных моделей, поскольку вместо аккумуляторов и электромоторов оснащена миниатюрным ракетным двигателем, работающим на перекиси водорода. Управление построено на технологии мускульной реиннервации позволяющей пациенту отдавать протезу мысленные команды.

Искусственные конечности – это отличная новость для тех, кто потерял естественную часть тела, но почему бы не дать супервозможности здоровым людям? Для этого были придуманы экзоскелеты – устройства, увеличивающие силу и выносливость пользователя.

Японская корпорация Cyberdyne носит то же имя, что и компания, начавшая ядерный Армагеддон и натравившая на людей армию роботов-убийц в фильмах о Терминаторе (надеемся, что такое совпадение – не повод для беспокойства). Cyberdyne создала HAL – экзоскелет для пожилых японских фермеров, которые в силу возраста не могут самостоятельно возделывать свои поля. Но это в миролюбивой Японии, а в США компании Sarcos и Raytheon разработали экзоскелет, позволяющий владельцу поднимать предметы весом до 95 килограммов, причем делать это снова и снова до истощения заряда аккумулятора (а это пока что серьезная проблема для подобных систем).

Лидером же является фирма Berkeley Bionics, чье устройство HULC было запущено в производство в текущем году. HULC – полнофункциональный экзоскелет для нижних конечностей, дающий пользователю возможность переносить те же самые 95 килограммов груза.

• Хотите читать нас в социальных сетях? Пожалуйста: Одноклассники, ВКонтакте. А еще есть Яндекс-Дзен.

Однако главная цель подобных исследований – создание нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ), первые прототипы которого уже сейчас проходят тестирование на людях. Имплантаты BrainGate производства компании Cyberkinetics помогают нескольким пациентам управлять своими конечностями силой мысли. Кевин Уорвик наглядно доказал жизнеспособность этой концепции, взяв под контроль роботизированную руку с помощью имплантата BrainGate, подключенного к нервной системе.

А раз мозг теперь способен давать команды бионическим органам, то было бы неплохо, чтобы данная связь имела двусторонний характер. Тогда мы бы не только могли приказывать конечностям двигаться быстрее или медленнее, поворачивать влево и вправо, но также принимали бы сигналы, идущие в обратном направлении. Это позволило бы «чувствовать» поверхность под ногами и знать, когда нужно прекратить сжимать руку в рукопожатии.

Передача импульсов в мозг – это фактически загрузка информации. При таком взгляде на вещи перед учеными открываются поистине безграничные перспективы. «Мы пока еще далеки от того, чтобы закачивать данные прямо в мозг и наполнять голову знаниями, как это делали герои «Матрицы», – говорит Десни Тан из Microsoft, – но я с нетерпением жду, когда мы начнем это делать. Вот почему наша компания инвестирует в нейроинженерные проекты уже сегодня». Энди Мая мечтает примерно о том же: он с уверенностью смотрит в будущее и видит тот день, когда «биочипы помогут нам стать универсальными информационными системами».

Научившись улучшать обычные человеческие функции (такие как бег, подъем и переноска предметов, способность видеть и слышать), ученые займутся апгрейдом органов чувств и созданием новых возможностей. На практике это воплотится в инфракрасном или ультразвуковом видении, подключении мозга к GPS, а также прямом мысленном доступе к так называемым облачным компьютерным системам.

Кстати, мы ведь даже не коснулись темы генной инженерии и нанотехнологий, которые позволят создавать невообразимо маленькие самокопирующиеся устройства, такие как робот на основе ДНК, разработанный в Нью-Йоркском университете.

А вы слышали про респироцита, которого изобрел Роберт Фрайтас из американского Института молекулярной технологии? Это бионический аналог красного кровяного тельца – эритроцита. Наноробот респироцит способен переносить в 236 раз больше кислорода, чем обычная кровяная клетка, поэтому с такой «кровью» вы больше никогда не почувствуете усталость. «Возможно, респироциты появятся уже во второй половине 20-х годов нынешнего столетия, – считает Фрайтас, – а нанороботы получат широкое применение в медицине в 2030-х».

