Двуликий электронный Янус - Евгений Ищенко

По виду это самые обычные электронные часы фирмы «Касио». Но это не совсем так, ибо они показывают не только время – с их помощью можно быстро узнать параметры кровяного давления. «Би-Пи-100» разработаны в начале 1991 года специалистами филиала японской компании «Касио», расположенного в штате Нью-Джерси. Принцип их действия прост: достаточно нажать на кнопку специального датчика, и через полминуты на циферблате появятся цифры, указывающие величину давления и частоту пульса. Причем указывается точная дата и время снятия показаний. Примечательная деталь: когда давление слишком высокое (или слишком низкое), загорается сигнал, предупреждающий об опасности.

В мире развелось так много мини-приборов, что если их собрать вместе, потребуется большой грузовик: карманные компьютеры, копировальные аппараты, мобильные телефоны, калькуляторы. Да, не забыть бы про миниатюрный видеомагнитофон, телевизор, электронный словарь-переводчик в записной книжке… Множество разработок в «микромире», как нетрудно догадаться, принадлежит японцам. Фирма «Шарп» сконструировала еще и переносной электрокардиограф, утвержденный Министерством здравоохранения Японии. Те, у кого «пошаливает» сердце, получили его в 1990 году.

В памяти прибора содержится до 64 килобайт информации о состоянии здоровья его владельца. Если больной почувствует боли в области сердца, ему достаточно подключить электроды к пяти точкам на груди и нажать кнопку «Запись». Остальное кардиограф сделает сам. Ведь врачу часто бывает трудно установить, был ли у пациента сердечный приступ или просто «вспышка» аритмии. Электронная «медицинская карта» покажет работу сердца больного в период кризиса на экране крохотного дисплея. Согласитесь, неплохо. Кстати сказать, в 1998 году в Японии появились туалеты, способные «самостоятельно» делать анализ мочи и экскрементов и передавать результаты анализов лечащему врачу.

Во французском Национальном центре научных исследований недавно разработана электронная трость для слабовидящих и слепых людей. К ее верхней части крепится небольшое устройство, сравнимое по размерам с пультом дистанционного управления телевизором. Оно генерирует лазерный луч, который «ощупывает» дорогу на расстоянии. Если на пути обнаружено препятствие, трость либо издает тревожный сигнал, либо вибрирует. По словам разработчиков, самая сложная техническая задача заключалась в том, чтобы изобретение одинаково хорошо работало в условиях разного освещения и в любую погоду. Теперь главное – научить незрячих людей правильно обращаться с новинкой, многим из которых будет непросто к ней приспособиться.

Сотрудники Университета имени Бен Гуриона в Израиле еще летом 1992 года создали компьютер, определяющий, по какой причине плачут младенцы. Этот прибор, установленный рядом с колыбелью, с помощью акустических средств улавливает различные типы плача грудных детей и позволяет определить его повод – усталость, болезнь, голод или жажду. Он устанавливает также, от какого недомогания страдает новорожденный.

Робот по имени «До-ре-ми», созданный японской фирмой «Дайто» лет 20 назад, призван взять на себя тяжесть бессонных ночей, знакомых каждому родителю. Он представляет собой автоматизированную колыбель с магнитофоном, которая начинает качаться, чуть только ребенок заплачет. Одновременно звучат записанные на пленку голоса родителей. Колыбель «До-ре-ми» отличает плач младенца от голоса взрослых, и нет опасности, что она закачается без необходимости и разбудит спящего малыша.

Другой умный аппарат запатентован весной 1992 года научной сотрудницей Медицинского центра по исследованию проблем детства штата Вашингтон Линдой Уор. Подключенный к телу, он в точности симулирует 20 симптомов беременности, в том числе ощущение излишнего веса, затруднение работы сердца и легких, повышенное артериальное давление, тошноту при определенных запахах и т. д. Самое удивительное, что все это может испытать и мужчина, получив таким образом достаточно полное представление о том, что именно выпало на долю его забеременевшей супруги.

По мнению специалистов, симулятор может сыграть важную роль в воспитании чувства ответственности. Девушки школьного возраста, испытавшие на себе его воздействие, говорят, что теперь гораздо серьезнее относятся к той роли, которая уготована им природой. Мужчины же, испытавшие «беременность», начинают лучше относиться к женщинам вообще, а к тем, кто готовится стать матерями, – в особенности.

