O número de pesquisas realizadas no mundo hoje, que podem transformar os acontecimentos do aclamado filme "Avatar" de James Cameron, cresce a cada dia e dá resultados tangíveis. Esses estudos são acompanhados por resultados concretos: não apenas sonhadores e escritores de ficção científica falam sobre eles, mas também cientistas e líderes proeminentes, incluindo os russos. Por exemplo, Dmitry Rogozin não faz muito tempo, em uma de suas entrevistas, disse a repórteres que entre os projetos que estão sendo implementados pela Fundação Russa para Estudos Avançados, também há trabalho para criar um avatar.
Hoje, um avatar é entendido como um conjunto de componentes - uma espécie de simbiose de uma máquina (mecanismo executivo) e um cérebro humano, que é construído a partir de uma neurointerface. Se essas tecnologias forem implementadas por completo, uma pessoa será capaz de controlar um atuador separado e toda a máquina à distância com a ajuda de seus pensamentos. Avatar é uma espécie de "eu" completo à distância. Tudo o que acontece ao redor do robô-avatar deve ser totalmente transmitido ao operador com um nível de confiança tal que ele se sinta no mesmo lugar que o próprio atuador. Isso é muito mais difícil de implementar do que o controle usual de um robô à distância, que está disponível desde os dias dos rovers lunares soviéticos.
As conquistas científicas e técnicas acumuladas ao longo do último meio século, no total, já permitem substituir 60-70% das funções do corpo humano. No momento, resta apenas analisar o que exatamente nos dará a oportunidade de fugir das fantasias e passar para o design real de um avatar, já que realmente existe um pré-requisito. A conquista de toda a humanidade é o desenvolvimento de um grande número de uma grande variedade de robôs, que hoje adquirem a capacidade não só de resolver tarefas programadas, mas também de tomar decisões de forma independente, avaliar a situação. As habilidades cognitivas dos sistemas robóticos modernos estão cada vez mais perto das capacidades humanas.
As grandes empresas modernas também sentiram as perspectivas desse tipo de trabalho. Por exemplo, o Google adquiriu 8 empresas de robótica ao redor do mundo somente em 2013, em apenas seis meses. Entre as compras da gigante da Internet está a conhecida empresa Boston Dynamics, além da japonesa Shaft. Além disso, o Google tem interesse em bioengenharia e, em 2013, o Google fundou a California Life Company, uma empresa de biotecnologia Calico.
Os primeiros goles
Os neurofísicos deram um passo importante para aproximar o avatar da realidade. Eles conseguiram ensinar macacos a usar duas mãos virtuais, controlando-os apenas com a ajuda do pensamento. Esta é uma etapa importante no desenvolvimento da interface cérebro-computador. Até agora, os macacos controlam mãos virtuais na tela de um computador, você não pode aceitar um tratamento real com a ajuda deles. Porém, ao controlar essas mãos virtuais com a ajuda do cérebro e resolver problemas com a ajuda da tela do monitor, os macacos recebem uma recompensa. As mãos virtuais são o avatar do macaco.
Esses experimentos estão sendo realizados hoje no laboratório do neurofisiologista Miguel Nicolelis, no Duke University Medical Center. O experimento envolve dois macacos - um macho e uma fêmea. Os cientistas implantaram um número recorde de microeletrodos no cérebro de cada um deles, que estão envolvidos no registro da atividade elétrica dos neurônios cerebrais. 768 eletrodos foram implantados no cérebro da mulher, 384 do homem. Até recentemente, isso não podia ser feito por nenhum neurofisiologista do mundo.
Os microeletrodos estão localizados em placas especiais localizadas em diferentes áreas do córtex cerebral do macaco. Cada um desses microeletrodos registra os impulsos elétricos dos neurônios circundantes. Como resultado, os cientistas conseguem registrar a atividade de mais de 500 neurônios em cada macaco. Ao mesmo tempo, os macacos viram um avatar capaz de manipular objetos de várias formas. Então, eles começaram a aprender como operá-lo com um joystick.
No momento desse controle, os cientistas estavam registrando a atividade dos neurônios em seu cérebro, construindo um modelo a partir dos dados obtidos, que permitia associar a atividade de certos neurônios a determinados movimentos das mãos. Ao mesmo tempo, até recentemente, todos esses experimentos eram realizados com apenas uma mão. A transição para o controle com as duas mãos com a ajuda da atividade cerebral é um passo fundamental no desenvolvimento.
O modelo desenvolvido tornou-se a base para a criação de uma interface “cérebro-computador”, que permite passar a controlar as mãos-avatares virtuais com o auxílio de apenas um pensamento. Isso significa que o desejo do macaco de mover a mão para a esquerda ou para a direita era acompanhado pela atividade de neurônios-chave no cérebro, enquanto a interface desenvolvida estava envolvida na transformação dessa atividade no movimento desejado da mão virtual. Para decodificar a atividade dos neurônios, os especialistas usaram um algoritmo que eles já haviam criado no âmbito de estudos anteriores, que foram realizados com uma mão.
No momento em que o joystick foi tirado dos macacos, com a ajuda de um treinamento persistente, eles aprenderam com a ajuda do pensamento a direcionar as mãos virtuais na tela para alvos especiais, mantendo-os nos alvos por algum tempo. Várias formas geométricas foram usadas como alvos. Se os macacos suportassem a tarefa, eles recebiam um agrado por isso. Os cientistas treinaram macacos de várias maneiras. No início, as mãos dos macacos estavam livres e eles podiam, por assim dizer, usá-las para se ajudar, fazendo os mesmos movimentos da mão virtual. Porém, no segundo estágio, as mãos dos macacos foram rigidamente presas à cadeira, deixando apenas o cérebro para controlar a realidade virtual.
