Школьники программы «Большие вызовы» узнали, почему современные роботы не могут тягаться даже с инфузориями, можно ли создать искусственную кожу и мышцы и зачем киборгам лекарства. Лекцию прочитал Вячеслав Демин, кандидат физико-математических наук, заместитель главного ученого секретаря Курчатовского института.
Одна из глобальных проблем современности – бесконтрольное потребление ресурсов. Если в природе их оборот сбалансирован, то созданные нами технологии позволяют только потреблять, ничего не возвращая взамен. Возможный выход – использовать природоподобные технологии, которые воспроизводят принципы работы живых систем в технических устройствах, встраиваемых в естественный природный ресурсооборот.
«Формированию природоподобной техносферы препятствуют, как ни странно, данные. Их много, и они очень разные. Но обработать их, а главное, осмыслить результаты пока невозможно даже с помощью искусственного интеллекта. Сейчас интеллектуальные алгоритмы не обладают даже подобием сознания, и мы не можем во всех поведенческих и физиологических деталях смоделировать ни поведение одноклеточной инфузории, ни интеллект простого червя с нервной системой из 308 нейронов. Разумные решения все еще принимает человек. Чтобы наделить этой способностью искусственный интеллект, его нужно объединить с человеческим разумом», – утверждает Вячеслав Демин.
Эксперт выделяет 5 ключевых компонентов для создания биоподобной робототехнической системы.
1. Конструкция
На этом этапе нужно определить общий облик и эргономику, разработать нейроинтерфейс для управления системой и взаимодействия с человеком.
2. Работа мозга
Для создания искусственного мозга важно изучить принципы обработки, хранения информации и принятия решений мозгом человека.
3. Ткани
Для биоподобной системы подбирают искусственные материалы, которые войдут в состав каркаса устройства, в том числе для искусственных мышц и жизненно важных органов.
— нанокомпозитные материалы;
— распределенные сенсорные системы;
— регенеративные материалы;
— тело или органы на чипе – микрофлюидные системы на подложке;
4. Энергообеспечение
Энергию можно получить за счет встраиваемых биотопливных элементов, преобразующих химическую энергию метаболизма клеток в электричество. Сегодня они разрабатываются для питания маломощной электроники, такой как кардиостимуляторы, нейроимпланты, средства диагностики в реальном времени.
5. Иммунитет
Живые ткани в составе биогибридных систем по-прежнему подвержены инфекционным заболеваниям. Особенно это актуально для человека с имплантируемыми и протезирующими устройствами. Для защиты организма требуется разработка качественно новых средств, в том числе лекарства в наноразмерной форме из биосовместимых или биодеградируемых материалов, с возможностями адресной доставки в целевые органы и ткани.
«Менять существующие технологии необходимо, чтобы восстановить баланс между природой и техногенной цивилизацией. Мы должны стремиться к природоподобной техносфере, в которой главным фактором станет разумная деятельность человека, а технологии будут интегрированы в естественный ресурсооборот. Объединив достижения информационных, нано- и биотехнологий, а также когнитивных и социогуманитарных наук, мы сможем разработать природоподобные устройства, которые приблизят нас к созданию такой техносферы», – заключил Вячеслав Демин.