В таком утопическом будущем мы превратимся в сложные информационные системы со сверхвозможностями, а сегодняшние «здоровые» люди будут казаться нам неполноценными. Однако это может привести и к неприятным последствиям. Возможно, понадобятся правовые механизмы воздействия на «улучшенцев», призванные не допустить их доминирования над запуганными воинствующими «нормалами». Хотя постойте… это же сценарий «Людей Икс». Стало быть, можно надеяться, что все обойдется…

Источник: vechnayamolodost.ru

• Расскажите об этом своим друзьям!

• Целлюлит у женщин: почему считается нормой, как можно снизить его проявления
  
  Целлюлит есть почти у всех женщин после пубертата, и это считается нормальным физиологическим явлением. Он формируется под влиянием гормонов, особенно эстрогенов, которые регулируют жировую ткань и кровообращение.
• Как используют тренажеры с БОС для тренировки ходьбы во время реабилитации
  
  В медицинской реабилитации все чаще применяются технологии биологической обратной связи (БОС). Они используются при восстановлении после травм, неврологических заболеваний и операций, когда пациенту необходимо заново освоить или скорректировать навык ходьбы.
• На что способна современная стоматология: диагностика, лечение, профилактика
  
  Стоматология как медицинская отрасль постоянно развивается. Современные методы позволяют не только устранять последствия заболеваний, но и предотвращать их появление.
• Зачем и в каком возрасте врачи из медицинских центров советуют проходить ФГДС и колоноскопию
  
  Фиброгастродуоденоскопия (ФГДС) и колоноскопия считаются одними из самых информативных методов диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта. Несмотря на репутацию «неприятных» процедур, именно они позволяют выявлять опасные болезни на ранних стадиях – ещё до появления симптомов – и тем самым существенно снижать риски тяжёлых осложнений.
• Прозрачная ортодонтия: стоматологи рассказали об элайнерах как альтернативе брекетам
  
  Ещё десять-пятнадцать лет назад ортодонтическое лечение у большинства ассоциировалось с металлом на зубах, регулярным дискомфортом и долгими месяцами адаптации. Сегодня медицина предлагает более деликатный сценарий: исправлять прикус можно почти незаметно для окружающих.
• Бюгельные зубные протезы: надёжность, эстетика и удобство в одном решении
  
  Потеря даже одного зуба нарушает не только эстетику улыбки, но и функциональность всей челюстной системы. Современная стоматология предлагает множество решений для восстановления зубного ряда. Одним из сбалансированных вариантов при частичной адентии считается бюгельное протезирование.
• Стимуляция адаптивного иммунитета: какие витамины и минералы нужны для его укрепления
  
  Адаптивный иммунитет – это высокоточная защитная система нашего организма, способная «запоминать» патогены и давать быстрый ответ при повторной встрече. Его работа напрямую зависит от целого ряда витаминов и минералов. В этой статье мы попробуем разобраться, какие именно нутриенты критически важны для функционирования Т- и В-лимфоцитов, как правильно подобрать витаминный комплекс и какие дополнительные методы помогают укрепить приобретенный иммунитет в условиях современной жизни.
• Виды денситометрии: рентгеновская и ультразвуковая
  
  Термин «денситометрия» образован от латинского слова densitas («плотность») и древнегреческого metreo, которое означает «измерять». Исследование проводят с помощью специальных аппаратов — денситометров. Они могут быть ультразвуковыми и рентгеновскими.
• Имплантация зубов: суть метода, этапы, показания и технологии
  
  Имплантация зубов – это метод восстановления утраченных зубов за счет установки искусственного корня в костную ткань. Имплант служит надежной опорой для коронки, воспроизводя функцию и внешний вид естественного зуба.
• Ортокератология у детей: офтальмологи рассказали, как ночные линзы помогают сохранить зрение
  
