`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Они внутри нас… или скоро будут

Статья опубликована в №4 (715) от 9 февраля

04
голоса

Полвека назад мамы и бабушки многих читателей этого журнала щеголяли в мини-юбках, наводя ужас на пуритански настроенных обывателей. Но не стремление к эпатажу породило эту новую моду. И неслучайно она появилась в начале эпохи космонавтики. Как утверждают социологи, молодая девушка в короткой юбке должна была символизировать... взлетающую ракету! А нынешняя мода на пирсинг уже никого не шокирует, видали и не такое. Но что она означает?

Они внутри нас… или скоро будут
Интеграция биологического нейрона с полупроводниковым устройством

Уже десятки лет ходят люди с имплантированными зубами, искусственными суставами и другими протезами. Никому в голову не приходит сомневаться в целесообразности таких «дополнений» к организму. Но что произойдет, когда протезы обретут хотя бы минимальный интеллект, смогут сами, без ведома их носителя, связываться с окружающим миром и взаимодействовать напрямую с головным мозгом? Не стоит рисовать в воображении киборгов-монстров, лучше рассмотреть, как в данный момент обстоят дела с электронными имплантатами.

RFID по обе стороны прилавка

Большинство товаров со временем дешевеет, это один из законов индустриального общества. Но высокотехнологичные изделия дешевеют очень быстро, можно даже сказать, стремительно. Микросхемы, цена которых еще недавно была внушительной, сегодня стоят считаные центы. И если еще несколько лет назад идея заменить чипами штрихкод на потребительских товарах показалась бы несуразной, то сейчас подобные решения принимаются все чаще.

Технология радиочастотной идентификации (RFID – radio frequency identification) начала создаваться еще в годы Второй мировой войны, но долгое время такие работы носили скорее теоретический характер. По-настоящему актуальными полученные результаты стали лишь с появлением действительно дешевых и миниатюрных электронных устройств.

Конструкция транспондера – электронного «ярлыка», призванного заменить штрихкод на товаре, широко известна, в частности, этот вопрос уже освещался на страницах нашего журнала (например, ko.com.ua/15798). Неоднократно описывались преимущества их использования, а также проблемы, которые могут возникать в связи с этим. Вряд ли стоит обсуждать их, гораздо интереснее проследить дальнейшее распространение RFID.

Если можно помечать RFID-чипами «движимость», которая, будучи невостребованной, спокойно лежит на полке, то почему бы не пометить им «движущееся» имущество, имеющее относительную свободу перемещения – скот, а также кошек, собак, хомячков и прочих домашних любимцев? Естественным следующим шагом стало внедрение чипов под кожу животным. Конечно же, для нового применения потребовалась доработка устройств. В первую очередь необходимо было создать оболочку, которая не взаимодействовала бы с живой тканью и, следовательно, не причиняла бы вреда животному. Относительно быстро удалось найти подходящий материал – биологически нейтральное стекло, которое к тому же удовлетворяло еще одному основному требованию: беспрепятственно пропускало радиоизлучение во всех диапазонах, используемых для взаимодействия RFID-чипов со сканерами. Еще одной проблемой мог бы стать тот факт, что биологические ткани, основным компонентом которых является вода, практически непрозрачны для радиоволн, но ее удалось «обойти», располагая RFID-транспондер непосредственно под кожей и приняв ряд мер, препятствующих самопроизвольному перемещению устройства по организму. В результате не очень болезненный укол, внедряющий микроскопический чип, решал проблемы не только идентификации, но и поиска потерявшегося животного.

