Физика будущего - Мичио Каку

Единственный на данный момент существующий робот-сиделка — мобильный робот RP-6, которого начинают использовать в некоторых больницах, таких как медицинский центр Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. В основе своей это телеэкран мобильного компьютера, который передвигается на роликах. На телеэкране вы видите лицо настоящего врача, который в это время может находиться на расстоянии многих миль от больницы. Робот оборудован видеокамерой, которая позволяет врачу видеть то, на что он смотрит. Есть также микрофон, чтобы врач мог разговаривать с пациентом. Врач может управлять роботом дистанционно при помощи джойстика, может общаться с пациентами, наблюдать за приемом лекарств и т. д. Известно, что в год в США в отделения интенсивной терапии поступает 5 млн пациентов, но на них приходится всего 6000 врачей, достаточно квалифицированных, чтобы лечить критически больных. Поэтому роботы, подобные RP-6, могли бы смягчить кризис системы экстренной помощи, где на одного врача приходится множество пациентов. В будущем такие роботы, возможно, станут более автономными, научатся самостоятельно ориентироваться в здании больницы и общаться с пациентами.

Япония — один из бесспорных лидеров в этой области техники. Эта страна тратит на роботов немалые средства, стремясь смягчить грядущий кризис системы здравоохранения. Пожалуй, не стоит удивляться тому, что именно Япония стала одной из ведущих стран в области робототехники. Причин тому несколько. Во-первых, в синтоизме считается, что у неодушевленных предметов тоже есть своя духовная сущность. Даже у механических устройств. На Западе дети иногда плачут и кричат от ужаса при виде роботов, что неудивительно после просмотра многочисленных фильмов о бешеных машинах-убийцах. Но для японских детей роботы — это родственные души, игривые и всегда готовые помочь. В японских универмагах покупателей нередко встречает робот-рецепционист. Вообще, 30 % всех коммерческих роботов мира работают именно в Японии.

Во-вторых, Японии в данный момент угрожает демографический кошмар. Население этой страны стареет быстрее всех в мире. Уровень рождаемости упал до невероятной цифры — всего 1, 2 ребенка на семью, а иммиграции в Японии практически нет. Некоторые демографы говорят, что мы сейчас наблюдаем крушение поездов в замедленном темпе: один демографический поезд (стареющее население и падение уровня рождаемости) в ближайшие годы столкнется с другим (низкий уровень иммиграции). Наиболее остро все эти явления будут протекать в области здравоохранения и медицины, где ASIMO-подобные роботы-сиделки могут оказаться очень полезными. Такие роботы идеально подходят для больничных задач, таких как доставка медикаментов и приборов, раздача лекарств и круглосуточное наблюдение за пациентами.

Середина века

(2030–2070 гг.)

Модульные роботы

К середине века в нашем мире будет полно роботов, причем мы, возможно, не будем их даже замечать. Дело в том, что большинство роботов, вероятно, не будет похоже на человека внешне. Они будут скрыты из виду, замаскированы под змей, насекомых и пауков, выполняющих неприятные, но очень важные задачи. Это будут модульные роботы, способны менять форму в зависимости от задания.

Мне довелось встретиться с одним из пионеров в этой области. Вэйминь Шэнь (Weimin Shen) из Университета Южной Калифорнии намеревается создавать небольшие кубические модули, которые можно заменять столь же легко, как кубики Lego, и соединять произвольным образом. Он называет свои создания полиморфными роботами, поскольку они способны изменять форму, геометрию и функции. Оказавшись в его лаборатории, я мгновенно увидел разницу между его подходом к робототехнике и подходом Стэнфорда и MIT. На первый взгляд обе эти лаборатории напоминали игровую комнату. Всюду, куда ни посмотри, можно было увидеть всевозможные роботизированные «игрушки» с чипами внутри и некоторой долей интеллекта. Рабочие столы были завалены самолетами, вертолетами, вездеходами и насекомовидными роботами с процессорами внутри, и все это было способно самостоятельно двигаться. Каждый робот в этих лабораториях — это независимая самодостаточная единица.

