Артур Скальский

© GlobalSib

Наука и техникаМир

2170

02.12.2013, 13:53

Как создать мозг из клеток многих живых существ для робота в Сибири

В России может быть осуществлен проект создания биологического мозга из разных типов живой ткани с помощью перепрограммирования стволовых клеток. При этом "полуискусственный" мозг получит робототехническое тело, то есть - интерфейс, с помощью которого сможет воспринимать информацию из окружающего мира и выдавать свою реакцию.

Это уже не фантастика. Несколько таких гибридных робототехнических систем были разработаны и созданы за последние десять лет в лаборатории SymbioticA при Университете Западной Австралии. Автор проектов - художник, исследователь и биоинженер Гай-Бен Ари - провел на днях лекции и семинар в Национальном исследовательском Томском государственном университете и обсудил перспективы сотрудничества с сибирскими учеными.

Работы Гая Бен-Ари доказали, что, во-первых, можно создать автономную инженерную систему для поддержания жизни отдельно взятого мозга. Во-вторых, можно обеспечить двухстороннюю связь этого мозга с внешним миром. Под "мозгом" на практике пока понимается нейрокультура из нескольких тысяч нейронов ( в человеческом мозге их несколько миллиардов). Эксперименты показали, что оказавшись в чашке Петри нейроны образовывают связи и проявляют разнообразную спонтанную активность, как это происходит в мозге живого существа. Сначала исследователи использовали нейроны эмбриона крысы, с тем учетом, что использовать клетки из мозга человеческого эмбриона не допустимо по этическим и юридическим причинам. Несколько лет назад ученые открыли возможность производства стволовых клеток из любого биоматериала животных. Полученные стволовые клетки затем можно преобразовать уже в нейронные. В настоящее время Гай Бен-Ари работает над проектом "cellf", в рамках которого автор путем биопсии изъял весьма небольшую часть собственной руки, в лабораторных условиях запустил размножение клеток и сделал из них нейроны. В дальнейшем эти клетки образуют нейронную сеть, для которой создадут, по выражению Гая Бен-Ари, "технонаучное тело". Оно сможет воспринимать звуки из окружающей среды и отвечать своей "музыкой". Таким образом, станет возможным взаимодействие людей-музыкантов и cellf в формате совместной джазовой импровизации. Первый "концерт" планируется дать уже в 2015 году.

Ранее были созданы робот-художник, управляемый нейрокультурой из нейронов эмбриона крысы; робототехническая инсталляция (с аналогичной системой управления), реагирующая на движение людей своими движениями и рисунками; издающий звуки биологический мозг в технонаучном теле, который был выращен из клеток крайней плоти, преобразованных в стволовые. Для связи с окружающей средой используется электродная подложка и аппаратура, фиксирующая, с одной стороны, движения, изображения, звуки снаружи, и, с другой стороны, трансформирующая проявления активности нейрокультуры в движения или звуки, заметные внешним наблюдателям.

Томский проект мирового уровня

Россия пока далека от проектов такого уровня, хотя они представляют сегодня передовой край научных исследований и разработок, не говоря о том, что это - весьма востребованное продвинутой публикой искусство. Но, благодаря визиту Гая Бен-Ари в Томск, появилась возможность осуществить нечто подобное в Сибири. Семинар "Социальная робототехника и конвергентные технологии", который провел австралийский гость совместно с доцентом кафедры гуманитарных проблем информатики ТГУ Дмитрием Галкиным, стал самым впечатляющим интеллектуальным событием в городе за последние несколько лет. Участники - представители четырех вузов и нескольких инновационных компаний - придумывали, каких гибридных роботов можно создать, и буквально фонтанировали идеями. Звучали предложения о "думающих" симуляторах для хирургов; нейросетях, самостоятельно конструирующих себе тела и распечатывающих их на 3D-принтерах; полуживых философах, осмысляющих собственное существования; Fast-fast-food, где работу заведения общепита обеспечивает один распределенный робот, представленный в "лицах" и кассира, и поваров, и грузчиков, и уборщиков, и официантов. Робот-диагност мог бы собирать необходимые данные (от температуры до параметров сердечной деятельности) с помощью нежных объятий; а умная творческая одежда - показывать настроение носителя (здесь стоит отметить, что нейрокультура потенциально обеспечивает большую степень свободы реакций, чем искусственный интеллект, и, как показала практика, готова вести себя спонтанно, то есть - фактически, "креативно"). Но самым обсуждаемым на семинаре проектом стала робототехническая система, объект sciense art под названием Subsensus.