Оригинального робота изобрел американский ученый Стюарт Уилкинсон. Его детище заряжается энергией благодаря… пище. Он состоит из трех контейнеров, управляемых двигателем, внутри которого находится микробиологическая среда из бактерий. Перерабатывая пищу, бактерии выделяют тепловую энергию, преобразующуюся в электричество. Чем богаче продукты белками и углеводами, тем больше энергии выделяется. Сам Уилкинсон во время экспериментов «кормил» робота сахаром, но мясо, по его мнению, будет способствовать более эффективной работе. Кстати, робот при демонстрации получил кличку Ням-Ням. Зрителей же, собравшихся поглазеть на него, больше всего интересовал вопрос, не может ли машина этого класса оказаться опасной для человека? Что если, исчерпав запас энергии, она вздумает подкрепиться оператором? Получится робот-каннибал. Надеюсь, до этого не дойдет, а если дойдет, то нескоро.

Весной 2006 г. авторитетный журнал Science, издаваемый в США, сообщил о последних исследованиях, проведенных в Институте нанотехнологий при Техасском университете в Далласе. Благодаря этим исследованиям ученые создали две разновидности искусственных мышц, которые превращают химическую энергию в механическую и работают как настоящие мускулы. Руководит исследованиями профессор Рэй Боумен. Финансирует программу Агентство перспективных оборонных разработок Министерства обороны США.

– Однажды, сидя в баре, вы сможете заметить рядом с собой робота, который пьет виски для того, чтобы получить необходимую для работы энергию, – шутит доктор Боумен. И он не так уж далек от истины. Все дело в том, что искусственные мышцы работают благодаря энергии, которую получают из водорода или спирта.

– Сегодня роботам даже самого последнего поколения необходима энергия, которую они получают от какого-либо источника электричества. Поэтому свобода их передвижения ограниченна, – продолжает Рэй Боумен. – Мы избавим роботов от этих «энергетических кандалов».

Ученые из Далласа создали два типа искусственных мускулов, которые питают сами себя, превращая химическую энергию в механическую и тем самым получая возможность неограниченного передвижения. Первый тип мышц сделан из титано-никелевых проводов с эффектом запоминания формы, которые покрыты платиновым катализатором. Пары метанола, водорода и кислорода проходят через платиновое покрытие и в результате реакции выделяют тепло. Это тепло нагревает провода, и они сокращаются, как настоящие мышцы. Стоит потоку паров иссякнуть, провода распрямляются, возвращаясь к первоначальной форме. Невероятно, однако мускулы, состоящие из проволоки, сильнее настоящих мышц таких же размеров в сто раз!

Второй тип искусственных мышц состоит из углеродных нанотрубок, покрытых металлическим катализатором. В результате определенных реакций на покрытии создается заряд, который заставляет нанотрубки расширяться. По мнению ученых, такие мышцы более перспективны, так как они, кроме прочих достоинств, могут быть конденсатором, накапливающим и хранящим электричество до того момента, пока оно не понадобится.

Зачем же нужны искусственные мышцы, работающие на метаноле? Они будут использованы при разработке роботизированных конечностей и протезов, которым для работы не нужны батарейки. Искусственные мускулы могут иметь микро– и наноразмеры. В перспективе ученые намерены заменить металлический катализатор на катализатор из связанных энзимов, что позволит мускулам получать энергию из обычных продуктов питания, как это происходит в человеческом организме. Тогда их можно будет применять для создания искусственных органов, например сердца.

Действительность тем временем превосходит самые смелые ожидания: у роботов и впрямь все как у людей. Даже размножение! В США создана компьютерная система, способная без вмешательства человека воспроизводить роботов. Ее авторы – Ход Липсон и Джордан Поллак из Массачусетского технологического института. Задача системы – воспроизвести простейшую модель механизма, способного горизонтально перемещаться в пространстве. На начальном этапе компьютер разрабатывает тысячи виртуальных проектов, имитирующих процессы эволюции растительного и животного мира, затем выбирает оптимальный вариант и необходимые компоненты. Информация передается на автоматическую установку, занимающуюся сборкой механизма.