Бионические люди. Бионика - это какая наука? Что изучает бионика? Применение бионики

Биоробот создан учеными из разных протезов – и серийных, и экспериментальных. Он уже почти живой

В лондонском Музее науки на днях показали чудо – первого в мире гуманоида Bionic Man . Это почти разумное, человекоподобное существо как будто ожило со страниц фантастических романов. Высокому двухметровому блондину ученые почему-то дали имя, похожее на собачью кличку – Рекс.

У бионического человека все органы – от сердца до глаз – не просто искусственные. Они из числа тех, которые пациент уже сегодня может получить взамен собственных утраченных или пришедших в негодность.

Благодаря протезам Рекс видит, слышит, ходит, функционирует. Он даже может поддерживать разговор – ведь создатели наделили бионического человека искусственным интеллектом. Правда, тот иногда путается в словах – здесь современная техника пока отстает от человеческого мозга.

Bionic Man – двойник настоящего живого человека, психолога из Цюрихского университета Бертольда Майера.
Фото: planetaurbe.com

Bionic Man – двойник настоящего живого человека, психолога из Цюрихского университета Бертольда Майера, у которого левая рука – роботизированый протез, такой же как и у его собрата.

У Рекса пока не хватает «своих» легких, мочевого пузыря и желудка – таких искусственных органов пока нет. И до создания искусственного мозга науке еще далеко. Однако разработчики уверены: в ближайшем будущем любой имплант станет доступным.

Ученые предрекают, что когда-нибудь и здоровые люди начнут менять старые органы на новые по мере износа. Ведь это прямой путь к вечной молодости!

Но пока протезы не столь совершенны, чтобы на них можно было позариться без крайней необходимости.

Схема «живого» биоробота

• Стоимость – 1 миллион долларов.
• Рост – 2 метра.
• Цвет волос – блондин.
• Цвет глаз – карие.

Рекс делает первые шаги.
Фото: lookfordiagnosis.com

Ухо – это кохлеарный имплантат, представляющее собой небольшое электронное устройство, вживляемое хирургическим путем в ухо пациента. Он стимулирует слуховой нерв, расположенный во внутреннем ухе. Сигналы, попадающие с наружной части имплантата во внутреннюю, передаются на слуховой нерв и попадают в мозг, который распознает эти сигналы как звуки. Изготовлено в Университете Маккуори, Сидней.

Глаз – это цифровая камера, встроенная в очки. Захватывает изображение в режиме реального времени и передает его на микрочип, который перерабатывает изображения в электрические импульсы и посылает их в мозг. А оттуда уже идут импульсы на имплантат сетчатки глаза. Изготовлено в Калифорнийском университете.

Сердце – искусственный «мотор» приводится в действие внешними воздушными компрессорами, питается от батарейки и присоединен к компьютеризированному пульту для регулировки потока крови. Однако этот пока не очень удобный временный орган помогает больному дождаться донора. Изготовлено компанией SynCardia, штат Аризона.

Трахея – это полностью искусственно синтезированное дыхательное горло. Его можно вырастить на основе собственных стволовых клеток пациента. Изготовлено в клинической больнице в Хэмпстеде Royal Free Hospital, Лондон.

Селезенка – специальный чип отфильтровывает и ловит инфекции в крови пациента, предотвращая отравление. Изготовлено в Йельском университете, Коннектикут.

Рукой и плечом руководит умная система управления . Она позволяет контролировать движения мышечными усилиями с помощью крошечных электрических импульсов. Конечность имеет 26 степеней движения. Изготовлено в компании Touch Bionics, Глазго, и в университете Джона Хопкинса, штат Мэриленд.

Поджелудочная железа – это по сути специальный гель, который при увеличении содержания сахара делается жидким, а при его снижении снова затвердевает. Инсулин находится в специальной небольшой металлической емкости, а сам сосуд имплантируется в организм больного под кожу ниже ребер. Емкость подсоединена к кровеносной системе – к венам – с помощью катетеров. Изготовлено в университет де Монфор, Лестер, Великобритания.