Outro desenvolvimento interessante é o músculo elástico super forte artificial, que está sendo criado por uma equipe da Universidade Nacional de Cingapura (NSU). De acordo com a principal desenvolvedora dessa tecnologia, Adriana Koch, o objetivo principal é criar um tecido muscular que ultrapasse as amostras naturais. Segundo ela, os materiais com os quais seus músculos artificiais são feitos imitam a atividade de tecidos humanos reais e são capazes de responder instantaneamente a um impulso elétrico que chega. Diz-se que esse músculo é capaz de levantar 80 vezes seu próprio peso. Em um futuro próximo, em 3-5 anos, os especialistas esperam combinar este músculo com um braço robótico, que na aparência será quase indistinguível de um braço humano real, mas ao mesmo tempo 10 vezes mais forte do que ele.
Essa tecnologia também tem outras vantagens. Contrações e movimentos de músculos artificiais podem gerar um "subproduto" de energia que pode ser convertido de energia mecânica em elétrica. Devido às propriedades naturais dos materiais usados no músculo artificial, ele será capaz de reter uma quantidade bastante grande de energia. Graças a isso, um robô que recebe tais músculos pode se tornar energeticamente autônomo e independente. Não demorará mais de um minuto para recarregar.
As tecnologias para a criação de olhos artificiais também estão sendo amplamente desenvolvidas. Os cientistas estão trabalhando para criar várias próteses retinais. Ainda mais avanços foram feitos no desenvolvimento de próteses auditivas. Há vários anos nos Estados Unidos, os pacientes vêm instalando um sistema de microcomputador, microfone e eletrodos que são conectados aos nervos auditivos. Mais de 200.000 pacientes já instalaram esse sistema, o que sugere que não se trata mais de experimentos isolados de cientistas, mas da prática clínica cotidiana.
A coroa da criação dos cientistas modernos, demonstrando a afirmação de que somos capazes de substituir 60-70% das funções do corpo humano com implantes artificiais, foi o primeiro biorobot "Rex" do mundo. Em tal pessoa biônica, todos os órgãos estabelecidos - dos olhos ao coração - são artificiais. São todos aqueles que já estão sendo instalados em pacientes reais ou passando por uma série de testes. Graças ao conjunto de próteses existente, o "Rex" ouve, vê, pode andar e funcionar, podendo até manter uma conversa simples, visto que é dotado de inteligência artificial simples.
Ao mesmo tempo, uma pessoa biônica não tem estômago, pulmões e bexiga suficientes. Todos esses órgãos artificiais ainda não foram inventados, entretanto, e o desenvolvimento de um cérebro artificial ainda está muito distante. Ao mesmo tempo, os desenvolvedores do Rex acreditam que, em um futuro próximo, qualquer implante estará disponível para as pessoas. Além disso, os cientistas acreditam que algum dia pessoas saudáveis irão usá-los, o que irá substituir os órgãos internos à medida que se desgastam, e este já é um caminho direto para a imortalidade.
Problemas da tecnologia Avatar
Em 2013, uma conferência internacional regular intitulada "Futuro Global" foi realizada em Nova York. Nesta conferência, por tradição, são resumidos os resultados do trabalho técnico de base para o grande projeto "Avatar". O chefe deste projeto, o empresário russo Dmitry Itskov, está empenhado em atrair investidores em todo o mundo. Segundo Itskov, em um futuro próximo poderá ser criado um corpo artificial que, em várias de suas qualidades funcionais, não será diferente do original e, com o tempo, poderá até superá-lo. Além disso, o trabalho está em andamento para criar uma tecnologia para transferir a personalidade de uma pessoa para este corpo artificial, que pode fornecer uma vida útil ilimitada, dar às pessoas a imortalidade. Até a data de implementação da primeira fase deste programa foi nomeada - 2045.
O projeto Avatar já está sendo comparado com as maiores conquistas da história da civilização humana. Como, por exemplo, um projeto para criar uma bomba atômica, vôo espacial, pousando na lua. Atualmente, existem praticamente dois elementos desse programa disponíveis - os mecanismos executivos e o cérebro humano. O principal obstáculo para a criação de uma simbiose biomecânica completa e funcional entre eles é a neurointerface - ou seja, o sistema direto e de feedback.
Ao desenvolver essa conexão, um grande número de perguntas surge. Aqui está apenas um deles: para qual dos bilhões de células do córtex motor do cérebro humano é melhor levar eletrodos para controlar, por exemplo, uma perna protética? Como encontrar as células necessárias, proteger contra várias interferências, garantir a precisão necessária, traduzir a sequência de impulsos nervosos das células cerebrais em comandos precisos e compreensíveis para o mecanismo artificial?
Após essas questões gerais de implementação, um grande número de questões privadas também aparece. Por exemplo, os eletrodos que são inseridos no cérebro humano rapidamente tornam-se cobertos por uma camada de células gliais. Essas células são uma espécie de proteção para o nosso neuroambiente, o que dificulta a comunicação com os eletrodos implantados. As células da glia tentam bloquear tudo o que percebem ou percebem como um corpo estranho. Atualmente, o desenvolvimento de anti-incrustantes e ao mesmo tempo microeletrodos inofensivos ainda é um problema sério sem uma solução final. Experimentos nessa direção estão em andamento. Oferecemos eletrodos feitos de nanotubos, eletrodos com um revestimento especial, é possível substituir impulsos elétricos por sinais de luz (testados em animais), mas é muito cedo para declarar uma solução completa para o problema.
