Идея о том, что у людей могут быть крылья, щупальца или дополнительная рука, может показаться фантастической. Но эти сценарии могут стать реальностью в ближайшие несколько десятилетий благодаря скачкам в развитии человека.
Исследователи уже разработали «третий большой палец», управляемый движениями ноги, который позволяет владельцу отвинчивать бутылку, чистить банан или вдевать иголку одной рукой. Теперь эксперты считают, что большой палец — это только первый шаг к более крупным и впечатляющим дополнениям к человеческому телу.
Тамар Макин, профессор когнитивной неврологии Кембриджского университета, считает, что способность мозга адаптироваться к дополнительной конечности была «экстраординарной». Но масштабирование дизайна до более крупных аугментационных устройств сопряжено со своими препятствиями.
«Большой вопрос заключается в том, как вы будете контролировать часть тела, которой у вас никогда не было раньше? Когда мы работаем с технологиями замены частей тела, такими как протезы конечностей, цель довольно проста. Но теперь задача сложнее: нам нужно, чтобы вы продолжали использовать свое тело на полную мощность и, кроме того, обрели способность пользоваться новыми его органами», - отмечает исследователь.
В первую очередь ученых беспокоит то, не будут ли новые конечности или органы красть энергию у всего остального тела и не отразится ли это на общем самочувствии человека. На вопрос, возможно ли в принципе разработать крылья или даже щупальца, которыми мог бы пользоваться человек, профессор Макин ответила: «Да, с технической точки зрения. Технологии существуют, нам просто нужно их масштабировать. Существует ряд технологических проблем, которые нужно решить: например, вы хотите, чтобы они были удобными, не были слишком тяжелыми и их не нужно было бы подзаряжать от электрической розетки».
Настоящая проблема, по мнению Макин – это контроль. Если крыло может совершать движения только вверх и вниз, то у щупальца диапазон движений на порядок больше, а наш мозг при этом попросту не имеет подходящего функционала.
Однако выход есть. Коллега Макин, Дэни Клод, была автором проекта Third Thumb, впервые представленного в 2017 году. Он представлял собой роботизированный «лишний» большой палец, напечатанный на 3D-принтере, который носится на стороне руки, противоположной настоящему большому пальцу пользователя. Владелец управлял новым пальцем с помощью датчиков давления, прикрепленных к его ногам, на нижней стороне больших пальцев ног.
Мы уже писали про то, как 20 участников проекта обучались использовать большой палец в течение пяти дней: например, использовать его, чтобы поднимать одной рукой несколько мячей или бокалов с вином. Они очень быстро освоили основы работы с большим пальцем и даже могли использовать новый орган отвлекаясь или с завязанными глазами. В статье, опубликованной в журнале Science Robotics, команда сообщила, что участники все чаще ощущали, что большой палец является частью их собственного тела.
До и после тренировки исследователи сканировали мозг участников. Они обнаружили тонкие, но важные изменения в организации нейронных цепей, которые загораются, когда мы используем руки. По словам Макин: «Эволюция не подготовила нас к использованию дополнительной части тела, и мы обнаружили, что для расширения наших возможностей новыми и неожиданными способами мозгу необходимо адаптировать представление биологического тела».
Клод также разработала роботизированное извивающееся щупальце, которое действует как протез руки. Названное «Vine 2.0», оно имеет 26 отдельных позвонков, которые контролируются пользователем с помощью датчиков давления и электроники в обуви. Сильвестро Мичера из Школы повышения квалификации Сант-Анна в Пизе в настоящее время также работает над третьей рукой, которая прикрепляется к телу вокруг талии и управляется дыханием.
Исследователи обсудят свои достижения в области аугментации на ежегодной конференции Американской ассоциации содействия развитию науки в Вашингтоне.