Кровь – это новый вид кровезаменителя, который назвали «пластиковой кровью», хотя создан из полимера – полиэтиленгликоля. Внешне выглядит как красная тягучая масса, чем-то напоминающая жидкий мед. Хранится дольше, чем донорская кровь, и абсолютно стерильна. Изготовлено в Университете Шеффилда, Великобритания.

Почка – этот имплантат создан на основе кремниевых структур, которые образуют фильтр. Кровь под естественным артериальным давлением проходит сквозь этот фильтр и подается на миниатюрный биореактор, в котором находятся живые почечные клетки, взятые у донора. Орган размером с кофейную чашку. Его легко ремонтировать. Изготовлено в Калифорнийском университете.

Стопы и голеностопные суставы – эти протезы максимально точно имитируют функции человеческой ноги. Вставленные датчики «читают» движения тела и поставляют нужное количество энергии для ходьбы, бега или подъема. Изготовлено в Массачусетском технологическом институте.

«Кибатлетика» - соревнования между киборгами - так называют людей с протезами конечностей. Их участники должны выполнить разные задания на моторику и преодолеть полосу препятствий, которая различается в зависимости от используемых средств реабилитации. В России организацией подобных соревнований занимается компания «Моторика», разрабатывающая протезы верхних конечностей. Современные бионические протезы позволяют их обладателям делать все, что могут и люди без инвалидности: пользоваться ложкой, писать ручкой, бегать, плавать и играть в дженгу.

Накануне «Кибатлетики» The Village поговорил с носителями современных протезов и узнал, как они справляются с повседневными делами, сражаются с бюрократическим аппаратом и добиваются отношения общества к себе как к равным. А также узнал, почему в ближайшем будущем киборгами захотят стать и люди без инвалидности.

Дмитрий Игнатов, Москва

Электронный коленный модуль Rheo Knee, протез Genium X3 (от 3 до 3,8 млн рублей) и беговой протез 3S80 “ОТТО БОК” (около 1 млн рублей)

Я потерял ногу из-за военной травмы - во время дислокации части упала ракетная установка. Когда я очнулся в госпитале после ампутации, мама сказала: «У тебя будет самый лучший протез, не переживай, все будет хорошо. Мы живем в XXI веке, и это вообще не проблема».

Вообще сегодня ты можешь купить себе протез, а государство компенсирует часть денег. Свой первый протез после ампутации я получил с частичной компенсацией. А второй, в котором я хожу сейчас, мне достался от государства бесплатно, но ради него пришлось пройти через мытарства. Мне надо было доказать государству, что я достоин этой ноги, - протез очень дорогой и крутой. Мои оба протеза - электронные, то есть они сгибаются и разгибаются за счет электричества, заряжаю свою ногу, как смартфон. Это безопасные протезы, и они умеют делать все, что и обычные ноги.

У меня никак не изменился образ жизни после травмы: я был активным человеком и им же остаюсь. Разве что у меня теперь больше друзей-инвалидов. Я нечасто сталкиваюсь с откровенной дискриминацией. Из неудобств - мне не нравится, что в Москве зимой так скользко - везде положили плитку. Еще обидно, когда ты стоишь в больнице или в каком-то социальном учреждении, где у тебя есть право пройти без очереди, а тебя не хотят пропускать. Ты просишь: «Я инвалид. Можно пройти без очереди?» Отвечают: «Нет, нельзя». Тогда говоришь: «Послушайте, я паралимпиец, я занимаюсь паралимпийским спортом. Вполне возможно, я буду скоро защищать нашу страну. Можно пройти?» Но оказывается, у нас некоторые люди вообще не знают, кто такие паралимпийцы. Прошлым летом в Цюрихе на «Кибатлоне» я занял четвертое место. В России я планирую участвовать в «Кибатлетике» - меня зовут ведущим, но мне хочется посоревноваться, я готовлюсь.