Шаг за шагом RFID-устройства вплотную подобрались к тому существу, которое принято считать вершиной творения природы – человеку. Казалось бы, зачем носить в себе транспондер? Оказывается, иногда он может спасти человека. Что делать тяжело больному, если он периодически теряет сознание? Не выходить из дому? Но и гулять по улице опасно: в любой момент состояние может неожиданно ухудшиться, и тогда сама жизнь будет зависеть от того, насколько быстро и квалифицированно удастся оказать помощь. Пригодится вживленный RFID-чип. Считав с него информацию, врач может получить по сети медицинскую карточку больного и быстро понять, в чем причина обморока, какие лекарства следует использовать, а какие, напротив, противопоказаны. Неплохо бы, конечно, и связать транспондер с системой GPS, тогда родственники больного смогли бы следить за его перемещениями, однако на сегодняшний день это проблематично. Для того чтобы активизировать пассивный RFID-чип, надо хотя бы на короткое время облучить его сканером, причем интенсивность излучения должна быть такова, чтобы транспондер накопил энергию для передачи. Так как кожа частично экранирует излучение, сканер должен оказаться в считаных сантиметрах от чипа. Активный чип тоже не подходит, поскольку периодические операции с целью смены батарейки вряд ли будут улучшать физическое и моральное состояние человека. Таким образом, решение задачи навигации с помощью имплантированных устройств приходится отложить до лучших времен.

Однако не все применения RFID-имплантатов вызваны острой необходимостью. Некоторые смело можно отнести к экзотичным излишествам. Утрата платежной карточки, в отличие от потери кошелька с деньгами, не ухудшает финансового положения владельца, но процедура ее восстановления занимает довольно много времени. И когда не в меру рассеянный пользователь в очередной раз обнаруживает отсутствие своего основного платежного инструмента, он начинает задумываться о радикальных мерах. Их предлагает компания Applied Digital Solutions – разработчик системы VeriPay. Клиенту этой системы вживляется имплантат, который по запросу сканера возвращает (естественно, в закодированном виде) идентификационный код, аналогичный номеру платежной карточки. Получив такой код, система в течение нескольких секунд снимает необходимую сумму с банковского счета клиента. Если клиент VeriPay посетит магазин и приобретет там товары, помеченные RFID-чипами, то процедура оплаты приведет в изумление непосвященного. Со стороны покажется, что покупатель попросту унес с собой корзину с покупками, а кассир никак не отреагировал на это нарушение. На самом деле закон соблюден: на дисплее отображаются список товаров и сообщение о том, что деньги за них получены.

Полноправные партнеры

Несмотря на то что слова об имплантации электронных устройств звучат интригующе, RFID-чип, вживленный под кожу, принципиально ничем не отличается от такого же устройства, прикрепленного, скажем, к одежде человека. И в том и в другом случае он лишь возвращает по запросу идентификационный код, никак не взаимодействуя с организмом. Реализация такого взаимодействия стала следующим шагом эволюции имплантатов. Формально к подобным устройствам можно отнести IntelliDrug – автоматический дозатор лекарств, разработанный интернациональной группой ученых. Невзирая на то что он оказывает воздействие на организм, инжектируя лекарственные вещества, мы все же уделим внимание не ему, а имплантатам, реализующим другой тип взаимодействия – обмен информацией с нервной системой.

Они внутри нас… или скоро будут
Так выглядит RFID-кошелек

Работы, проводимые компанией Cyberkinetics Neurotechnology Systems, призваны помочь людям с нарушениями двигательных функций. Ее система BrainGate содержит сенсор, представляющий собой набор сверхтонких игл, вживляемых в ту часть коры головного мозга, которая отвечает за моторные функции. Сигналы, снимаемые с сенсора, расшифровываются и передаются на исполнительное устройство, позволяя пациенту управлять «силой мысли» курсором на экране и выполнять другие несложные действия. Нельзя сказать, что делать это легко. Простейшая операция, которую физически здоровый пользователь мгновенно и не задумываясь выполняет мышью, занимает у пациента в лучшем случае несколько секунд. Однако возможность совершать хоть какие-то действия без посторонней помощи уже сама по себе огромное достижение. Вероятно, в перспективе следует ожидать появления систем для управления инвалидной коляской и манипулятором, работающих по сходному принципу.

