Игры разума

«Вжжух» раз – «вжжух» два – пятисекундная пауза – «вжжух» раз – «вжжух» два. Умная рука, вмонтированная в середине стола для переговоров, живет своей жизнью. Гильза из углеткани, которую надевают на поврежденную конечность, черная квадратная ладонь, тонкие согнутые пальцы на металлических шайбах, у основания мизинца – пара соединенных друг с другом шестеренок. Кисть сжимается-разжимается – будто что-то ловит в воздухе. В неделю она совершает примерно сто пятьдесят тысяч сжатий и разжатий. Для того чтобы данных хватило для написания нейросети, нужно дождаться, пока она сделает 3 миллиона движений. План «Моторики» гениален и прост – когда необходимое количество данных будет собрано, протез научится не только заранее предупреждать владельца о возможных неполадках, но и самостоятельно адресовать заявку на склад. Запчасть будет готова, ее отправят в нужный регион, человеку останется только прийти в сервисный центр и подождать, пока произведут ее замену. Пока даже в Европе подобный ремонт занимает несколько месяцев.

Сейчас «Моторика» выпускает пять видов функциональных протезов рук, которые помогают готовить еду, работать за компьютером, кататься на велосипеде и тренировать мышцы. Это несколько конфигураций тяговых протезов CIBY fingers (кисть), CIBY hand (предплечье) и биоэлектрические протезы INDY hand (односхват, предплечье), MANIFESTO hand (многосхват, предплечье) и MANIFESTO fingers (многосхват, кисть).

– С точки зрения считывания управляющих команд, – объясняет Илья Чех, – биоэлектрический протез – довольно сложное устройство. Само управление двигателями банальное и простое, но вот считать импульсы, распознать их, отфильтровать, выделить какие-то паттерны движений, намерения, определить, какими пальцами человек хотел подвигать, а потом транслировать это в управляющие команды для двигателей – вот что непросто. Это работа с биоэлектрическим потенциалом человека, с мышцами – там очень маленькие сигналы, очень зашумленные, и нужно обладать достаточно серьезной математической базой, чтобы в реальном времени их считывать. А задержка при этом должна быть минимальной, примерно 35–50 миллисекунд, иначе у пользователя возникает чувство дискомфорта.

Биоэлектрический протез работает за счет считывания электрического потенциала мышц – когда мы двигаем пальцами, определенные мышцы в предплечье сокращаются. Мышцы, расположенные у поверхности кожи, обычно отвечают за макродвижения – кистью вверх-вниз, сжатие в кулак. К ним и крепят датчики, считывающие электрический потенциал. Наши мышечные волокна, по сути, – это электрический проводник: заряд пробегает по ним и их возбуждает, а датчик – это вольтметр, который считывает сигнал на определенном участке. Важно правильно выбрать точку, где расположить этот датчик, и для этого требуются знания анатомии. По словам Ильи Чеха, не слишком глубокие, потому что человек – та же машина, только биологическая. Инженер-электронщик знает, как протекает электрический ток в цепи, и это помогает понять, как движение тока происходит в человеческих мышцах.

Бизнес, как ребенок, отражение личности родителя.

Полученный от мышц сигнал датчики через компьютерную программу отправляют на мотор, приводящий в движение пальцы протеза. Таким образом, у пользователя появляется больше возможностей контролировать силу сжатия – руку не просто можно сжать и разжать, но и приостановить в середине процесса, ослабить или усилить. Это очень важный параметр, потому что ягоду нужно брать с одним усилием, поднимать полуторалитровый чайник – с другим, а забивать гвоздь – с третьим. Такие протезы помогают соблюдать так называемое пропорциональное управление.

– Когда мы начали постоянно работать с детьми, – говорит Андрей Давидюк, – мы поняли, что еще десять лет назад требования к амплитуде движений были достаточно невысокими – игра на улице, катание на велосипедах, карандаш, ложка. Сейчас все больше внимания уделяется тонким, миллиметровым значениям, которые важны при работе с гаджетами. Это общий тренд, и мы не можем его не учитывать в своих разработках. Кроме того, у современных детей гораздо более высокие запросы с точки зрения эстетики – то есть протез должен выполнять не только вспомогательные функции, но и становиться элементом образа, способом выражения себя. Еще один нюанс: современные протезы рук – однохваты, то есть механизмы, способные, по сути, выполнять только одно движение – сжимать и разжимать пальцы. Это закрывает до восьмидесяти процентов ежедневных бытовых потребностей, но нашим клиентам уже нужно больше. Поэтому мы начали заниматься исследованиями искусственных мышц и нейроинтерфейсов, которые для передачи сигналов на протез смогут подключаться непосредственно к нервной системе.