Я обожаю общественный транспорт. Только на нем и катаюсь, и это единственная льгота, которой я пользуюсь каждый день. Мне уступают место, в основном, бабушки, но я не сажусь. Иногда уступают женщины и молодые люди. Бывает так, что я куда-то еду очень долго, тогда сажусь, заходит типичная бухгалтерша и говорит: «Молодой человек, какого черта вы сидите? Здесь места для инвалидов». Я говорю: «Послушаете, если я вам скажу, почему я здесь сижу, вам будет очень стыдно». И она как-то в смущении уходит. Но если это не работает, то у меня есть трюк: на протезе имеется кнопка, которая при нажатии поворачивает ногу на 360 градусов. Я просто сидя нажимаю ее, задираю штаны, и «бухгалтерши» тут же исчезают.

На протезе имеется кнопка, которая при нажатии поворачивает ногу на 360 градусов . Я просто сидя нажимаю ее, задираю штаны, и «бухгалтерши» тут же исчезают.

Я живу в Подмосковье, в Мытищах. Езжу еще иногда на электричке. Периодически на станции «Мытищи» ко мне подходил один человек и предлагал 70 тысяч рублей в месяц, чтобы я ходил и попрошайничал по электричкам или стоял на какой-то станции в районе Сергиева Посада.

Летом я часто хожу в шортах. Если еду гулять в парк, то почему я должен надевать какие-то штаны? Моя нога выглядит очень футуристично, естественно, что на нее оборачиваются.

Люди не любят инвалидов. Никто на нас не хочет смотреть по телевизору. Телевидение - это бизнес, цифры, а если появятся какие-то программы об инвалидах, то прокладки не продать, потому что будут маленькие рейтинги. Программы с инвалидами долго не живут, но за границей они хотя бы есть, там пытаются что-то делать, а у нас один депутат ведет программу на коляске, но она неинтересная - для протокола. Чтобы смотрели на нас, инвалидов, нужна самоирония - нужно или воплощать мечты людей в жизнь, или стебаться друг над другом. Я все время кричу, что все равны и нет вообще никаких ограничений: нет у тебя руки, ноги, ментальные какие-то отклонения, главное - что ты говоришь, что ты делаешь. Общество привыкло, что инвалид - это попрошайка. А это совсем не так. Мы - обычные люди, которые живут, занимаются сексом и ходят по магазинам.

Сейчас после скандала с девочкой-колясочницей, которую отправили на «Евровидение», все СМИ стали резко проявлять к нам интерес. Люди начинают понимать, что инвалиды - крутые чуваки, они используют новые невероятные технологии. Куча всяких технологий, которые приходят благодаря нам, инвалидам. Хотя на самом деле даже обычных людей можно называть киборгами: все ходят к стоматологу, у кого-то стоят виниры, пломбы, у части населения стоят кардиостимуляторы. В будущем мы станем киборгами, в которых можно будет поменять любую деталь.

Константин Дебликов, Воронеж - Москва

Протезы обеих рук MyoFacil (около 800 тыс. рублей за каждый) компании «Отто Бокк» и BeBionic 3 (около 1,8 млн рублей за каждый)

Я проводил фаершоу на корпоративах и праздниках, один раз у меня в руках взорвалась некачественная пиротехника - так я лишился обеих кистей. После ампутации рук я очнулся в больнице и узнал, что мои друзья уже собирают деньги мне на протезы. Нужную сумму мы собрали довольно быстро, за два с половиной месяца. С момента установки протезов уже прошло больше двух лет - гарантия на них истекла, и сейчас я пытаюсь получить новые за счет государства, потому что по закону любой человек имеет право на обеспечение техническими средствами реабилитации.

Время получения протезов зависит от каждого конкретного случая и от региона. Например, в Воронеже я добиваюсь протезов уже больше года и, думаю, пройдет еще года полтора до момента, когда мне их дадут. Конечно, можно в итоге и не добиться успеха.

Обычно человек, которому нужен протез после ампутации, проходит медико-социальную экспертизу, ему назначают группу инвалидности и определяют, какие именно типы протезов будут гарантированы за счет государства. Раньше люди несколько раз ходили и подтверждали, что у них все еще нет рук, сейчас такого нет.

