Киберпанк уже здесь? Одежда с электроникой, путешествия с дронами, мозг с имплантами

Поток новостей о технологиях все стремительнее. Каждый день что-то изобретают, презентуют. Разрозненную информацию трудно сложить в единую картину.

Мы выбрали три тренда, которые радикально изменят нашу жизнь: «умная» одежда, виртуальные путешествия и мозговые импланты.Рассказываем, что на какой стадии и к чему движется.

В будущем мы сможем менять одежду, не переодеваясь. Настроим в приложении форму и цвет — и куртка подойдет для всего: романтического свидания, деловой встречи, пикника. В автоматическом режиме она сама подстроится под погоду, ситуацию, настроение. И, конечно, сама обеспечит свои потребности в энергии: зарядится от солнца или тела хозяина.

Есть два подхода к созданию «умной» одежды. Суть первого в том, что в одежду из обыкновенного текстиля вшивается электронное оборудование: датчики, проводники, аккумуляторы, ЖК-дисплеи.

Студия Electricfoxy и дизайнер Дженнифер Даймур еще в 2012 году выпустили майку Move для тренировок, которая обучает пользователя упражнениям.

Пользователь выбирает тренировку в приложении
↓
Приложение получает информацию из облачной спортивной медиа-библиотеки
↓
Эластичные сенсоры на майке отслеживают положение пользователя
↓
Приложение сравнивает сигналы от майки с информацией из библиотеки
↓
Когда приложение замечает ошибку, оно через майку подает пользователю тактильный сигнал.

Компания TuringSense в 2018 году представила «умную» одежду для йоги Pivot Yoga. Это топ и леггинсы с датчиками, которые определяют положение тела в пространстве и оценивают позу. Принцип действия похож на майку Move, но пользователь видит свои ошибки на экране. Также есть голосовой ассистент, он подсказывает, как встать в правильную асану.

Компания Ford позаботилась о велосипедистах, которым неудобно и опасно пользоваться навигатором за рулем, и придумала для них «умную» куртку с рукавами-поворотниками.

Велосипедист подключает куртку к смартфону
↓
Вводит маршрут в навигаторе
↓
Перед нужным поворотом соответствующий рукав вибрирует
↓
Когда велосипедист поднимает руку для поворота, рукав подает световой сигнал другим участникам движения.

Компания Ministry of Supply разработала «умную» куртку с подогревом. В нее вшиты нагревательные элементы, датчики (акселерометр и термометр), портативный литиевый аккумулятор.

Акселерометр оценивает интенсивность движений пользователя, а термометр — температуру его тела и температуру среды
↓
Приложение рассчитывает по этим данным комфортную температуру куртки
↓
Нагревательные элементы поддерживают заданную температуру
↓
Пользователь корректирует степень подогрева, потому что у каждого человека свои границы комфорта
↓
Приложение запоминает предпочтения пользователя и учитывает в будущем.

Компания Lenovo и Юго-Восточный Университет Цзянсу в 2019 году создали «умную» футболку Smart Vest, которая предупредит сердечный приступ. Smart Vest выглядит как обычная компрессионная футболка, но в неё встроены беспроводные электроды и сенсоры.

Пользователь просто носит футболку
↓
Сенсоры снимают ЭКГ, непрерывно регистрируют сердцебиение, давление и дыхание
↓
Данные передаются в смартфон и загружаются в облачное хранилище
↓
Искусственный интеллект анализирует данные и предупреждает об отклонении показателей от нормы.

Лучшее время для предотвращения сердечного приступа — 8 часов до него. Футболка замечает аномальную активность сердечной мышцы за два-три дня до приступа.

Второй подход к разработке «умной» одежды — создание текстиля, который сам содержит электронные материалы: волокна-проводники, волокна-резисторы, волокна-диоды.

В Массачусетском технологическом университете недавно разработали тонкую гибкую нить с электроникой и нейросеть для анализа данных с нее. Это первое в мире цифровое волокно, оно умеет распознавать, хранить и анализировать информацию. При этом его можно вшить иглой в любую ткань и постирать без повреждений минимум десять раз.

