Физика будущего - Мичио Каку

Марвин Мински признался мне, что существует еще одна парадигма, которая уже много лет уводит исследователей ИИ в сторону и затрудняет развитие. Дело в том, что многие исследователи искусственного интеллекта пришли в эту область из физики и испытывают чувство, известное как «зависть физиков», — желание отыскать единственный принцип, лежащий в основе всякого разума. В физике ученые вслед за Эйнштейном стремятся представить физическую Вселенную в виде нескольких обобщающих уравнений и, возможно, отыскать короткое уравнение, которое объединило бы всю Вселенную единственной универсальной и понятной идеей. Мински считает, что «зависть физиков» побуждает исследователей ИИ искать универсальную базовую формулу и для сознания, — а на самом деле единой формулы или единого принципа не существует! Мински по крайней мере в этом убежден. Эволюция случайным образом объединила в один клубок множество самых разных структур и технологий, которые мы сегодня называем сознанием. Разберите мозг на составные части, и вы найдете набор слабо связанных между собой мини-мозгов, каждый из которых предназначен для выполнения конкретной задачи. Мински называет это «союзом сознаний» и говорит, что на самом деле человеческое сознание — это сумма множества отдельных алгоритмов и техник, которые случайно возникли и были подхвачены эволюцией и которые природа за миллионы лет объединила в единую систему.

Родни Брукс тоже искал похожую парадигму, но такую, которую никто и никогда еще до конца не исследовал. Вскоре он понял, что мать-природа и эволюция уже решили большую часть наших проблем. К примеру, комар, у которого в мозгу содержится всего несколько сотен тысяч нейронов, способен легко обойти любую, в том числе самую лучшую военную роботизированную систему. В отличие от наших беспилотных самолетов, комары, мозг которых по размеру намного уступает булавочной головке, способны независимо ориентироваться в пространстве, огибать препятствия, находить пищу и партнера. Почему не поучиться у природы и биологии? Посмотрев внимательнее на ступени эволюционной лестницы, нетрудно понять, что в насекомых и мышей никто не закладывал законы логики и здравого смысла. Только метод проб и ошибок позволил им завоевать мир и овладеть искусством выживания.

Теперь Брукс разрабатывает еще одну теоретическую идею, изложенную в его статье «Смешение плоти и машин». Он отмечает, что старые лаборатории MIT, когда-то разрабатывавшие полупроводниковые компоненты для промышленных и военных роботов, теперь закрываются, уступая дорогу новому поколению роботов, в состав которых будут входить не только кремний и сталь, но и живые ткани. Он предвидит появление абсолютно новых роботов совершенно новой архитектуры, в которой соединятся биологические и электронные системы.

Брукс пишет: «Я предсказываю, что к 2100 г. всюду в нашей повседневной жизни будут встречаться весьма умные роботы. Но и мы не останемся независимыми от них — скорее, мы сами будем отчасти роботами и будем при этом неразрывно связаны с роботами».

Он считает, что путь к этому будет постепенным. В настоящее время уже идет революция в протезировании, электронные компоненты вживляются непосредственно в тело человека, чтобы обеспечить реалистичную замену слуху, зрению и другим биологическим функциям. К примеру, искусственная «улитка» уже произвела переворот в аудиологии и дала возможность возвращать слух глухим людям. Работа искусственных улиток состоит в том, чтобы подключать электронные устройства к биологической сети, т. е. к нейронам. Такой слуховой имплант состоит из нескольких компонент. Снаружи возле уха помещается микрофон. Он принимает звуковые волны, обрабатывает их и передает сигналы по радио импланту, хирургически размещенному внутри уха. Имплант принимает радиопослания, переводит их в электрические токи и отправляет дальше по проложенным в ухе электродам. Улитка распознает электрические импульсы и пересылает их в мозг. В таких имплантах может использоваться до 24 электродов, которых достаточно для обработки полудюжины различных частот. Этого, в свою очередь, достаточно, чтобы различать человеческий голос. На сегодня уже 150 000 человек во всем мире носят улитку-имплант.

