Le nombre de recherches menées dans le monde aujourd'hui, qui peuvent transformer les événements du film acclamé "Avatar" de James Cameron, augmente chaque jour et porte des résultats tangibles. De telles études s'accompagnent de résultats concrets; non seulement des rêveurs et des écrivains de science-fiction en parlent, mais aussi d'éminents scientifiques et dirigeants, y compris russes. Par exemple, Dmitry Rogozine, il n'y a pas si longtemps, dans l'une de ses interviews, a déclaré aux journalistes que parmi les projets mis en œuvre par la Fondation russe pour les études avancées, il y avait également des travaux pour créer un avatar.
Aujourd'hui, un avatar est compris comme un ensemble de composants - une sorte de symbiose d'une machine (mécanisme exécutif) et d'un cerveau humain, qui est construit sur la base d'une neurointerface. Si de telles technologies sont pleinement mises en œuvre, une personne pourra contrôler à la fois un actionneur séparé et l'ensemble de la machine à distance à l'aide de ses pensées. Avatar est une sorte de "je" à part entière à distance. Tout ce qui se passe autour du robot-avatar doit être entièrement transmis à l'opérateur avec un niveau de confiance tel qu'il se sente à la même place que l'actionneur lui-même. C'est beaucoup plus difficile à mettre en œuvre que le contrôle habituel d'un robot à distance, qui est disponible depuis l'époque des rovers lunaires soviétiques.
Les acquis scientifiques et techniques accumulés depuis un demi-siècle, au total, permettent déjà de remplacer 60 à 70 % des fonctions du corps humain. A l'heure actuelle, il ne reste plus qu'à analyser ce qui nous donnera exactement l'occasion de sortir des fantasmes et de passer au vrai design d'un avatar, puisqu'il y a vraiment un prérequis. La réalisation de toute l'humanité est le développement d'un grand nombre d'une grande variété de robots, qui acquièrent aujourd'hui la capacité non seulement de résoudre des tâches programmées, mais également de prendre des décisions de manière indépendante, d'évaluer la situation. Les capacités cognitives des systèmes robotiques modernes se rapprochent de plus en plus des capacités humaines.
Les grandes entreprises modernes ont également ressenti les perspectives de ce type de travail. Par exemple, Google a acquis 8 sociétés de robotique dans le monde en 2013 seulement, en seulement six mois. Parmi les achats du géant de l'Internet figurent la célèbre société Boston Dynamics, ainsi que le japonais Shaft. En outre, Google s'intéresse à la bio-ingénierie et, en 2013, Google a fondé la California Life Company, une société de biotechnologie Calico.
Les premières hirondelles
Les neurophysiciens ont franchi une étape importante en rapprochant l'avatar de la réalité. Ils ont réussi à apprendre aux singes à utiliser deux mains virtuelles, les contrôlant uniquement à l'aide de la pensée. Il s'agit d'une étape importante dans le développement de l'interface cerveau-ordinateur. Jusqu'à présent, les singes contrôlent des mains virtuelles sur un écran d'ordinateur, vous ne pouvez pas vous régaler avec leur aide. Cependant, en contrôlant ces mains virtuelles avec l'aide du cerveau et en résolvant les problèmes avec leur aide sur l'écran du moniteur, les singes reçoivent une récompense. Les mains virtuelles sont l'avatar du singe.
Ces expériences sont menées aujourd'hui dans le laboratoire du neurophysiologiste Miguel Nicolelis au Duke University Medical Center. L'expérience implique deux singes - un mâle et une femelle. Les scientifiques ont implanté un nombre record de microélectrodes dans le cerveau de chacun d'eux, qui enregistrent l'activité électrique des neurones du cerveau. 768 électrodes ont été implantées dans le cerveau de la femme, 384 de l'homme, ce qui, jusqu'à récemment, ne pouvait être fait par aucun neurophysiologiste au monde.