У меня две пары биоэлектрических протезов. Одни из них - протезы немецкой фирмы «Отто Бокк». Их кисти только открываются и закрываются - делают всего один жест. В них нельзя отдельно пошевелить каждым пальцем - это мой повседневный вариант.

Технологии активно развиваются, и лет через десять протезы выйдут на уровень, превосходящий человеческие возможности

Я ношу их практически постоянно: в быту, в магазин, по делам. Еще у меня есть пара черных протезов BeBionic 3. Они мне позволяют делать 80 % от всех повседневных дел. Естественно, я не могу делать то, что требует сложной моторики: играть на гитаре, картошку чистить неудобно. Но я могу готовить, работать, ходить в магазин.

До ампутации я занимался музыкой, и очень рад, что сейчас есть возможности продолжать. Вместе с моим другом Вовой Рязановым мы создали группу «Головогрудь». Название не знаю, откуда появилось, но с 2015 года мы существуем, играем странную музыку, выступаем с концертами.

В прошлом году в Цюрихе проходил «Кибатлон» - первые соревнования людей с высокотехнологичными протезами и другими средствами реабилитации. Я был на «Кибатлоне« от компании «Моторика», мы ездили нашей командой с прототипом протеза руки. Мы не заняли призовых мест, но соревновались с лидерами мирового протезирования и получили интересный опыт - увидели вживляемые экспериментальные протезы. Технологии активно развиваются, и лет через десять протезы выйдут на уровень, превосходящий человеческие возможности.

15 июня в этом году с «Моторикой» мы организуем аналогичные соревнования в России среди пользователей протезов рук, ног и электроколясок под названием «Кибатлетика ». У нас будет три соревновательных дисциплины. Пользователи протезов рук будут проходить трассу из различных бытовых заданий. В одном из них надо приготовить завтрак: нарезать хлеб, открыть банки, бутылки, сервировать стол. В другом, например, надо будет прищепками развесить белье. Это соревнования, которые помогут увидеть реальные возможности протезов, то, как они каждый день помогают людям в быту. Так же и с протезами ног, и с электроколясками - их владельцы будут преодолевают препятствия, которые они встречают ежедневно: лестничные пролеты, дверные проемы, ямы на дорогах.

У меня был опыт жизни без протезов и без рук около четырех месяцев. Это было очень сложно и психологически, и физически. Но как только я получил протезы BeBionic 3, это сразу изменило отношение ко мне окружающих. Когда люди видят человека с ампутацией, они обычно отводят глаза, ограждаются психологически, как от какого-то страдания. А когда это человек с крутыми протезами, которые выглядят технологично и современно, это помогает ему чувствовать себя супергероем. Люди смотрят на него с живым интересом, любопытством, задают много вопросов. Ограничение по здоровью в XXI веке - не клеймо на человеке.

Обычно я ношу протезы под кожу - если не приглядываться, их можно даже не заметить. На меня редко обращают внимание на улице, в общественном транспорте, но иногда предлагают помощь. Когда мне нужно акцентировать внимание на протезах - на выставках, форумах - я надеваю BeBionic.

В России в целом отношение к людям с протезами одинаковое - одинаково не выработанное. Ни у кого нет паттернов поведения, как стоит или как не стоит действовать - помогать или не помогать. Это нормально, учитывая, что у нас в стране веками было не принято вообще рассказывать о своей инвалидности. У многих не было возможности даже выходить из дома, да и сейчас нет у некоторых, например, у колясочников. Нужно, чтобы инвалидов было больше в публичном поле, причем без акцентов на их инвалидности. Если в каждом телешоу будет хотя бы по одному инвалиду, то уже через полгода люди перестанут плакать при виде колясочника.

Инвалидность - не какая-то индульгенция, тебе не могут всё прощать и говорить, что всё, что ты делаешь, - замечательно. Если человек без ноги плохо танцевал, ему можно сказать: «Ты плохо танцевал». В этом и есть то самое равенство - говорить человеку напрямую.

