Возможны варианты…
Вероятно, кому-то эти варианты могут показаться чересчур фантастическими. Однако учтите: первые попытки претворения их в жизнь уже ведутся.
Исправляя ошибки Всевышнего…
«Господь бог не дал человеку запасных частей», — не устают повторять врачи-травматологи. Многочисленные войны, всевозможные болезни, природные и промышленные катастрофы заставляют медиков искать новые способы для исправления этой ошибки Всевышнего. Протезируются сегодня не только конечности, но и многие внутренние органы. Вот только два примера.
Несколько лет назад я беседовал с группой молодых конструкторов из студенческого КБ «Биоэлектроника», созданного при одной из кафедр бывшего МВТУ имени Н. Э. Баумана. «Есть в робототехнике разновидность аппаратов — копирующие манипуляторы, — рассказывал мне один из руководителей этой группы Владимир Крюков. — Оператор держится за рукоятки управления и, передвигая их, заставляет исполнительные органы манипулятора в точности повторять свои движения. Чтобы точно управлять манипулятором, оператор, прилагая усилие на рукоятки, обязательно должен иметь представление о том, с какой силой действует исполнительный орган. Раньше эта задача решалась так. К рукояткам управления прикладывалось усилие. Преодолевая сопротивление, скажем, пружин, оператор получал примерное представление о том, с какой силой он действует механическими клешнями. Конечно, такая система далека от идеала.
Тогда молодые специалисты решили использовать схему биоэлектрического управления с обратной электрической связью. Оператор, например, начинает сжимать пальцы рук. С помощью биодатчиков электрические сигналы поступают теперь и к исполнительным органам манипулятора. Механическая „рука“ тоже начинает сжимать свои „пальцы“. Допустим, предмет, который должен взять манипулятор, чересчур для него тяжел… Раньше оператор мог судить об этом лишь потому, что предмет вываливался из захватов манипулятора. Теперь человек как бы своими руками ощущает тяжесть передвигаемого предмета, может управлять манипулятором с куда большей точностью».
Я рассказал вам об этой разработке так подробно потому, что она позволила выявить неожиданно для самих конструкторов еще одну, так сказать, побочную, но очень важную область применения подобных манипуляторов. Оказалось, что с помощью биоэлектрической связи можно управлять и специальными протезами рук или ног с очень большой точностью. При этом человек даже не задумывается особенно над тем, что и как нужно делать, подобно тому, как, особо не задумываясь, он управляет данными природой руками и ногами.
Вот только, к сожалению, разработка эта, насколько мне известно, вот уже десять лет никак не может добраться до заводского конвейера…
Довелось мне как-то побывать и в Институте трансплантации и искусственных органов, побеседовать с его руководителем В. И. Шумаковым, работавшим над проблемой создания искусственного сердца. «Начиная с 1965 года мы и американцы сообща работаем над созданием протеза сердца, — рассказывал Валерий Иванович. — Для рождения реальной конструкции потребовалось создать принципиально новые материалы — а за ними стоят достижения современной химии; новые инженерные решения, а это широчайшее привлечение последних достижений гидродинамики, прикладной механики; разработать оригинальные приводы для управления деятельностью искусственного сердца — это электроника и вычислительная техника…»
Наиболее трудная и малоизученная проблема на сегодняшний день — автоматическое управление работой искусственного сердца в зависимости от нагрузки. Основная трудность здесь заключается вот в чем. Сердце — один из главных механизмов в системе, которая обеспечивает непрерывно меняющиеся потребности человека в кислороде. Вот человек пошел по лестнице, стал нервничать или просто вышел из дома на улицу, где температура много ниже, — все это сразу приводит к изменению ритма сердечной деятельности. Организм знает, какое именно количество крови нужно в тот или иной момент. А как создателям искусственного сердца узнать об этом?..
Пока что принцип управления искусственным сердцем сводится к тому, чтобы поддерживать равенство между скоростью притока и оттока крови. Для этой цели биофизики сконструировали остроумные и чувствительные датчики, которые мгновенно реагируют на все изменения в организме.
Преодолевается постепенно и еще одна сложность. Найдены такие материалы, которые не вызывают реакции отторжения организмом. Причем эти материалы должны обладать исключительной прочностью — сердце ведь делает десятки рабочих циклов за минуту. А за сутки?.. За год… И все же кремнийорганические каучуки успешно работают и в столь сложных условиях.