Исследования, которые уже больше двадцати лет ведутся несколькими организациями в рамках различных проектов, ориентированы на тех, кто потерял зрение вследствие болезней сетчатки глаза. Изображение с любым разрешением нетрудно получить с обыкновенной телекамеры, но передать его в мозг – чрезвычайно сложная задача. Однако в последние годы наметились пути ее решения, причем настолько реальные, что некоторые организации уже приступили к экспериментам на добровольцах. На сегодняшний день удается вживить в сетчатку до 60 электродов. Много это или мало? Чрезвычайно мало с точки зрения качества изображения. Невероятное достижение для человека, который после десятилетий, проведенных в полной темноте, способен видеть свет, различать границу между освещенными и темными предметами. И к тому же нельзя забывать о том, что человеческий мозг – это обрабатывающая система с чрезвычайно высокими функциональными возможностями. Восприняв несколько пикселов изображения, сопоставив их с информацией, полученной от других органов чувств, он довольно успешно «достраивает» недостающие фрагменты картинки. По словам вице-президента компании Second Sight Medical Products Брайана Меша (Brian Mech), шестнадцать электродов, вживленных пользователям системы искусственного зрения первого поколения, позволяли, не прибегая к тактильным ощущениям, выполнять действия, которые экспериментаторы считали невозможными для столь низкого разрешения, например класть предмет в корзину или переходить улицу по пешеходному переходу. А Барбара Кемпбелл (Barbara Campbell), испытывающая систему второго поколения с шестьюдесятью электродами, может даже распознать некоторые буквы.

В системе BrainGate сигналы снимаются с нейронов мозга, в устройствах искусственной сетчатки задача обратная – передать сигналы мозгу, однако и в том и в другом случае необходимо создать интерфейс с нервными волокнами. Очевидно, что непосредственное вживление электродов в мозг – слишком грубая операция. Требуются более изощренные методы подключения, обеспечивающие более высокую точность и, в идеале, не травмирующие нервную ткань. Из работ, проводимых в этом направлении, наверное, наиболее примечательны исследования группы ученых из университета Падуи. Применяя средства полупроводниковой электроники, генной инженерии и молекулярной биологии, они получают структуру, представляющую собой гибрид биологического нейрона и полевого транзистора. В результате обеспечивается двустороннее взаимодействие: сигнал, подаваемый на транзистор, воспринимается нейроном как активирующий импульс, и наоборот, нейрон влияет на характеристики затвора транзистора и позволяет получать информацию о его текущем состоянии. Возможные применения разработки не ограничиваются созданием нейроинтерфейсов. В перспективе авторы планируют использование системы в качестве протезов, заменяющих поврежденную нервную ткань, а также создание гибридных вычислительных систем, объединяющих биологические и полупроводниковые элементы.

Глобальная структура неизбежна

Возможно, когда-нибудь ученые откроют закон, гласящий о том, что стремление организовывать сообщества – характерная черта большинства систем, преобразующих информацию. А пока что мы видим проявление этого гипотетического закона в повседневной жизни. Большинство представителей животного мира объединяются в стаи. Несмотря на то что у насекомых интеллекта не может быть по определению (ему попросту не поместиться в нескольких клетках, из которых состоит нервная система), такие структуры, как муравейник или улей, демонстрируют поразительно сложное поведение. Да что там животные! Объединение неодушевленных структур, локальных сетей, в Интернет произошло как-то само собой, хотя, конечно, и с участием человека, но без централизованного руководства. Не формируется ли еще одна глобальная структура, элементами которой станут RFID-устройства, в том числе имплантаты?

По правде говоря, подобная структура необходима. Ведь RFID-чипы используются для идентификации товаров – промышленной продукции, и, следовательно, информация, предоставляемая ими, должна обрабатываться в системе управления предприятием. Определено уже пять уровней обработки RFID-данных.