Евгений Домрачев, Москва, - отец Оксаны

У Оксаны - детский тяговый протез кисти «Киби» (около 110 тыс. рублей)

О том, что Оксане будет нужен протез, мы думали с момента ее рождения - она родилась с одной рукой. Пока дочь была совсем маленькой, он был ни к чему, а с трех лет стали искать. Сначала пытались получить протез по госпрограмме, но потом поняли, что проще на Луну слетать. Мы долго искали врача, который согласился бы сделать слепок с руки, чтобы приступить к изготовлению протеза. В Москве все врачи отказывались на тот момент, никто не приходил к ним с таким запросом до нас. Нам помогли и сделали слепок в Санкт-Петербурге. С этим слепком мы пришли к ребятам из «Моторики», и они сделали первый протез для Ксюши.

В начале 2016 года мы хотели заключить официальный договор с компанией, чтобы государство компенсировало стоимость протеза. Я пришел в детскую поликлинику с просьбой сделать изменения в индивидуальной программе реабилитации ребенка-инвалида (ИПР), в нее надо было вписать всего одну строчку: «Требуется протезирование». Я не знаю, почему в 2011 году, когда мы проходили с Оксаной комиссию на определение инвалидности, врачи не записали это. Вот представьте, приходит ребенок-инвалид к врачу, они составляют ИПР и не указывают в ней, что ребенку требуется протезирование. Эту запись я получал восемь месяцев. Восемь месяцев я бегал по врачам, и каждый раз они делали большие глаза. Врачи понимали, что технически это просто - возьми и впиши, но, видимо, до меня никто не просил сделать такую запись, и они боялись какой-то ответственности. В результате выяснилось, что не надо было вообще никаких врачей проходить. Я тогда чуть не разрыдался от счастья.

Приходишь в соцзащиту, а там люди говорят, что такого никогда не делали. Я им отвечаю: «Я знаком с этой проблемой. У нас и врачи ничего никогда не делали. Теперь вот вы давайте учитесь »

Госпрограмма действительно компенсирует ребенку-инвалиду стоимость протеза. Если у государства нет нужного средства реабилитации, его можно заказать в любом другом месте, предоставить документы, и оно компенсирует 100 процентов его стоимости. Нам тогда отдали 107 тысяч рублей. Но опять же не все так просто. Может быть, из-за того, что у нас на юго-востоке Москвы очень мало обращений по поводу компенсаций, не все органы понимали, чего от них хотят. Приходишь в соцзащиту, а там люди говорят, что такого никогда не делали. Я им отвечаю: «Я знаком с этой проблемой. У нас и врачи ничего никогда не делали. Теперь вот вы давайте учитесь». После наших с Ксюшей обращений по всем инстанциям теперь, по слухам, туда начали и другие родители с детьми обращаться. Но чтобы эта дорожка не заросла, их надо мурыжить почаще.

Дети уже привыкли. Но иногда, когда Ксюша в школу приходит, ей там кричат: «О, терминатор пришел! Где твоя рука, терминатор?» Дети вокруг нее собираются из-за протеза. Когда Оксана родилась, я очень сильно переживал, как к ней будут относиться в обществе. Но я столкнулся с неприятием таких детей, как она, всего пару раз - когда другие дети начинали дразниться. Это, в первую очередь, связано с их воспитанием, им не рассказывают о таких проблемах, родители не объясняли, что все равны. У ребенка бывает две реакции на человека с протезом: удивление и затем желание познакомиться или желание обозвать. Я учу Оксану: «У тебя удар с левой сильнее, чем с правой». Пускай она это знает.

Самое главное, чтобы ребенок не комплексовал по этому поводу и мог спокойно ответить на расспросы: «Когда была маленькая, ногти грызла, папа мне руку отрезал». Одна девочка в школе недавно начала дразнить Ксюшу. Мы с дочкой это обсудили, она с девочкой переговорила сама, и они помирились, больше проблем не было.

Мне очень нравится, что дети с ограниченными возможностями здоровья проходят обучение в обычных классах, а не в спецучреждениях. Важно не отделять их от общего коллектива, тогда они быстрее ассимилируются и социализируются. Если ребенок-инвалид находится в кругу обычных детей, то и он к ним, и они к нему быстро привыкают и не обращают внимания на инвалидность.

