Valery Spiridonov, den första kandidaten för en huvudtransplantation, berättar om varför människor alltid har försökt förse sig med "extra" lemmar och hur utvecklingen av förstärkningsteknologier inte bara kan göra ekonomin utan också människans hela liv.
Från det gamla Egypten till det moderna Japan
Sedan civilisationens gryning har mänskligheten strävat efter att förbättra levnadsstandarden och utöka människokroppens kapacitet. Människor försökte kompensera för begränsad fysisk data med speciella enheter.
Protesernas historia går tillbaka till antiken Egypten. En protetisk stortå hittades i en mamma som har överlevt sedan dess. En konstgjord tå gjord för ungefär tre tusen år sedan fästes på foten med en skinnhylsa och hjälpte till att upprätthålla stabilitet under promenad.
En benprotes gjord för dotter till en forntida egyptisk präst för ungefär tre tusen år sedan. Foto: University of Basel / LHTT, Matjaž Kačičnik
Och 2001, vid utgrävningarna i Saqqara, hittade de en protesarm med läderrem för att fästa vid kroppen. Enheten tillverkades i slutet av XXVII-talet f. Kr. och användes som en funktionell protes. När det vänstra knäet böjdes, var armbågen böjd, och när kroppen var vriden i olika riktningar, var handen komprimerad och otäckt.
På forntida egyptiska basreliefer finns ofta bilder av tandläkare med pincett. Och den klassiska bilden av en pirat är en man med ett träben och ofta med en järnkrok istället för en hand. Kroken hade fördelar i nära strid och var ett av de första exemplen på bionisk förbättring.
Kampanjvideo:
Ändå var de första proteserna i benen och armarna, såväl som tandimplantat mer en dummy. De tillät inte fullständigt återställa volymen av mänskliga fysiska förmågor.
Mänsklig förstärkning skapar supermän
Idag har proteser i lemmarna, installation av pacemaker, hörapparater och tandimplantat blivit en del av den utbredda medicinska praxisen.
Med utvecklingen av teknik har en ny typ av proteser dykt upp - förstärkning. Förstärkning innebär att inte bara ersätta ett förlorat organ utan också förvärv av supermakter som inte tidigare var karaktäristiska för människor.
Carlson, Superman, Spider-Man, Terminator, The Magnificent Four - fantastiska serier, filmer och sagor om människor som är utrustade med ovanliga förmågor, förverkligas nu i verkligheten.
Och många tror inte ens att terminatorernas tid redan har kommit och cyborgsfolk har blivit en del av vårt samhälle.
En separat riktning för utveckling av högteknologier har också framkommit, som kombinerar medicin och robotik - biomekanik.
Cybernetiska händer
Proteser av mänskliga händer är fortfarande långt ifrån fullständig ersättning när det gäller omfattningen av funktionen.
Moderna bioniska proteser sätts i rörelse genom att läsa av den elektriska potentialen i musklerna i stubben när de samverkar med hjälp av spänningsgivare. Således pressas borsten och täcks. Men det är nästan omöjligt att utföra rörelser som kräver speciell precision, till exempel att ta mynt i handen.
De viktigaste företagen som producerar sådana bioniska proteser i Ryssland är Maxbionic och Motorica.
Den mest avancerade Luca Arm utvecklades av Mibius Bionic för DARPA, US Defense Advanced Research Projects Agency. Protesen läser och känner igen signaler från elektromyografiska elektroder kopplade till musklerna för att utföra specifika kommandon. Utrustad med olika inställningar gör det möjligt för enheten att arbeta med ömtåliga och tunga föremål, samt utföra komplexa åtgärder, till exempel att borsta tänderna.
Befintliga handproteser är emellertid utformade för att delvis ersätta de förlorade funktionerna och är ännu inte utrustade med cyberalternativ.
Cyborgben
Bioniska benproteser, förutom motorfunktionen, måste ge effektiv stötdämpning. Dessa tekniska problem löstes vid American Vanderbilt University i Nashville. Den skapade protesen består av sensorer som bestämmer läget för benet i rymden och motorer som rör sig. På en batteriladdning kan det konstgjorda benet fungera upp till tre dagar.
Det låter dig sitta upp och stå upp och gå uppför trappan.
Massachusetts Institute of Technology professor Hugh Herr uppfann Power Foot alternativ protes. Han har tappat båda benen och testar proteser på sig själv. Deras egenhet är förmågan att efterlikna trycket från ett mänskligt ben och kudde gå. Cybernogs är mycket lättare än sina egna, medan de kan motstå belastningar på upp till 130 kilo, låter de dig dansa, springa, klättra upp till toppen och fånga hjärnsignaler. Dessutom är dessa lemmar utrustade med sensorer som analyserar vägytan.
exoskelett
Exoskeletter är en funktionellt utökad version av proteser i nedre extremiteterna. De största tillverkarna av exoskeletter är Indégo i USA, ReWalk i Israel, Hybrid Assistive Limb och Ekso Bionic i Japan. Den ungefärliga kostnaden för ett exoskelett är 75 till 120 tusen euro. Exoskeleton utvecklingsprojekt pågår parallellt i andra länder.
Det ryska robotteamet "Exoathlet" har skapat sina analoger av exoskeletter sedan 2011. ExoAtlet I är designad för användning i en klinik och är utrustad med ett brett utbud av funktioner tack vare datorkontrollsystemet, sensorer och möjligheten till muskelstimulering med elektriska impulser.
I medicinska centra i Ryssland testar företaget gratis rehabiliteringsprogram för patienter med dysfunktion i nedre extremiteter efter skador och olika sjukdomar med hjälp av ExoAtlet I.
Enheten för hemmabruk är konstruerad för automatisk promenad och kommer att fungera som en delvis ersättning för en rullstol.