Настолько реалистичной в плане исполнения и одновременно безумной, со множеством культурных смыслов идеи от семинара, наверное, никто не ждал. Вдруг родилась мысль о том, что в одной нейрокультуре можно совместить нейроны из клеток различных существ - например, человека, лошади, обезьяны, курицы, золотой рыбки; потенциально - в любой конфигурации. Такого в мире еще не делал никто, даже сам Гай Бен-Ари. Если эти нейроны образуют связи, то, фактически, на физическом уровне у нас появится коллективный мозг!

Научная ценность этого предложения, конечно, пока не ясна: тут необходимо большое количество экспериментов и выводов, творческий поиск и вера ученых в далекие перспективы. Но на семинаре удалось начать разрабатывать концепцию арт-объекта, управляемого "коллективной" нейрокультурой. Название Subsensus объединяет в себе три понятия: substantia (с латинского - субстанция, сущность, лежащая в основе всего), consensus (согласие, единство) и sensus (чувство). То есть, речь идет о создании некой сущности, объединяющей и приводящей к согласию различные природные формы. При этом Subsensus будет способен (пока, конечно, только в теории) реагировать на внешние воздействия и с помощью своих реакций постарается объединить еще и людей вокруг себя.

На сегодняшний день разработчики видят в качестве тела для Subsensus абстрактную форму, способную менять свои размеры в зависимости от взаимодействия со зрителями. С технической точки зрения в основу положен тот же принцип, что и в работах Гая Бен-Ари. Внутри Subsensus будет находиться живая нейрокультура на электродной подложке, через которую будут транслироваться сигналы с внешних датчиков и передаваться вовне реакция нейронов. Всего предполагается три типа реагирования. Subsensus будет отвечать на прикосновения светом, теплом и увеличением размера. Чем больше людей собирается вокруг него, тем интенсивнее реакция, и тем сильнее впечатления.

Авторы идеи и сам Гай Бен-Ари отметили, что сегодня в мире преобладает человекоцентричное мировоззрение, в то время как природу рассматривают как нечто служащее интересам человека. Subsensus обратит внимание на то, что все живое едино, и может жить в согласии; что все проявления природы одинаково ценны. Кроме того, даже среди людей сегодня много разногласий и войн, поэтому сибиряки с помощью арт-объекта хотят призвать противоборствующие стороны к тому, чтобы подумать о мирном сосуществовании.

В принципе, в Сибири или даже только в Томске можно найти все условия для осуществления подобного проекта (который займет несколько лет). Здесь есть лаборатории для работы с нейрокультурами и перепрограммирования стволовых клеток. Имеются разработки в сфере создания новых материалов. Есть инженеры различного профиля. По мере развития проекта, с учетом его сложности, могут быть сделаны научные открытия и написаны работы, способные быть интересными международному сообществу. Кстати, на материале проектов Гая Бен-Ари в США уже защищена одна диссертация и готовится к защите другая; а ученые, которые сотрудничают с художником, публикуются в таких высокорейтинговых журналах, как Sciense и Nature. Если Subsensus сможет объединить не только клетки различных существ, но и специалистов из различных сфер, приведя их к согласию в процессе творческого взаимодействия, то он получит физическое воплощение, отправится на международные выставки, и, пожалуй, усилит имидж Томска, Сибири, или даже России в целом.

На семинаре:

План работ

На примере проекта Subsensus Гай Бен-Ари подробно рассказал участникам семинара, что нужно сделать для воплощения такой идеи.

1. Прежде всего необходимо найти лабораторию, у сотрудников которой есть опыт (или возможности получения такого опыта) для работы с нейрокультурами и стволовыми клетками. Естественно, там должно быть соответствующее оборудование. Нужно договориться с руководителем лаборатории о сотрудничестве, заинтересовать его, определить научные перспективы исследований. Художникам из SymbioticA, кстати, повезло: глава биологической лаборатории сразу "дала добро".

2. Когда договоренность об экспериментах достигнута, то авторы проекта должны приступить к работе с нейрокультурами собственноручно. Разумеется, под руководством ученых. Совместная работа по выращиванию необходимой культуры займет порядка восьми месяцев. Здесь следует решить вопрос об источниках биоматериала. Например, австралийские художники, чтобы не убивать животных специально, часто используют тех мышей, которые задействованы в других экспериментах. Например, если группа ученых изучает мышечные ткани, то художники могут воспользоваться "ненужным" мозгом. В случае же с биопсией убивать животное вообще не потребуется.