Les microélectrodes sont situées sur des cartes spéciales qui ont été situées dans différentes zones du cortex cérébral du singe. Chacune de ces microélectrodes enregistre les impulsions électriques des neurones environnants. En conséquence, les scientifiques parviennent à enregistrer l'activité de plus de 500 neurones chez chaque singe. Dans le même temps, on montrait aux singes un avatar qui pouvait manipuler des objets de différentes formes. Puis ils ont commencé à apprendre à l'utiliser avec un joystick.
Au moment de ce contrôle, les scientifiques enregistraient l'activité des neurones de leur cerveau, construisant un modèle basé sur les données obtenues, qui permettait d'associer l'activité de certains neurones à certains mouvements de la main. Dans le même temps, jusqu'à récemment, toutes ces expériences étaient réalisées d'une seule main. Le passage au contrôle à deux mains à l'aide de l'activité cérébrale est une étape fondamentale du développement.
Le modèle développé est devenu la base de la création d'une interface « cerveau-ordinateur », qui permet de passer au contrôle des mains-avatars virtuels à l'aide d'une seule pensée. Cela signifie que le désir du singe de déplacer sa main vers la gauche ou vers la droite s'accompagnait de l'activité de neurones clés dans le cerveau, tandis que l'interface développée était engagée dans la transformation de cette activité en mouvement souhaité de la main virtuelle. Pour décoder l'activité des neurones, les spécialistes ont utilisé un algorithme qu'ils avaient déjà créé dans le cadre d'études précédentes, qui ont été réalisées d'une seule main.
Au moment où le joystick a été retiré aux singes, avec l'aide d'un entraînement persistant, ils ont appris à l'aide de leurs pensées à diriger les mains virtuelles sur l'écran vers des cibles spéciales, en les gardant sur les cibles pendant un certain temps. Diverses formes géométriques ont été utilisées comme cibles. Si les singes s'acquittaient de la tâche, ils recevaient une friandise pour cela. Les scientifiques ont formé des macaques de plusieurs manières. Au début, les mains des singes étaient libres et ils pouvaient, pour ainsi dire, s'en servir pour s'aider, en faisant les mêmes mouvements que la main virtuelle. Cependant, dans la deuxième étape, les mains des singes étaient rigidement attachées à la chaise, ne laissant que leur cerveau contrôler la réalité virtuelle.
Un autre développement intéressant est le muscle élastique super fort artificiel, qui est créé par une équipe de l'Université nationale de Singapour (NSU). Selon le principal développeur de cette technologie, Adriana Koch, l'objectif principal est de créer un tissu musculaire qui surpasse les échantillons naturels. Selon elle, les matériaux à partir desquels leur muscle artificiel est fabriqué imitent l'activité de vrais tissus humains et sont capables de répondre instantanément à une impulsion électrique entrante. On dit que ce muscle est capable de soulever 80 fois son propre poids. Dans un avenir proche, dans 3 à 5 ans, les experts prévoient de combiner ce muscle avec un bras robotique, qui en apparence sera presque indiscernable d'un vrai bras humain, mais en même temps 10 fois plus fort que lui.
Cette technologie présente également d'autres avantages. Les contractions et les mouvements des muscles artificiels peuvent générer un « sous-produit » d'énergie qui peut être converti de l'énergie mécanique à l'énergie électrique. En raison des propriétés naturelles des matériaux utilisés dans le muscle artificiel, il pourra retenir une assez grande quantité d'énergie. Grâce à cela, un robot qui reçoit de tels muscles peut devenir énergétiquement autonome et indépendant. La recharge ne prendra pas plus d'une minute.
Les technologies pour la création d'yeux artificiels sont également largement développées. Les scientifiques travaillent à la création de diverses prothèses rétiniennes. Encore plus de progrès ont été réalisés dans le développement de prothèses auditives. Depuis plusieurs années aux États-Unis, des patients installent un système composé d'un micro-ordinateur, d'un microphone et d'électrodes reliés aux nerfs auditifs. Plus de 200 000 patients ont déjà été installés dans un tel système, ce qui laisse penser qu'il ne s'agit plus d'expériences isolées de scientifiques, mais de pratique clinique quotidienne.
La couronne de la création des scientifiques modernes, démontrant l'affirmation selon laquelle nous sommes capables de remplacer 60 à 70% des fonctions du corps humain par des implants artificiels, a été le premier biorobot au monde "Rex". Chez une telle personne bionique, tous les organes établis - des yeux au cœur - sont artificiels. Ils sont tous issus de ceux qui sont déjà installés sur de vrais patients ou qui subissent une série de tests. Grâce à l'ensemble de prothèses existant, "Rex" entend, voit, peut marcher et fonctionner, il est même capable de maintenir une conversation simple, car il est doté d'une intelligence artificielle simple.
Dans le même temps, une personne bionique n'a pas assez d'estomac, de poumons et de vessie. Tous ces organes artificiels n'ont cependant pas encore été inventés et le développement d'un cerveau artificiel est encore très loin. Dans le même temps, les développeurs de Rex pensent que dans un avenir proche, tout implant sera disponible pour les humains. De plus, les scientifiques pensent qu'un jour des personnes en bonne santé les utiliseront, ce qui remplacera les organes internes à mesure qu'ils s'usent, et c'est déjà un chemin direct vers l'immortalité.
Problèmes de la technologie Avatar
En 2013, une conférence internationale régulière intitulée « Global Future » s'est tenue à New York. Lors de cette conférence, par tradition, sont résumés les résultats du travail technique de base pour le projet à grande échelle "Avatar". Le chef de ce projet, l'entrepreneur russe Dmitry Itskov, s'est engagé à attirer des investisseurs du monde entier. Selon Itskov, dans un avenir proche, un corps artificiel pourrait être créé, qui, en termes de nombre de ses qualités fonctionnelles, ne différera pas de l'original et pourra même, avec le temps, le surpasser. De plus, des travaux sont en cours pour créer une technologie permettant de transférer la personnalité d'une personne dans ce corps artificiel, qui peut offrir une durée de vie illimitée, donner aux gens l'immortalité. Même la date de mise en œuvre de la première étape de ce programme a été nommée - 2045.
Déjà maintenant, le projet Avatar est comparé aux plus grandes réalisations de l'histoire de la civilisation humaine. Tels, par exemple, un projet de création d'une bombe atomique, un vol spatial, un atterrissage sur la lune. À l'heure actuelle, il existe pratiquement deux éléments de ce programme - les mécanismes exécutifs et le cerveau humain. Le principal obstacle à la création d'une symbiose biomécanique à part entière et fonctionnelle entre eux est la neurointerface - c'est-à-dire le système de direct et de rétroaction.
Lors du développement d'une telle connexion, un grand nombre de questions se posent. En voici une: à laquelle des milliards de cellules du cortex moteur du cerveau humain est-il préférable d'apporter des électrodes pour contrôler, par exemple, une prothèse de jambe ? Comment trouver les cellules nécessaires, se protéger contre diverses interférences, assurer la précision requise, traduire la séquence d'influx nerveux des cellules cérébrales en commandes précises et compréhensibles pour le mécanisme artificiel ?
Suite à ces questions générales de mise en œuvre, un grand nombre de questions privées apparaissent également. Par exemple, les électrodes insérées dans le cerveau humain sont rapidement envahies par une couche de cellules gliales. Ces cellules sont une sorte de protection pour notre neuroenvironnement, ce qui rend difficile la communication avec les électrodes implantées. Les cellules gliales essaient de bloquer tout ce qu'elles perçoivent ou perçoivent comme un corps étranger. Actuellement, le développement de microélectrodes antifouling et en même temps inoffensives reste un problème sérieux sans solution définitive. Des expériences dans ce sens sont en cours. Nous proposons des électrodes en nanotubes, des électrodes avec un revêtement spécial, il est possible de remplacer les impulsions électriques par des signaux lumineux (testés sur des animaux), mais il est trop tôt pour déclarer une solution complète au problème.