Несколько групп ученых занимаются вопросом помощи слепым и создания системы искусственного зрения, которая позволила бы подключить камеру к человеческому мозгу. Один из предлагаемых методов состоит в том, чтобы вживить полупроводниковый чип непосредственно в сетчатую оболочку человеческого глаза и подсоединить его к соответствующим зрительным нейронам. Другой — в том, чтобы подсоединить чип к специальному кабелю, который будет вести в заднюю часть черепа, где мозг обрабатывает зрительные сигналы. Этим группам ученых уже удалось впервые в истории вернуть какую-то часть зрения полностью слепым людям. Пациенты получили возможность различать до 50 световых точек, зажигавшихся перед ними. Со временем, вероятно, ученым удастся повысить Этот результат и довести число точек до нескольких тысяч.

Пока пациенты различают огни фейерверков, общие очертания своих рук, яркие светящиеся объекты и лампы, распознают присутствие поблизости автомобилей и людей и улавливают границы объектов. «На детских бейсбольных играх я различаю, где находятся принимающий, отбивающий и судья», — говорит Линда Морфут, одна из пациенток, на которых испытываются новые приборы.

На сегодняшний день 30 пациентов получили искусственную сетчатку и до 60 электродов. Но в Проекте искусственной сетчатки Министерства энергетики США, штаб-квартира которого находится в Университете Южной Калифорнии, уже разрабатывается новая система с более чем 200 электродами. Изучается также возможность разработки системы на 1000 электродов (но если к одному чипу подключить слишком много электродов, сетчатка может перегреться). В этой системе миниатюрная видеокамера, установленная на очках слепого человека, снимает окружающее и пересылает сигналы по беспроводной связи в микропроцессорный блок, который человек носит на поясе. Блок затем передает информацию чипу, помещенному непосредственно на сетчатку. Этот чип, в свою очередь, посылает слабые импульсы прямо в нервы сетчатки, которые сохранили активность. Таким образом можно обойти и отчасти заменить неработоспособные клетки сетчатки.

Роботизированная рука из «Звездных войн»

Механические усилители позволяют также копировать «изобретения» научной фантастики, включая роботизированную руку из «Звездных войн» и рентгеновское зрение Супермена. В фильме «Империя наносит ответный удар» Люк Скайуокер теряет кисть руки в результате удара светового меча, находящегося в руке злодея Дарта Вейдера, его отца. Никаких проблем. Ученые той далекой галактики быстро создают для него новую механическую руку с пальцами, способными чувствовать прикосновение.

Конечно, это кажется фантастикой — это и есть фантастика, — но на самом деле подобные вещи уже рядом с нами. Ученые Италии и Швеции добились значительного прогресса в этом вопросе и разработали роботизированную искусственную руку, способную «чувствовать». Первый пациент, Робин Экенстам (Robin Ekenstam), — 22-летний молодой человек, потерявший правую руку в результате рака, может теперь управлять движениями механических пальцев и ощущать реакцию предмета. Врачи подсоединили нервы руки Экенстама к чипам, установленным в его механической руке, так чтобы он мог при помощи сознания контролировать движения пальцев. В искусственной «умной руке» имеется четыре моторчика и 40 чувствительных элементов — сенсоров. Движения механических пальцев передаются в мозг пациента, так что он их чувствует и получает, соответственно, сигнал обратной связи. Таким образом, он может не только управлять движениями руки, но и «чувствовать» их. А поскольку обратная связь — одно из существенных условий корректных движений тела, новые протезы, возможно, произведут переворот в нашем отношении к инвалидам с искусственными конечностями.

Экенстам говорит: «Это очень здорово. Я испытываю чувства, которых не испытывал долгое время. Ко мне возвращается чувство руки. Стоит мне что-нибудь крепко сжать — и я ощущаю это кончиками пальцев, что странно, ведь их у меня больше нет».

Один из исследователей, Кристиан Чиприани (Christian Cipriani) из итальянского университета «Высшая школа Св. Анны», говорит: «Сначала мозг управляет движениями механической руки без всяких мышечных сокращений. Затем рука сможет послать мозгу сигнал обратной связи, так что пациент сможет это Движение почувствовать. В точности как у настоящей руки».

Это достижение очень важно, поскольку оно означает, что когда-нибудь люди смогут без труда управлять механическими конечностями, как если бы они состояли из плоти и костей. Вместо того чтобы долго осваивать управление металлическими руками и ногами, люди научатся обращаться с механическими протезами как с настоящими и чувствовать все нюансы движений через механизмы электронной обратной связи.