3. Когда нужная нейрокультура получена, необходимо совместить ее с мультиэлектродной матрицей. В этом Гай Бен-Ари готов помочь сибирякам, поделившись своим опытом даже на практике.

4. После этого начнется стадия изготовления прототипа. Разработчики уже должны понимать, что хотят получить. В случае с Subsensus нужны материалы и система, способная менять размер объекта хотя бы без нейронов. Нужны инженеры, которые смогут все это изготовить и собрать. Следует решить вопрос о поддержании жизни нейрокультуры внутри объектов (вопросы температуры воздуха, атмосферы, питания и отвода отходов жизнедеятельности, и т.п.). Параллельно определяется, как будет выглядеть цикл обратной связи. А затем все должно быть совмещено в одном объекте - с тем, чтобы он мог работать хотя бы в течение выставки.

5. На следующем этапе решаются вопросы художественного дизайна. Разрабатывается визуальная стратегия. Проходит тестирование и доработка объекта до тех пор, пока не будет достигнут уровень стабильности всей системы.

6. Примерно за год до того, как работа будет завершена, необходимо договориться с организаторами какой-либо выставки об экспонировании объекта.

Разумеется, встает вопрос о финансировании. Как сказал Гай Бен-Ари, подавать заявку на грант имеет смысл уже на первых этапах. По опыту художника, стоимость инженерно-сложного объекта может составить порядка 50 тысяч долларов. Поскольку такие проекты невероятно интересны, люди часто работают над ними бесплатно: их увлекает сама идея и перспективы. Но Гай Бен-Ари отметил, что высокопрофессиональному специалисту, который способен четко решить поставленную задачу, стоит заплатить. Потребуется объединить усилия, как минимум, нейроинженеров, программистов, робототехников, электронщиков, дизайнеров. Могут понадобиться специалисты по компьютерной анимации, 3D-художники, создатели видео-арта. Кстати, форму для одного из проектов SymbioticA успешно изготовил мебельный дизайнер. В команде работают и теоретики искусства. Пригодится финансовый менеджер. В общем, нужны такие люди, которые способны внести наилучший вклад в общее дело - не зависимо от их специальности. Речь идет о сложном сотрудничестве и коллективном творчестве, в процессе которого изначальная концепция может существенно измениться. Но результат того стоит!

В настоящее время в Томске формируется рабочая группа по проекту Subsensus. Все, кому это интересно с точки зрения искусства, науки, инженерии, дизайна могут оставить в комментариях ссылку на свой аккаунт в Facebook - именно там будет пока проходить основное взаимодействие.

Артур Скальский

© GlobalSib

Наука и техникаМир

2170

02.12.2013, 13:53

URL: http://babr24.com/?ADE=121186

bytes: 11953 / 11740

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Артур Скальский.

Другие статьи в рубрике "Наука и техника"

Следственный комитет должен заниматься преступлениями в исторической науке

Сообщают, что председатель Следственного комитета РФ, генерал юстиции Александр Бастрыкин решил создать подразделение в составе Следственного комитета, которое бы занималось расследованиями в сфере реабилитации нацизма и фальсификации истории.

Дмитрий Верхотуров

Наука и техникаИсторияРасследованияРоссия

7298

15.09.2020

В Китае найден древнейший атлас тела

Учёные наконец-то разгадали таинственный манускрипт, которому насчитывается более 2000 лет. Шелковая рукопись была найдена в Китае при раскопках гробницы Мавандуй ещё в 1973 году. Всё это время письмена не могли расшифровать, потому что они были написаны на древнем диалекте.

Миша Ковальски

Наука и техникаИсторияМир

3203

05.09.2020

Скандал в ИНЦ продолжается

Продолжается борьба за власть в Иркутском научном центре и попытка снятия со своей должности директора ИНЦ Константина Апарцина. 1 сентября на сайте ИНЦ была опубликована выписка из протокола Ученого совета ФГБУН ИНЦ СО РАН от 28.08.2020 года.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

6018

01.09.2020

Любовь к романтике вызываетcя мутацией

В большинстве случаев мутация ассоциируется с чем-то страшным и опасным. На самом деле это не так. Мутация — это любое изменение генетического кода. Оно может не только превращать организмы в мутантов, но и быть вполне полезным.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