Ткань с такими волокнами будет использоваться для мониторинга физической активности человека и ранней диагностики заболеваний. Иными словами, для футболки Smart Vest не понадобится встроенная электроника. Футболку сразу сошьют из электронного текстиля.

Немецкие и израильские учёные вырастили хлопок со «встроенными» свойствами: магнетизмом и способностью светиться в ультрафиолете. Они модифицировали молекулы глюкозы, из которых хлопчатник формирует целлюлозные волокна. О практическом применении конкретно этих двух модификаций можно только фантазировать. Ученым пока важнее научиться добавлять новые свойства хлопку, а также шелку и льну.

Дизайнер Эми Винтерс тоже заслуживает упоминания. Оттенки платьев из ее модных коллекций изменяются под влиянием влажности воздуха, температуры и солнечного света. Формально это не «умная» ткань, весь секрет в гидрохромном, термохромном и фотохромном красителе. Но это интересная идея для будущих разработок: изменяешь цвет платья или рубашки в приложении — и он меняется в реальности.

В будущем мы сможем за один вечер погулять по Сан-Франциско и деревне в Сомали. Причем не просто осмотреть их, а услышать звуки, почувствовать запахи, споткнуться о булыжник и поговорить с местными жителями. Покидать дом во время путешествий не придется.

Пока VR-оборудование дорогое, громоздкое и не обеспечивает полноту сенсорных ощущений, люди путешествуют и без него. Многим достаточно панорамных фотографий или видеоэкскурсий с комментариями гида. Новых ощущений получить нельзя, зато новых знаний — сколько душе угодно.

Такие виртуальные путешествия популярны даже среди людей, которые брезгливо морщатся при словосочетании «виртуальное путешествие». Они тоже разглядывают в интернете отели и достопримечательности, когда планируют реальные путешествия.

За время пандемии человечество узнало, что видео об отелях и панорамы на Google-картах — это далеко не все возможности для познавательных виртуальных путешествий.

У Google есть проект об искусстве — Google Arts and Culture. В нем собраны ссылки на ведущие музеи, театры, библиотеки мира, по которым можно виртуально гулять и разглядывать произведения искусства.

Многие музеи и целые страны предлагают виртуальные туры на своих площадках. Пандемия подстегнула их развитие. Например, посмотреть Грецию можно на онлайн-платформе Discover Greece.

VR-очки — не просто другой способ показать виртуальному путешественнику новую точку планеты. Это первый шаг к тому, чтобы перенести его туда.

Приложение Google Earth VR появилось в 2016 году на игровой платформе Steam. Оно представляет собой глобус с трехмерными моделями природных ландшафтов и многих городов Земли.

Пользователь надевает VR-гарнитуру
↓
С помощью контроллера он летает по глобусу и рассматривает реально существующие объекты с разной высоты и разных сторон
↓
Может двигать солнце в небе, чтобы включать вечер, ночь или рассвет
↓
Выбрать готовый тур с музыкальным сопровождением.

Для полного эффекта погружения недостаточно изображения и звука. Поэтому разрабатываются системы для обоняния и осязания.

VR-устройства будут впрыскивать ароматы в соответствии с тем, что видит пользователь. Также он сможет прикасаться к объектам. Перчатки с тактильной отдачей быстро прогрессируют.

Не обязательно записывать или моделировать виртуальные путешествия заранее. Есть альтернативный сценарий — использовать роботов и дронов телеприсутствия. С ними VR-путешественник увидит, а также услышит, понюхает и потрогает планету в реальном времени. И вдобавок пообщается с реальными людьми.

Сейчас это фантазии, но нетрудно представить, как во всех более-менее привлекательных местах Земли появятся пункты проката роботов и дронов телеприсутствия.

Пользователь из дома выберет и арендует робота в желаемой локации
↓
Наденет VR-гарнитуру и через нее будет направлять робота
↓
VR-гарнитура воссоздаст в режиме онлайн изображения, звуки, запахи и поверхности, которые зафиксируют датчики робота
↓
С местными жителями пользователь побеседует через онлайн-переводчик.