  Проблема прогрессирующей близорукости у детей сегодня стоит особенно остро.
• Раньше терпели, теперь заботятся: как меняется культура здоровья
  
  Налицо явный и, пожалуй, необратимый тренд: современные люди всерьёз заинтересовались заботой о своём здоровье и более бережным отношением к себе. Причём речь идёт не о разовых подвигах – «пробежал один раз и забыл», а о системе.
• Съёмное и несъёмное протезирование зубов: плюсы, минусы и особенности ухода
  
  Потеря одного или нескольких зубов – это не только эстетическая проблема, но и серьёзное нарушение функциональности всей зубочелюстной системы. Без своевременного восстановления возможны смещения соседних зубов, нарушение прикуса, атрофия костной ткани и даже проблемы с пищеварением.
• Аффективные нарушения: симптомы, причины, диагностика, психологическая помощь и профилактика
  
  Аффективные нарушения относятся к группе психических расстройств, при которых основной симптом связан с изменением эмоционального фона. Многие люди, заметившие у себя устойчивые изменения настроения, эмоциональную нестабильность или утрату способности радоваться жизни, могут решить записаться к психологу, чтобы получить помощь, а кто-то может решить попробовать справиться самостоятельно.
• Катаракта: когда «пелена перед глазами» становится реальностью
  
  Катаракта – одно из наиболее распространённых возрастных заболеваний глаз. Чаще всего она развивается у пожилых людей, поскольку с возрастом хрусталик естественным образом теряет прозрачность.
• Новости стоматологической сферы и интересные факты
  
  В следующем году 9 февраля будет отмечаться Международный день стоматолога. В России специалистов такой сферы чествуют с 2001 года. Даже если зубы находятся в идеальном состоянии, докторов-стоматологов все равно надо посещать. Ведь иногда совсем крошечная проблема со здоровьем зубов может вылиться в очень большую.
• Самый полезный напиток по мнению доктора китайской медицины Ирины Старковой
  
  Когда речь заходит о «самом полезном» напитке, очень хочется услышать простую формулу: выберите один вариант – и будет вам здоровье. Но в реальности всё гораздо тоньше. Организм – живая система, и он по-разному откликается на напитки в зависимости от возраста, сезона, уровня стресса, питания и даже времени дня, рассказывает доктор Ирина Старкова.
• Брекеты: виды, кому могут понадобиться и этапы лечения
  
  Считанные дни остались до наступления зимы. И в это время года традиционно отмечается Международный день стоматолога. Праздник у таких специалистов – 9 февраля. А есть и собственно российский, дата которого 24 апреля.
• И лицо станет краше, и здоровее тело: изучаем виды тайского массажа
  
  В современных оздоровительных центрах, СПА-салонах, клиниках красоты предлагаются разные виды массажа, направленные на коррекцию внешности, улучшение здоровья и релаксацию. Среди основных видов: классический, антицеллюлитный, лимфодренажный, релаксирующий, спортивный, арома-, тайский и прочие.
• Врачи: в пожилом возрасте следование принципам ЗОЖ – общая рекомендация, а не исключение из правил
  
  Пока здоровье не беспокоит, нередко люди о нем и не думают. Но с годами организм человека изнашивается, дает сбои, настигают недомогания и болезни и вот тогда многие начинают задумываться, что же с их здоровьем не так и как его сохранить. Помочь в этом может здоровый образ жизни.
• Что стоит есть пожилым людям: питание, которое продлевает жизнь и поддерживает здоровье
  
  О питании старшего поколения чаще говорят с точки зрения ограничений – что нельзя, что «вредно». Однако не менее важно рассказывать о том, что нужно есть, чтобы тело получало всё необходимое для поддержания энергии, иммунитета и ясности ума.