Нижний уровень (его принято считать нулевым) отвечает за сканеры разных типов – устройства, обеспечивающие интерфейс с транспондерами. Следующий (первый) уровень объединяет аппаратно-программную инфраструктуру, предназначенную для поддержки RFID. Далее следует уровень управления событиями, позволяющий бизнес-процессам использовать информацию, генерируемую RFID-устройствами в реальном масштабе времени. Уровнем выше расположены различные службы, поддерживающие бизнес-приложения, содействующие анализу данных, формированию отчетов, управлению информацией в базах и выполнению многих других операций, необходимых для обеспечения жизнедеятельности предприятий. И наконец, самый высокий уровень соответствует приложениям, составляющим суть корпоративной управляющей системы.

По мере движения вверх с уровня на уровень RFID-специфика постепенно уступает место элементам, типичным для любого корпоративного приложения. Так и должно быть: ведь RFID – это часть деятельности предприятия, и ее необходимо органично вписывать в его систему управления, предоставляя информацию верхним уровням – средствам контроля товарных и финансовых потоков. Но поскольку любая корпоративная система немыслима без использования функций глобальной сети, создание единой структуры RFID и интеграция ее в Интернет неизбежна.

И подобная структура постепенно создается уже в течение нескольких лет. Поскольку ее основным информационным элементом является электронный код продукта (EPC – Electronic Product Code), она получила название EPCglobal Network. Первая версия стандарта, определяющего работу глобальной сети RFID, была разработана специалистами Массачусетского технологического института и принята в сентябре 2003 г. Сейчас развитием стандартов EPCglobal Network занимается специально созданная для этой цели организация под названием EPCglobal. На данный момент определены четыре компонента EPCglobal Network:

  • Object Naming Service (ONS) – своеобразный гибрид службы каталогов и маршрутизатора, предоставляющий сведения о производителях товаров и управляющий передачей запросов;
  • Information Services (EPCIS) – основной стандарт, определяющий поведение узлов, хранящих информацию о товарах;
  • Discovery Services – инструмент, предназначенный для поиска узлов, содержащих сведения о товарах;
  • Security Services – средства обеспечения безопасного доступа к информации, находящейся в сети.

Некоторые специалисты пытаются провести аналогии между EPCglobal Network и Интернетом. Так, например, ONS часто сравнивают с DNS, а узел с информацией о товаре, определяемый EPCIS, – с веб-узлом. Аналогом EPC Discovery Services считают поисковые серверы, а EPC Security Services ставят в соответствие стандарт SSL. Можно спорить, насколько правомочны такие сравнения, однако очевидно одно: EPCglobal Network уже фактически существует и будет развиваться в будущем.

Но что общего между глобальной сетью идентификации товаров и имплантатами в человеческом организме? Уже сейчас владельцы кошельков VeriPay являются ее компонентами, так как деньги, которые они, по сути, хранят в своем теле, периодически «вливаются» в финансовые потоки корпораций. Носители идентификационных чипов должны регистрироваться в системе медицинских учреждений, которая, несомненно, вскоре станет частью структуры, подобной EPCglobal Network.

Пока работы над имплантатами-протезами находятся в стадии исследований, связь с сетью практически отсутствует. Однако со временем ситуация может измениться. Если биопотенциалы позволяют управлять курсором, не исключено, что ученым удастся реализовать ввод символа непосредственно с мозга, минуя клавиатуру. Человек, лишенный возможности двигаться, получит новые способности, но одновременно станет компонентом сети. Искусственная сетчатка еще долго не позволит видеть изображения на экране, но может быть кто-нибудь захочет частично компенсировать это ограничение и реализует переключение с локальной на удаленную камеру? Тогда еще одна группа пациентов войдет в глобальную структуру. Кроме того, в процессе исследований необходимо решать целый ряд частных задач по информационному обеспечению имплантатов. Создать соответствующие системы «с нуля» нереально силами небольшой исследовательской группы, и для работы с имплантированными устройствами неизбежно будут применяться сервисные средства, предоставляемые EPCglobal Network, Интернетом или другой сетью. А это снова означает интеграцию в нее имплантата, а вместе с ним и носителя. Но глобальная сеть – это не только сервис, но и угрозы, исходящие от целой армии хакеров. Если кража денег с кошелька, расположенного под кожей, ничем не отличается от хищения средств с обычного банковского счета, то перехват управления имплантатом, взаимодействующим, хотя бы минимально, с нервной системой человека, грозит...

