Как сегодня управляются медицинские роботы? Во-первых, это зависит от их назначения. Хирургические роботы управляются человеком, значит, это скорее роботизированные устройства с дистанционным управлением. Медицинские роботы вроде медицинских сестер и братьев принимают решения согласно заложенной в них программе, которую писали люди. Роботы, которые «думают» самостоятельно еще только разрабатываются и этому есть причины. Но что именно делается сейчас для того чтобы медицинские роботы любого назначения были обеспечены мозгом?

С изобретением компьютера отъявленные оптимисты провозгласили: «Теперь машины будут думать за нас!». Прошло некоторое время, и пыл как-то незаметно угас. Выяснилось, что постоянно растущая скорость обработки информации компьютерами и мышление – это разные вещи. Компьютерная программа «Deep Blue» умудрилась несколько раз обыграть Каспарова в шахматы. Но это было достигнуто не за счет мышления, а благодаря способности и скорости перебора вариантов в поисках оптимального хода. Сейчас искусственный интеллект напрямую ассоциируется с роботами. Создаются интеллектуальные роботы, способные действовать самостоятельно в определенных условиях. Это одно из направлений, по которому развиваются и медицинские роботы. Однако большая часть достижений сегодня связаны все-таки в области сопряжения человеческого или просто биологического мозга и компьютеризированных устройств.



Управление протезами или другими системами непосредственно с помощью мозга, вживление чипов и других электронных устройств с медицинскими целями, изучение процесса мышления и самого мозга, попытки его имитации – вот основные точки сопряжения медицины, медицинских роботов и искусственного интеллекта. Примеров этому достаточно. Вот только несколько достижений последних лет.


Три года назад японские и американские ученые совместными усилиями создали робота, движениями которого управляют сигналы от мозга обезьяны. Сигнал с мозга «человеческого предка» снимался за тысячи километров – в одной из лабораторий университета в Северной Каролине. С помощью интернета он передавался в японский город Киото, где в одной из лабораторий гуманоид искусственного происхождения ростом в полтора метра повторял все движения обезьяны. Разработка сыграла свою роль в последующих исследованиях по созданию протезов, управляемых непосредственно из мозга.




Этой же проблеме посвящена и работа ученых Медицинского факультета Питтсбурского университета. Они обучили обезьяну управлять механической рукой с помощью мысли. Во время эксперимента биотоки мозга обезьяны через специальные зонды передавались на руку -манипулятор и заставляли ее двигаться.


Известный британский ученый Кевин Уорвик для изучения мозговой деятельности создал робота, который управляется с помощью нескольких тысяч искусственно выращенный нейронов мозга крысы. Этот киборг по имени GORDON способен преобразовывать сигналы своего мозга в движение, обучаться. Исследования механизмов работы этого детища помогают ученым в поиске причин и способов лечения нейродегенеративных заболеваний человека вроде болезни Альцгеймера или Паркинсона, могут послужить и в создании, скажем, инвалидных колясок, которые будут управляться непосредственно мозгом больного.




Как продолжение исследований в этом направлении можно рассматривать RATCAR от японских ученых. Здесь уже используются не искусственно выращенные нейроны крысиного мозга, а сам мозг. В него для снятия сигнала вживлены специальные электроды. Сигнал они передают на систему, которая приводит механизм в движение.


Попытки приспособить живой мозг для управления робототехническими устройствами – это только одна сторона медали. Идет и обратный процесс – естественный мозг пытаются воссоздать искусственно. Здесь успехи не столь впечатляющи. Одна из самых успешных попыток – это разработка корпорации IBM. Специалистам этой компании удалось смоделировать работу участка коры головного мозга из 1 млрд. нейронов с 10 триллионами синоптических связей. Кроме, непосредственно компьютерной техники, пришлось разработать и алгоритм, который способен воссоздать процессы и связи между нейронами. В масштабе человеческого мозга это капля в море. Мозг человека содержит 30 млрд. нейронов, площадь коры головного мозга человека всего около 2200 кв. см.. Кора же головного мозга крысы, которую тоже пытались воссоздать с использованием суперкомпьютеров, размером с обычную почтовую марку. Для имитации участка мозга с 1 млрд. нейронов инженерам IBM потребовался компьютер, в котором 147 456 процессоров и 144 терабайта оперативной памяти.



Группа ученых из Европы создала целый микропроцессор, который повторяет работу мозга человека. Это устройство имитирует работу 50 000 нейронов, объединенных имеющих около 50 млн. синаптических связей друг с другом. По когнитивным способностям этот процессор уступает даже мышиному мозгу. Специалисты же говорят: "Мы не пытались создать полноценную замену мозгу человека, в наши задачи входило воспроизведение структур мозга в компьютерных технологиях. Такой подход с одной стороны позволит лучше понять, как работает мозг человека, а с другой, разработка таких чипов открывает путь к созданию действительно многопоточных процессоров, способных одновременно управлять тысячами потоков данных".

Вот так на сегодня выглядит, может и не полный, но ответ на вопрос «Есть ли замена мозгу?». Пока нет. Но работа продолжается непрерывно. Кто знает, может через пару десятков лет медицинские роботы и станут интеллектуальной элитой нашего общества.