Но, входя в лабораторию Университета Южной Калифорнии, видишь нечто совершенно иное. Всюду стоят коробки с кубиками размером около 5 см, которые можно соединять или разделять и из которых можно собирать различные «существа», напоминающие животных. Можно собрать змею, способную проползти по проведенной линии. Или кольцо, которое будет кататься наподобие обруча. Затем можно изогнуть цепочку кубиков или соединить их между собой при помощи Y-образных «суставов» — и получатся совершенно новые устройства, напоминающие осьминогов, пауков, собак или кошек. Представьте себе разумный набор Lego, где каждый кубик обладает интеллектом, а все вместе они способны организоваться в любую конфигурацию, какую только можно вообразить.

Это свойство могло бы оказаться полезным для проникновения через преграды. Представьте себе паукообразного робота, который пробирается по канализационной системе и встречает на пути стенку. Первым делом он осматривает ее и находит хотя бы небольшое отверстие; затем он разбирает себя на модули. Каждый блок в отдельности протискивался бы через отверстие, а с другой стороны все они вновь собирались бы вместе. Модульного робота почти невозможно будет остановить, ведь он сможет преодолевать таким образом почти любые препятствия.

Очень может быть, что без модульных роботов нам уже скоро не удастся поддерживать в рабочем состоянии разрушающиеся объекты инфраструктуры. К примеру, в 2007 г. рухнул мост через Миссисипи в Миннеаполисе; погибли 13 и пострадали 145 человек. Причиной катастрофы, судя по всему, были возраст моста, перегрузки и изначальные недостатки проекта. Можно предположить, что нас ждут сотни подобных инцидентов по всей стране, но непрерывно наблюдать за каждым старым мостом попросту слишком дорого. Именно здесь могут пригодиться модульные роботы; они будут молча и незаметно проверять мосты, дороги, тоннели, трубы и электростанции и при необходимости даже ремонтировать их. (К примеру, мосты, ведущие в нижнюю часть Манхэттена, сильно пострадали от коррозии и небрежения; их не ремонтировали много лет. Один рабочий обнаружил бутылку из-под кока-колы 1950-х гг., оставленную после последней покраски конструкции. Более того, одна из секций стареющего Манхэттенского моста недавно пришла в аварийное состояние и едва не обвалилась, так что мост пришлось закрыть на ремонт.)

Роботы-хирурги и роботы-повара

Роботы могут быть не только поварами и музыкантами, но и хирургами. К примеру, одно из важных требований в хирургии — ловкость и точность человеческой руки. Хирурги, как и простые смертные, устают в ходе многочасовых операций, эффективность их действий падает. У них начинают дрожать пальцы. Не исключено, что эти проблемы удастся решить при помощи роботов.

Так, при традиционной хирургической операции коронарного шунтирования делается разрез длиной около 30 см в середине груди, что, естественно, можно делать только под общим наркозом. Вскрытие грудной клетки увеличивает вероятность инфекции и продолжительность послеоперационного периода, порождает сильные боли и дискомфорт в процессе заживления и к тому же оставляет уродливый шрам. Но все эти негативные явления можно сильно уменьшить при помощи роботизированной хирургической системы, известной как да Винчи. Робот да Винчи имеет четыре механизированные руки — при помощи одной он манипулирует видеокамерой, остальные три предназначены для точнейших хирургических операций. Вместо длинного разреза груди робот делает лишь несколько крохотных разрезиков на боку. В настоящее время эту систему используют 800 больниц в Европе, Северной и Южной Америке; только в 2006 г. с ее помощью было проведено 48 000 операций. Мало того, операцию можно проводить удаленно через Интернет, так что хирург мирового класса может, не выезжая из крупного города, прооперировать пациента в далекой деревне на другом материке.

В будущем более продвинутые версии подобных систем научатся проводить операции на микроскопических кровеносных сосудах, нервных волокнах и других тканях при помощи микроскопических скальпелей, пинцетов и игл, что сегодня невозможно. Более того, в будущем хирург, вероятно, практически не будет делать разрезов на коже пациента. Нормой станет неинвазивная хирургия.

Эндоскопы (длинные трубки, вводимые в тело, при помощи которых можно освещать тело изнутри и резать ткани) станут тоньше обычной нити. Большую часть механической работы будут осуществлять микромашины размером с точку в конце этого предложения. (Вспомним, как в одном из эпизодов оригинального «Звездного пути» доктор Маккой с отвращением говорил о том, что в XX в. врачам приходилось вскрывать кожные покровы.) Недалек день, когда все это станет реальностью.