Илья Чех уверен, что производство детских протезов – именно тот вариант бизнеса, который выведет человечество на следующий эволюционный виток:

– Это просто вопрос времени – когда мы из биологического организма постепенно превратимся в кибернетический организм. Легкие, сердце, ноги, руки, глазные импланты, нейроинтерфейсы и их модификации – все это мы увидим уже в недалеком будущем. Поэтому сейчас «Моторика» вплотную занимается исследованиями в области инвазивных технологий. Это следующий этап развития протезирования, новые технологии дадут протезу чувство осязания. А это произойдет после того, как мы найдем способ вживить электроды в нашу нервную систему.

В инженерном воображении Ильи Чеха такие протезы уже существуют – на подушечках пальцев у них расположены датчики, считывающие множество разных параметров и стимулирующие нервную систему электрическими импульсами разных диапазонов и на разной частоте. Ведь наш мозг интерпретирует разные диапазоны частот как некое ощущение. В теории то же самое можно делать и с протезами. Но необходимо экспериментировать с вживлением электродов, подбором частот, и это – следующий шаг развития «Моторики».

– Чем больше имплантов, протезов и искусственных органов производится и используется в мире, тем выше потребность в системе, которая сможет ими синхронно управлять, – говорит Чех. – Сейчас человеку нужно концентрироваться на управлении протезом – он должен представлять, что совершает то или иное движение, и только после этого механически выполнять его. Наши биоэлектрические протезы уже позволяют считывать сигнал с мышц и передавать его в протез, но если человеку нужно управлять двумя биоэлектрическими руками – это уже сильно сложнее. А если у пользователя будет еще искусственная почка и бионический глаз – то на каждом из этих устройств он точно не сможет концентрироваться. Здесь будут нужны нейроинтерфейсы, воспринимающие команды от головного мозга – более автономные, естественные, на уровне интуиции и рефлексов. Способные подавать команды на те или иные кибернетические модификации.

Для того чтобы решить такую проблему, нужны десятилетия разработок и свободных экспериментов на людях. Человечество готово к переходу на киберсистемы с точки зрения «железа» – если собрать по миру все технологические решения, то около семидесяти процентов человеческого тела уже можно заменить на искусственные аналоги. К примеру, до 2018 года высшим достижением в этой области было искусственное сердце с внешней зарядкой, которая крепилась на ремне. Сейчас уже существует полностью автономное сердце, работающее само по себе, с десятилетним запасом батареи.

Но главная проблема – процессор, то есть мозг. Человечество до сих пор практически ничего не знает о том, как он работает, и не умеет интерпретировать его сигналы.

– Чтобы приблизить этот момент, – говорит Илья, – мы занимаемся разработкой нейростимулятора DIY-Brain, который можно будет применять для лечения болезни Паркинсона. Один из ее симптомов – тремор, непроизвольные движения частей тела, вызванные мышечными сокращениями. Наш нейростимулятор будет давать мозгу обратный импульс, грубо говоря, бить током определенные участки мозга и тем самым компенсировать тремор. Это достаточно сложная и нетривиальная система, разработкой и производством которой занимаются всего две компании в мире. «Моторика» может стать третьей, потому что прошлым летом мы получили грант на проведение исследований в этой области – и сможем заняться ими более плотно.

– Без стороннего финансирования, – подытоживает Андрей Давидюк, – мы пока не можем позволить себе тратить на разработки новых технологий много времени и сил, самое важное для нас, как и на старте, – как можно больше продавать. Наш стратегический план на год – выход на азиатский рынок, который мы поделили на три больших кластера: Китай, Индия и Тихоокеанская Азия. И постепенно начинаем щупать Ближний Восток.