Привет.
Разумеется, я в курсе, что сегодняшний уровень развития технологий очень сильно облегчает нам жизнь. Перечислять можно долго: беспроводная связь, электрический транспорт, интернет-сервисы всех мастей. Такую помощь и производные от нее продукты, разумеется, нельзя сбрасывать со счетов. Но все же хотелось бы поговорить о той области, которая не является массовой.
На изображении выше вы можете видеть перуанский череп из музея остеологии в Оклахоме. На нем отчетливо виден металлический имплант. Как я понял, прийти к общему мнению касательно подлинности данной находки ученым не удалось, но в качестве иллюстрации для направления мысли данной статьи это изображение подходит. Итак, сегодня мы, так или иначе, будем касаться медицины и ее достижений, которые не были бы возможны без развития современных технологий. Современные черепные импланты выглядят лучше, благодаря материалам, способам изготовления и обработке, но даже в таком исполнении данное устройство поражает воображение. Впрочем, подобные изделия восхищают не только если поместить их в череп. Вот пример цельно-гибкой конструкции грудной клетки:
Да, имплант будет находиться не в черепе, но если представить предпосылки, приведшие к необходимости подобной телесной модификации, и последующую процедуру его установки, по спине пробегает холодок. Но утраченные телом возможности вернутся, а значит, это благо. Утраченные возможности, скорее всего, возвращаются не в полном объеме, но есть случаи, когда даже простые устройства могут дать преимущества.
На иллюстрации выше вы можете наблюдать паралимпийца Оскара Писториуса с протезами обеих ног, который претендовал на золото олимпийских игр в Пекине в 2008 году, однако по материалам агентства спортивной информации Весь Спорт:
Результаты исследования показали, что протезы Оскара Писториуса дают ему дополнительное преимущество. Так, на одинаковой скорости затраты энергии у Писториуса были в среднем на 25 процентов меньше, чем у пяти здоровых спринтеров, имеющих на дистанции 400 м схожие результаты с Писториусом и, по результатам тестов, сравнимый с ним физиологический потенциал. Кроме того, биомеханический анализ показал, что механика бега с протезами в корне отличается. Энергию, которую возвращает с вертикальным импульсом механический протез, не в состоянии выдержать ни одна человеческая нога в спринтерском беге.
Иными словами, выпрыгивает бегун с такими протезами после приземления дальше, чем бегун без такого протеза.
Однако при упоминании киборгов протезы так или иначе, вспоминаются если не в числе первых, то точно на верхних строчках. Чем же может похвастаться уровень техники в данной области на сегодняшний день?
Иллюстрация выше взята из патента CN108778634B. Можно обратить внимание на сходство внутреннего разделения кисти в соответствии с актуальной скелетной конструкцией здорового человека.
Далее разработчики демонстрируют основные возможности моторики устройства, мимикрирующего под живую природу.
Подобные метаморфозы ладони были необходимы для понимания того, как именно предстоит осуществлять компоновку узлов будущего устройства. Ведь подражать живой природе можно весьма ограниченно. Так или иначе, возможности механических шарниров, управляемых микродвигателями, отличаются от суставов и сухожилий:
В «металле» рука выглядит уже не так изящно, но если учесть, что возможности остаются плюс-минус сопоставимыми, данную эстетическую промашку можно простить.
Далее нам демонстрируют ту самую предпосылку, из-за которой и встала необходимость в изобретении подобной конструкции.
И хотя перед нами кухонное помещение с большим количеством потенциальных опасностей для конечностей, данное устройство разрабатывается не для протезирования.
Оно разрабатывается в качестве замены повару. Но при этом так, чтобы процесс приготовления пищи не отличался от традиционного. В описании патента говорится, что подобный подход позволит готовить знакомые блюда, не заменяя привычные процедуры, которые и придают еде узнаваемый и любимый вкус. Я таковой подход не разделяю. Для меня салат, порубленный блендером, и салат, любовно нарезанный поваром, — один и тот же салат. Но запрос общества на определенный ритуал в том или ином вопросе, несомненно, присутствует, поэтому подобным разработкам — быть.
Процесс обучения роботизированных рук ведется посредством трехмерного анализа движений рук живого шеф-повара.
В качестве перспективы в описании приводится возможность использования подобных рук-роботов не только в ресторанах, но и в домашних условиях.
А теперь сделаем небольшой шажок в сторону протезирования.
Изображение выше взято из патента US10898351B2. В нем описывается устройство, предназначенное для устранения нарушения моторики конечности человека и возвращения ее частичной функции. На иллюстрации условно показаны нервные пути, кровеносные сосуды и мышечные ткани.
После удаления конечности участки нервных путей, кровеносных сосудов и мышц утрачиваются. Однако их концевые части могут использоваться нейроинтерфейсными устройствами бионических протезов:
Аналогично происходит и в случае с ампутациями рук. Только устройства, используемые для приема сигналов от поврежденных нервов, существенно сложнее и зависят от того, в какой степени необходимо вернуть работоспособность конечности.
Если задуматься, то люди с подобными телесными модификациями подпадают под определение киборга.
Киборг — биологический организм, содержащий механические компоненты.