Сейчас Оксана ходит на продленку, занимается в нескольких кружках. Она участвует в разных мероприятиях в школе, поет, играет в спектаклях, на олимпиады ездит. Сейчас вот первое место в классе заняла на олимпиаде по рисованию. Учителя тоже хорошо помогают, поддерживают Ксюшу. С января мы начали делать упор на плаванье. Есть Дарья Домрачева - биатлонистка, а Ксюша станет паралимпийской чемпионкой по плаванию, амфибией.

Вы бы хотели одним прыжком перелетать через автомобили, замечать врагов на расстоянии нескольких километров и сгибать руками стальные балки? Надо полагать, что да, но, увы, это нереально. Пока нереально...

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…

Cтремление 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.

Все эти гаджеты великолепны, но среди задач, возникающих при попытках сымитировать функции человеческих органов, самая сложная - это создание эффективной системы управления. Для автомобилей придуман руль, для компьютерных игр - джойстик, а как быть с рукой или ногой? До последнего времени повсеместно использовались различные решения, в основе которых лежал джойстик, но сейчас появились два новых перспективных подхода. В первом случае пациент двигает различными мышцами и таким образом "сообщает" бионическим компонентам, что они должны делать. Во втором управление осуществляется напрямую - мысленно.

Первый метод применяется в i-LIMB. Вот как это работает: человек напрягает определенные мышцы; подключенные к ним датчики воспринимают электрические сигналы, заставляющие мышечную ткань сокращаться (миоэлектрические импульсы, если называть вещи своими именами); а датчики в свою очередь, передают команды протезам. Более совершенная версия этой системы разрабатывается в лаборатории Тодда Куикена в Чикагском институте реабилитации и называется "направленной мышечной реиннервацией".

Подход Куикена подразумевает использование собственной нервной системы человека: нервы, которые до травмы шли к ампутированным конечностям, "подключают" к мышцам груди. Поскольку ранее эти нервы контролировали руку, мозг продолжает думать, что они все еще делают то же самое. Ну а поскольку мышцы груди устроены так, что-бы много двигаться, датчикам проще принимать миоэлектрические импульсы именно от них. Итак, когда мозг активизирует определенный нерв, мышцы груди сокращаются и посылают протезам отчетливый электрический сигнал. "Я просто думаю о том, как двигаю своей рукой, и она меня слушается", - рассказывает один из пациентов Куикена, которому установили Luke Arm.

Однако главная цель подобных исследований - создание нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ), первые прототипы которогоуже 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…

Он ходит, он говорит, у него бьётся сердце, но он не человек – он первое в мире полностью бионическое существо. Это существо было «оживлено» 20 октября в 18 часов вечера.

Подобно монстру Франкенштейна, собранному из частей множества тел, бионический человек представляет собой сплав самых продвинутых человеческих протезов – от роботизированных конечностей до искусственных органов и синтетической кровеносной системы.

Его созданием руководили английские робототехники Рич Уокер и Мэтью Годден из Shadow Robot Co, собирая бионического человека из протезов и искусственных органов, которые им предоставили множество лабораторий по всему миру.

Робот стоимостью почти 1 миллион долларов смоделирован во многих физических аспектах по образу Бертольта Майера, социального психолога из Университета Цюриха, который носит одну из самых продвинутых бионических рук в мире.

У нового бионического человека такой же протез, как и у Майера - i-LIMB, изготовленный Touch Bionics, с вращающимся запястьем и моторами в каждом пальце. На сегодняшний день его возможности просто потрясают.

Также у робота пара бионических коленей и ступней от компании BiOM из Бедфорда, Массачусетс, спроектированных биоинженером Хью Герром из Массачусетского технологического института, который потерял свои ноги после того, как оказался захваченным сильной вьюгой во времена своей молодости.

Для поддержки своих искусственных ног бионический человек носит роботизированный экзоскелет, названный «Rex», который изготовлен REX Bionics из Новой Зеландии.

Но на этом дело не кончается –помимо конечностей, он располагает почти полным комплектом искусственных органов, включая синтетическое сердце, кровь, лёгкие (и трахею), поджелудочную железу, селезёнку, почки и работающую кровеносную систему.

