Усилители мысли и роботические костюмы

Опубликовано: 16 октября 2011 г.
Рубрики:

Exoskeleton_2.jpg

Внешний роботический экзоскелет XOS2 американской компании «Рейтеон»
Внешний роботический экзоскелет XOS2 американской компании «Рейтеон» позволяет оператору увеличить свою физическую силу и ловкость в разы...
Внешний роботический экзоскелет XOS2 американской компании «Рейтеон» позволяет оператору увеличить свою физическую силу и ловкость в разы...
Группа Мигеля Николелиса из Дюкского университета в Северной Каролине провела удачные эксперименты по мысленному управлению событиями в виртуальном мире. А разве у всех нас, кто сидит у экрана компьютера, не так получается? В том то и дело, что нет. Рождающаяся в нашем мозгу мысль в виде электрического сигнала передается к пальцам наших рук по нервным волокнам. И уже пальцы рук управляют клавиатурой компьютера или мышью, чтобы достичь желаемого результата на мониторе (в виртуальном мире).

В эксперименте Николелиса, проведенном на обезьянах, электрический сигнал снимался прямо с вживленных в мозг миниатюрных электродов и после обработки поступал в компьютер. Таким образом обезьяна управляла виртуальной рукой на экране.

В эксперименте в Северной Каролине животные не только контролировали руку в виртуальном пространстве, но и их мозг получал обратные сигналы от виртуальной текстуры предметов, которых эта рука касалась. То есть аппаратура полностью моделировала настоящую руку со всеми ее функциями, включая осязание. Ученые говорят, что разработанные ими экзоскелеты (exoskeleton), то есть внешние по отношению к телу руки и ноги, позволят парализованным вновь обрести утраченные конечности.

Николелис, выходец из Бразилии, и его коллеги из Дюкского университета в сотрудничестве с Техническим университетом в Мюнхене планируют продемонстрировать «внешний человеческий скелет» на открытии чемпионата мира по футболу в Бразилии в 2014 году. Бразильскую команду будут сопровождать два юноши, у которых парализованы все четыре конечности (quadriplegic), они не только выйдут на поле без посторонней помощи, но и первыми ударят по футбольному мячу.

Пока же в статье, опубликованной в журнале «Природа» (Nature), Николелис описывает серию экспериментов, в которых обезьяны учатся управлять компьютером в обмен на вознаграждение — фруктовый сок. В начальном эксперименте на экране компьютера были три одинаковых изображения — круг внутри круга. Обезьяны управляли джойстиком, чтобы добиться попадания виртуальной руки (которую они видели на том же мониторе) в нужный объект. Когда виртуальная рука касалось одного из трех изображений, джойстик вибрировал, причем у трех изображений были разные частоты вибраций. Методом проб и ошибок обезьяны научились попадать в тот объект, за который им полагался фруктовый сок.

Во втором эксперименте джойстика не было вообще, а обезьянам в мозг имплантировали электроды. В этом случае они двигали виртуальной рукой только мыслью, которая в виде электрического сигнала передавалась в компьютер. Разные вибрации от трех изображений на экране, имитирующие осязание, обезьяны чувствовали не руками, как в эксперименте с джойстиком — их непосредственно в форме электрического сигнала передавали в мозг с помощью вживленных электродов.

Чем больше обезьяны проводили времени, экспериментируя с виртуальной рукой, тем больше они ее ощущали как свою собственную. Николелис говорит, что эксперименты на людях должны быть еще более успешными.

Между тем, подобные экзоскелеты, а по существу усилители мысли, уже давно созданы в области военных исследований. В октябре 2010 года известная военно-технологическая фирма «Рэйтеон» продемонстрировала экзоскелетный роботический костюм XOS 2, который позволяет многократно усиливать физические возможности человека. Вместо роботов, которые должны дистанционно управляться человеком, используется роботическое одеяние. Человек, «надевший» его, может творить чудеса, обладая недюжинной физической силой. В видеофильме, который можно посмотреть на YouTube, надевший его оператор разбивает кирпичи, отжимается от пола много раз — делает то, что без экзоскелета никогда бы не сделал. Подобные роботические манипуляторы можно использовать не только в военных целях, но и для выполнения работ в гражданском производстве, требующих огромной силы и точности.