И если людей с бионическими протезами, частично возвращающими моторику, еще можно отнести к киборгам, то вот пружинные протезы Писториуса выглядят натяжкой. Ведь с таким же успехом в киборгах могут оказаться и любители пирсинга.
А какие устройства все-таки могли бы однозначно сделать человека киборгом в привычном научно-фантастическом понимании? Наверное, что-то электронное…
Это электрокардиостимулятор. Патенты на подобные устройства выдавались еще в СССР, а первый наружный кардиостимулятор датируется 1927 годом. Вроде бы все по канону. Электронное устройство в теле человека. Однако воспринимается оно все же как устройство пассивной помощи. Cyberpunk 2077 уже приучил нас, что будущее — это небывалые силовые и скоростные характеристики, достигаемые за счет вживляемых чипов и модулей. Понятно, что имплантированные экзоскелеты — штука нереальная, но вот новые возможности имплантированные устройства все же могут дать. Чтобы это осознать, достаточно вспомнить историю о первом в мире настоящем киборге.
Это Нил Харбиссон. Он родился с врожденной ахроматопсией — заболеванием, из-за которого из цветов мог различать лишь оттенки серого цвета. Согласно Википедии, данным заболеванием страдает менее 0,00001% населения Земли. И если прикинуть грубо, то это 70 тысяч человек. С одной стороны, заболевание не смертельное. Именно поэтому лично я узнал о нем исключительно благодаря Харбиссону и освещению в СМИ его необычной истории. С другой же — если взглянуть на проблему, то возникает аналогия с черно-белым телевизором в XXI веке. Нил Харбиссон, по-видимому, подумал так же и решил принять участие в эксперименте по расширению своих возможностей, раз уж традиционные оказались ему недоступны. Суть эксперимента заключалась в переводе частот цвета в частоты звука. Эксперимент был успешным, и позднее устройство (это специальная антенна) было интегрировано Нилу навсегда. Теперь он может буквально слышать окружающий его мир и формировать свое впечатление о нем с недоступной более ни для кого стороны. Его история подстегнула мое воображение еще в одном, на мой взгляд, схожем вопросе. В частности, это подход использования альтернативного восприятия.
В раннем детстве мы водили ребенка в коррекционный центр для постановки речи. Вокруг было много малышей со схожими проблемами, но также были и те, кто потерял слух и вынужден был постоянно посещать подобные занятия, чтобы не утратить возможность говорить. Для меня тогда это стало открытием. Оказывается, некоторые, как я думал, глухонемые люди — просто глухие. Они могут говорить, но речь будет очень странной. Как проходили занятия, я не знаю, но у меня возникло ощущение, что здесь мог бы помочь способ, перекликающийся со способом восприятия мира Нилом Харбиссоном. Для его реализации нам потребуются очки дополненной реальности. Очки — исключительно для того, чтобы была возможность следить за собой вне дома. В домашних же условиях подойдет любое устройство с микрофоном и устройством вывода информации (дисплеем). То есть смартфон, телевизор, шлем виртуальной реальности и т.п. Итак, очки дополненной реальности. Например, как те, что недавно представила Xiaomi:
Суть идеи в том, чтобы микрофон этих самых очков улавливал произнесенные слова и сопоставлял интонацию, громкость и четкость их произношения с неким идеальным вариантом. Таким образом, человек, утративший слух, сможет «настраивать» свою речь под обстановку. Например, оценив полученный с микрофона внешний шум в столько-то децибел, очки выдадут перед глазами шкалу с указателем, в соответствии с которой необходимо произносить слова. Если зайти в помещение, указатель изменится, и глухой человек сможет понять, что говорить необходимо с меньшей громкостью. Таким образом, визуальное восприятие звука поможет той категории нуждающихся, что потеряли слух уже в осознанном возрасте. Категория немногочисленная, но в нее определенно попадает больше людей, чем в категорию с заболеванием Нила Харбиссона.
Формула изобретения могла бы выглядеть как-то так:
Способ корректировки речи при потере слуха, состоящий в том, что:
- улавливают произнесенную фразу;
- оценивают в соответствии с заданными параметрами;
- сопоставляют параметры с эталонным вариантом;
- отображают результат графически.
В зависимых пунктах можно написать множество уточнений, связанных с заданными параметрами. Громкостью, тональностью и т.п. Можно упомянуть также возможность визуального распознавания речи и вывода в текстовом варианте для тех случаев, когда говорящий не может изъясняться на жестовом языке. Формулу нарочно сделал максимально простой, чтобы подчеркнуть, что устройств для реализации подобных способов существует множество. Отчасти поэтому не стал и описывать само устройство хотя, по-хорошему, если заявляешь способ и он реально новый, то велика вероятность, что устройств для его реализации еще не придумано. Здесь же устройств уже наклепали, а вот способов подобных не попадалось.
Вот такой получился вариант для облегчения жизни некоторых людей. Сильной масштабностью не отличается, но кому-то может помочь.
Смелых идей, отличных изобретений и успешных продуктов. Удачи!
P.S. Кстати, чуть не забыл. Если обратиться к определению киборга, то человек с AR-очками и возможностью нормально говорить, которую они ему косвенно дают, — киборг. Никто же не утверждал, что содержать небиологические компоненты необходимо постоянно)