Вдобавок ко всему, искусственный «мозг» бионического человека может имитировать некоторые функции человеческого мозга. У него есть искусственные глаза, которые дают ограниченное зрение слепым людям. А также у него есть кохлеарный имплантат, система распознавания речи и собственно речевая система.

Инженеры оснастили бионического человека изощрённой программой чат-ботом, которая может эффективно поддерживать беседу. Единственной проблемой является то, что, по словам Уокера, в неё заложена личность «раздражающего 13-летнего мальчика из Украины».

Но, пожалуй, самой нервирующей частью бионического человека является его искусственное лицо. Оно является точной репликой лица Майера, однако когда сам Майер увидел его, то возненавидел с первого взгляда, заявив, что оно «странное».

В итоге, бионический человек успешно имитирует примерно две трети человеческого тела. Однако ему не достаёт нескольких крупных органов, включая печень, желудок и кишечник, которые до сих пор слишком сложны, чтобы воссоздать их в лаборатории.

Следует сказать, что создание этого бионического человека поднимает некоторые этические и философские вопросы: Является ли создание чего-то настолько человекоподобного угрозой нашему пониманию, что вообще означает быть человеком? Какое количество усовершенствований человеческого тела можно считать приемлемым? И насколько правильно, что лишь исключительно небольшое количество людей имеет доступ к таким продлевающим жизнь технологиям?

Вопрос о доступе к подобным технологиям является самым проблемным, говорит Уокер. «Это напоминает нам, что сохранение жизни и качество жизни в нашем мире превратились в технический и экономический вопрос».

Глубокие ранения, ожоги по всему телу, смертельная доза радиации — для героев научной фантастики всё это не поводы прощаться с жизнью. Считается, что медицина будущего будет способна вернуть к жизни даже безнадёжного больного или раненого человека путём пересадки искусственных органов вместо поражённых.

"Искусственные части тела, органы и конечности, которые поразительно близки к природным, были предоставлены нашей команде робототехников 17 производителями из самых разных стран мира", — рассказывает управляющий директор компании Ричард Уокер (Richard Walker), который стал руководителем революционного проекта. — Наша разработка призвана показать, как далеко зашла медицина и биология".

Новый робот выполняет от 60 до 70% функций человеческого организма. Его рост составляет 185 сантиметров, и он может сидеть, стоять и ходить при помощи шагающего аппарата Rex , который обычно используется для обеспечения движения людям с тяжёлыми травмами позвоночника.

Бионический человек также оснащён искусственным сердцем, которое с помощью электронного насоса перекачивает искусственную кровь и обеспечивает транспорт кислорода. Почки-имплантаты выполняют функцию диализа .

Правда, многие из систем "организма" робота пока ещё сложно совместить с настоящими биологическими тканями. К примеру, почки пока ещё являются прототипом. Многие органы, к сожалению, и вовсе отсутствуют: у бионического человека нет пищеварительной системы, печени, кожи и, конечно же, мозга.

Прообразом "киборга" является Бертольд Майер (Bertolt Meyer), 36-летний социальный психолог из университета Цюриха, который родился без левой руки и носит бионический протез. Так, лицо нового робота было создано по 3D-сканам лица Майера.

"Мы хотели продемонстрировать, что современные технологии способны обеспечить людям, лишённым некоторых частей тела, ", — говорит Майер. Впрочем, психолог даже признался, что когда он впервые увидел бионического человека, то испытал в некотором роде отвращение. Ещё бы, довольно странно увидеть робота с лицом, которое ежедневно разглядываешь в зеркале. Странные ощущения у Майера улетучились только тогда, когда разработчики облачили робота в модную одежду из британского универмага Harrods .

Стоимость бионического человека намного ниже, чем предполагали научные фантасты − $1 миллион. Впрочем, все искусственные органы и конечности были переданы компаниями-разработчиками в дар Shadow Robot Co.

Первая презентация нового робота состоялась на знаменитом Нью-Йоркском фестивале Comic Con в пятницу 11 октября 2013 года.