Компания Double Robotics продает робота телеприсутствия Double 3. Он оснащен экраном и системой связи. 3D-датчики и система ориентации на местности позволяют роботу самостоятельно прокладывать путь и огибать препятствия. Это уже не планшет на колесах, а почти аватар пользователя. Правда, пока он используется в основном на выставках и в офисах.

В будущем парализованные люди смогут силой мысли управлять киберпротезами. Те, кто потерял голос, вновь заговорят. Слепые увидят мир.

Более того, любой желающий модифицирует себя небольшим чипом, чтобы обмениваться с друзьями «цифровыми» мыслями, видеть в темноте, слушать музыку непосредственно в голове и загружать новые знания в мозг, как Нео в «Матрице».

Ученые давно разрабатывают нейропротезы для замены поврежденных участков мозга. В них нуждаются люди с рассеянным склерозом, деменцией, болезнью Альцгеймера или Паркинсона и те, кто перенес инсульт.

Мозговые импланты BrainGate начали тестировать на людях ещё в 2004 году. Система состоит из датчиков, подключенных к мозгу, и внешнего декодирующего устройства.

Парализованный участник эксперимента отдает мысленный приказ своей руке
↓
Рука не подчиняется, но датчик считывает сигнал в мозге и передает его декодирующему устройству
↓
Устройство распознает сигнал и направляет дальше
↓
Киберпротез выполняет команду человека вместо его руки.

Эксперименты дали положительные результаты, но без жизнеспособной бизнес-модели прогресс в разработке BrainGate замедлился.

Компания Илона Маска Neuralink в 2019 году презентовала нейроинтерфейс для лечения паралича, деменции и болезни Альцгеймера. В 2020 году Маск представил новую версию чипа для нейроинтерфейса под названием The Link, а датчики из BrainGate сравнил со средневековым орудием пыток.

Для работы BrainGate в мозг вставляются жесткие иглы, а в The Link используются тонкие и гибкие полимерные нити с электродами. Механическое воздействие нитей на мозг намного меньше, но их трудно имплантировать вручную. Поэтому разработали специального робота, который выполняет эту операцию быстро и безопасно.

В черепе вырезается небольшое отверстие, под размер The Link
↓
Робот «вшивает» в мозг 1024 нити, подсоединенные к чипу
↓
The Link помещается внутрь черепа, отверстие закрывается
↓
Чип передает данные из нитей внешнему устройству на расстояние до 10 метров.

Стартап Synchron с устройством Stentrode, которое возвращает пациентам с неврологическими проблемами частичный контроль над телом, недавно получил разрешение на испытания на людях (Neuralink пока не получила). Stentrode не требует хирургических операций, он подводится к мозгу по яремной вене.

Помимо лечения поврежденного мозга, ученым интересно расширение возможностей здорового. Набирать текст и включать свет мыслями, а не руками или голосом — такое пригодится всем, не только полностью парализованным.

Маск и вовсе считает, что нейрокомпьютерные интерфейсы помогут нам не отстать в развитии от искусственного интеллекта и избежать подчинения интеллектуальными машинами.

Если Маск прав, то человечеству стоит поторопиться с разработкой мозговых имплантов. Отставание от машин уже появилось, по крайней мере, в вычислительной мощности.

Компания Cerebras Systems представила 25 августа этого года систему CS-2 на основе самого большого в мире суперпроцессора Wafer Scale Engine с 1,2 триллиона транзисторов. CS-2 предназначена для работы искусственного интеллекта и превосходит человеческий мозг примерно на 20%.

В дальнейшем отставание будет быстро увеличиваться. Согласно закону Мура, количество транзисторов на кристалле интегральной схемы удваивается каждые 24 месяца. Мощность процессоров для работы искусственного интеллекта будет расти соответственно. Если ИИ окажется недоброжелательным к людям, отставание человеческого мозга в мощности приведет к катастрофе.

Мозговые импланты, улучшающие человека, будут похожи на описанные выше. Но появятся не раньше, чем The Link, Stentrode или их аналоги пройдут разнообразные испытания. Для поврежденного мозга любая технология — надежда, для здорового — огромный риск.

Зато, когда импланты для усовершенствования мозга появятся, начнется новый этап в истории эволюции человека.