Exoskeleton Rex Bionics, presenterat av ett Nya Zeelands företag, tillåter människor med förlamade undre extremiteter att gå självständigt och samtidigt lämna händerna fria.
Enheten aktiveras med en joystick, har en liten vikt för en sådan design, cirka 38 kilogram, och tål en användare som väger upp till 100 kg.
Superman eller Carlson? Det handlar om dräkten
Ett exempel på en exoskelet som ger en person stormakter är XOS 2 från det amerikanska företaget Raytheon. Detta är en robotdräkt som låter dig lyfta två till tre gånger mer vikt än en vanlig person kan lyfta.
Sådana uppfinningar används ofta i militära och underrättelsestrukturer, men samtidigt kan de användas i konstruktion, liksom i tungt fysiskt arbete för att minska belastningen på ryggraden och musklerna.
Ett annat företag, Trek Aerospace, har gjort exoskeletten flyvbar. Den inbyggda jetmotorn gör det möjligt för enheten att höja hastigheten under flygningen upp till 112 kilometer i timmen och sväva rörlig i luften. Att flyga, förbi trafikstockningar och inte stanna vid trafikljus, förmodligen skulle många vilja nu. Och med sådan hastighet är det naturligtvis bättre att ha cybervision.
Cyberögon
Det finns många projekt för att skapa ögonimplantat som ger full kompensation för förlorad syn.
De bioniska ögonen för det tyska företaget Alpha IMS är kanske de mest intressanta av de enheter som redan har klarat kliniska prövningar. Protesen inkluderar 1 500 elektroder placerade under näthinnan. För närvarande gör tekniken det möjligt att urskilja människors ansikten och läsa tillräckligt stora inskriptioner.
Framför allt lyckades utvecklarna av Ocumetics Technology, som skapade bioniska linser, komma nära cyberprotesernas funktion. Bioniska linser ersätter naturliga linser genom grå starrkirurgi.
Linser har dynamiska egenskaper: när de är anslutna till musklerna i ögat, de fokuserar själv på olika avstånd. Tack vare linser kommer synskärpan att öka till 30 meter, och på korta avstånd kan en person se mer än genom ett mikroskop.
En av de unika fördelarna med dessa cyberlinser är att när man använder bioniska linser spenderar en hundra gånger mindre energi än att använda sitt eget öga. Och följs därför inte trött efter hårt arbete. Företaget planerar att starta massproduktion av linser under de närmaste åren.
En efterföljande uppgradering av enheten planeras också. I framtiden kommer ett smarttelefongränssnitt att visas på näthinnan och läkemedel kommer att levereras direkt. I samband med förbättringen av protestekniker har liknande operationer blivit utbredd bland människor utan begränsningar.
Experimentella augmentationer
Bör en person utan fysiska begränsningar installera ett cyberimplantat för att få nya förmågor?
Anhängare av cyberteknologier kommer troligtvis inte att tänka på allvar över detta, men det finns våghalsar som frivilligt installerar implantat som inte är av något särskilt värde eller tvivelaktigt användbara.
Hand i hand eller chip hacking
De nya smarta cybertateringarna med Tech Tats väckte intresse. De kan mäta tryck, kroppstemperatur. Det är planerat att utöka enhetens funktioner till en delvis ersättning av smarttelefonen. När den appliceras på halsen kan tatueringen användas som en mikrofon. Men varför implantera ett cyberimplantat i kroppen om en telefon och ett fitnessarmband kan hantera sådana funktioner?
En hel kultur av mänskliga biohackare har dykt upp och experimenterat med intresse med förstärkning av sina egna kroppar.
Således har RFID-chips fått en ny ansökan. De används på många områden i det dagliga livet och finns i alla tunnelbana och i klistermärken.
En våghals med namnet Amal Graafstra beslutade att utvidga användningen genom att sätta in ett chip i varje hand. Med deras hjälp öppnar han enkelt dörrarna till ett hus, en bil och loggar in på sina konton i det globala nätverket.
Ett annat exempel: en resursfull finsk programmerare som tappade fingret i en olycka ersatte den med en två gigabyte flash-enhet. Utåt ser implantatet ut som en fingerprotes, och när locket tas bort visas en bekväm blixtanordning som inte går vilse och som alltid finns till hands.
I lagens namn
För närvarande är implantation av chips eller andra enheter i människokroppen inte lagligt reglerad i Ryssland och de flesta andra länder. För närvarande likställs fortfarande sådana procedurer med piercing.
Ändå används biochips redan massivt i vissa utländska företag som företags magnetiska pass, vilket ökar säkerhetsnivån.
Men även minimal förstärkning kan orsaka ett antal biverkningar. Till exempel, när ett magnetiskt chip kommer i kontakt med en annan magnet, börjar implantatet att rotera under huden, vilket orsakar ganska smärtsamma upplevelser. Och när man använder tekniken kan fingret med chipet börja vibrera. Och naturligtvis är allergiska reaktioner och avstötning av implantat möjliga. Dessutom gör varje förstärkning det svårt att diagnostisera kroppen, eftersom det utesluter möjligheten till tomografi.
Trots detta är de enorma fördelarna med cyborgisering tydliga. Många tekniker för cyberproteser är unika i frågor som rör inhemsk och internationell säkerhet. Och deras praktiska tillämpning varje år blir mer tillgänglig för de breda massorna.
Olika cyberproteser gör att du kan kompensera för fysiska begränsningar och uppleva en helt annan kapacitetsnivå. Förmågan att uppfatta sin egen kropp som en funktionell organisme som används för att lösa ett antal problem skapar en generation cyborgfolk med nya värderingar och idéer om livet.
Valery Spiridonov