2933

31.08.2020

Закулисная революция в Иркутском научном центре

Пока вы спали (С), в Иркутском научном центре произошла незаметная, но для многих громкая революция. Началось все с обмена любезностями между действующим директором ИНЦ Константином Апарциным и научным руководителем того же ИНЦ Игорем Бычковым.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

8306

31.08.2020

Вероятность светового загрязнения Байкала исследуют иркутские учёные

Молодые учёные Иркутска завершили экспедицию по Байкалу, целью которой было изучить, как искусственный свет влияет на эндемичные организмы озера. Экспедиция длилась два дня - 19 и 20 августа 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаМолодежьИркутск Байкал

3957

28.08.2020

Сибирские учёные создали ГМО осину

Группа российских ученых вывела новый сорт осины (он же тополь дрожащий). Она отличается ускоренным ростом. По словам учёных, разработка может быть востребована предприятиями лесной отрасли.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияКрасноярск

3395

25.08.2020

Работа иркутских учёных вошла в мировой отчёт о состоянии климата планеты

В августе 2020 года вышел ежегодный международный отчет «State of the Climate 2019». В издание включены результаты научных оценок состояния климата нашей планеты. Выпуск глобального отчета издается Американским метеорологическим обществом.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияИркутск

3646

21.08.2020

К концу века женщины станут умнее и перестанут рожать

Население нашей планеты наконец-то начнёт снижаться после 2064 года. Такие выводы сделала команда исследователей из Вашингтонского университета Сиэтла. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Lancet.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

4416

19.07.2020

Байкальскими нерпами займется Москва

Масштабное исследование единственного байкальского млекопитающего организуют московские учёные совместно с фондом «Озеро Байкал». Об этом стало известно 13 июля 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаБратья меньшиеЭкологияРоссия Байкал

4458

15.07.2020

Уныние приводит к слабоумию

Постоянное чувство грусти, беспокойства, тревоги, тоски и вообще негативные мысли приводят к накоплению вредных веществ, а в дальнейшем и к нейродегенеративным заболеваниям, в том числе и к развитию болезни Альцгеймера. К таким выводам пришли учёные из Лондонского университета.

Миша Ковальски

Наука и техникаЗдоровьеМир

3829

22.06.2020

Загрязненные почвы Норильска спасут бактерии

Такое мнение озвучили сибирские учёные из якутского Института проблем нефти и газа СО РАН. Напомним, что 29 мая на территории Норильской ТЭЦ-3 произошла разгерметизация резервуара с дизельным топливом, в результате чего разлилось около 20 тысяч тонн нефтепродуктов.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияКрасноярск

4065

11.06.2020

Смарт: Бабр для умных

Пронесло: законопроект о блокировке «экстремистских» сайтов без суда отклонён

Недавно стало известно, что в Госдуму внесён законопроект, предполагающий блокировку «экстремистских» сайтов оперативниками. Без суда и следствия. На основании мнения одного эксперта. Правительство РФ, к счастью, не поддержало данную инициативу. Как же власть упустила такую прекрасную возможность?

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

120

18.09.2020

Аналог человеческой кожи, способный ощущать боль

Австралийские исследователи впервые разработали искусственную кожу, которая может чувствовать боль, как человеческая кожа. Эта инновация может найти применение в области здравоохранения и, конечно же, в робототехнике.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

331

18.09.2020

Главные киберугрозы-2020: фишинг, шпионы, трояны и бэкдоры

Специалисты международной компании Group-IB, специализирующейся на предотвращении кибератак, назвали самые распространённые киберугрозы первого полугодия 2020 года — то есть как в тот отрезок времени, когда в России и по всему миру бушевала пандемия.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

16

19.09.2020

Кредитки: долговая яма под личиной лёгкости

Исторически у россиян сложилось расслабленное и попустительское отношение к кредитным картам — и такое отношение, надо сказать, весьма превратно. Итогом коронавирусной пандемии и вызванного ею экономического простоя стало наращивание россиянами задолженности по кредитным картам.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

6063

02.09.2020

Номерок блатной - три семёрочки

В России с 1 января 2021 года может появиться электронный сервис резервирования и регистрации понравившегося «красивого» номера для автомобиля через портал госуслуг. Претендентам на самые желанные номера предложено биться за них в открытых электронных аукционах.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

3862

07.09.2020

Лица Сибири

Нелюбов Валентин

Гребенщиков Сергей

Никитина Татьяна

Новосельцев Петр

Позников Сергей

Темнов Андрей

Алексеева Эмма

Бриль Николай

Маценко Дмитрий

Попов Максим