Здесь, пожалуй, стоит остановиться. Чем писать сценарии фильмов ужаса, лучше осознать простую истину: требования к системе безопасности сети, которая может непосредственно влиять на здоровье человека, должны быть несоизмеримо выше тех, которые были сформулированы до сих пор. На сегодняшний день работы над интеллектуальными имплантатами еще находятся на стадии исследований. Так что время пока есть.

04
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Я не согласен со сдержанным оптимизмом автора статьи. Почему, собственно, весь мир стройными рядами должен переходить на "подкожные" кредитные карточки? Если какой-то индивид забывает сначала, как его звать, а потом теряет кредитку, то не лучше ли такому человеку носить свои виртуальные деньги, например, на шее, продев через карточку шнурок :), чем пытаться сделать RFID-инъекцию человечеству?

Оснастить RFID-датчиками (а в перспективе оснащенных GPS) больных, а тем более все человечество - та еще идея. Ведь контролировать передвижение, денежные операции, историю болезни, документальные данные любого человека в реальном времени - голубая мечта гитлеров, сталиных и подобных им диктаторов. А если представить себе тесную интеграцию таких устройств с нервной системой человека... Дело не в искусственных глазах, ушах или других органах. Одно из возможных последствий - возможность причинять физическую боль человеку или даже целим народностям. Зачем запугивать, воевать, если жителей целого государства, которые оснащены кредитками-имплантантами, можно завоевать буквально одним нажатием кнопки. Звучит слишком фантастично? Но давайте вспомним, что любое достижение человеческого ума сначала используют военные (правда, рентгеновские лучи в военных конфликтах еще не научились применять :)), а потом все остальные. Мы, хомо сапиенсы, не всегда умеем посмотреть в будущее, проанализировать последствия своих действий (или бездействия). Тут уместно вспомнить применение "безопасного" ДДТ в 60-х годах прошлого века или не менее "безопасный" реактор 4-го блока Чернобыльской АЭС.

ммм... откуда ж там оптимизм, даже сдержанный :)
идея автора в конце - для широкого распространения подобных технологий требуются совершенно новые нодходы, в первую очередь к безопасности

Прошити всіх підряд, логувати всі дані про місцеперебування кожної людини - і маєте принципово новий рівень безпеки.

А потом, чтобы не парится с отслеживанием, просто закрепить всех в коконах, как в Матрице.

Странно читать про оптимизм ... у меня и в мыслях не было призывать всех вшивать кошельки под кожу. Но есть категория людей, которым имплантаты попросту необходимы. Для них решение о применении имплантатов - это выбор между "плохо" и "невыносимо".

"Под кожу" вшивается не кошелек, а идентификатор, с помощью которого можно делать привязку к "кошельку", номеру соцстрахования, базе данных "наружки" и т.д.

То есть для "тотального" контроля прежде всего нужна система "тотальной" обработки и хранения информации, а техническая реализация идентификатора, имплант, брелок на шее или нечто иное - уже мелочи.

Мы уверенно движемся к обществу тотального наблюдения за каждым жителем, и прямые идентификаторы типа имплантированного чипа не играют особой роли - технологии уже позволяют отслеживать любого человека и вести по нему достаточно подробную базу данных: моб. телефон, кредитки, эл.почта, соц. сети - задача связки этих "следов" в единый "портрет" лишь вопрос времени. Да и неужели вы думаете, что уже доступная для гражданского применения и реализованная в компакт-камерах технология распознавания лица, разрабатывалась изначально для этих камер и больше нигде не применяется ?

Уже тестируются алгоритмы, позволяющие системам наблюдения идентифицировать человека и даже его простейшие намерения (удар, выстрел, взлом) по биометрике и набору характерных движений. Даже если человек скрывает лицо.

Вопрос лишь в том, как и кто будет использовать и использует созданные таким путем портреты.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT