Серийная фантастика

Удивить чем-то в 2013-м году трудно. Кстати, если кто заметил, то "научная" фантастика, например, тот жанр в литературе, где принято удивлять всякими звездолётами, бластерами и прочими около- (или вообще анти-) техническими экстраполяциями, умерла давным-давно. Есть много интересного прогностического, но всё оно укладывается в рамки моделей "сегодня экспериментальный образец - завтра продукт" или "сегодня подтверждённая возможность - завтра экспериментальный образец - послезавтра продукт".

Но порой отыскиваются, всё-таки, серийные произведения наук и технологий, которые вызывают совершенно детский восторг даже в нынешнем информационном изобилии.

Честно скажу - на видео, которое в конце этой статьи, я "залип" минут на 30, раз за разом прокручивая одни и те же фрагменты в полноэкранном режиме, начиная где-то с двадцатой секунды. Хоть звездолётами и бластерами меня удивить трудно. Если вообще возможно.

Но настоящая фантастика для меня началась, когда я заинтересовался производителем этого бионического протеза. И тут-то оказалось, что речь идёт не об экспериментальной единичной дивной штуковине, а уже практически о вполне себе продукте, с полноценным и вполне традиционным user manual'ом (по ссылке - pdf-файл). То есть, герой статьи, на которую я ссылаюсь - один из семи испытателей-"киборгонавтов" (теперь, наверное, есть такое слово - это первопроходцы, отправляющиеся в киборги), участие которых в превращении промышленного образца в товар недооценить невозможно.

Итак, мы, кажется, дожили до уникального симбиоза био-вычислительных систем, для которых в руководстве пользователя написано - "программируемый включатель на тыльной стороне вашей руки предназначен для включения-выключения руки":

Я понимаю, что человеку далёкому от инженерии всё это может показаться забавным и максимум - гуманистичным. Давайте поясню, что это за устройство.

Этот протез руки управляется электрическими сигналами, которые наша нервная система посылает в наши мышцы. Мне придётся говорить не о совсем приятных вещах, так что извините, из песни слов не выкинуть - есть две возможности получать эти сигналы от человеческого тела. Одна - инвазивная, связанная со вживлением в мышцы или нервные узлы электродов. Это исключительно непросто для пациента (реальность очень далека от разъёмов в затылках из "Матрицы"), очень сильно ограничивает его и вносит в его жизнь больше крайне неприятных проблем, чем обещает радостей. Но таким образом можно ощутимо увеличить отношение "сигнал-шум" в получаемых от тела сигналах и упростить их выделение, обнаружение и распознавание. И есть второй способ - измерять электрические  потенциалы фрагментов кожи накладными датчиками. Что при этом творится на коже в электрическом смысле? Там творится настоящий ужас, если говорить об электрических сигналах - чудовищного уровня помехи от электрической сети (50Hz или 60Hz в зависимости от страны), которой мы все буквально "опутаны", наводки от радиостанций и телевизионных передатчиков, от мобильных телефонов, от чего угодно. Только выделить из этого кошмарного месива сигналы от нервной системы с качеством, пригодным для какого-нибудь управления хоть чем-нибудь - это уже само по себе Наука, Инженерия и Технологии - всё с большой буквы. Но в протезе bebionic3 сигналы нервной системы выделяются в таком качестве, что они пригодны для прецизионного управления в реальном времени. Это уже кусок Совершенной Фантастики. Очень большой. Но сигналы же ещё надо распознать. Для управления актуаторами (испольнительными механизмами) протеза. Ещё кусок Фантастики. Каждый из этих кусков - большие десятки лет чудовищной работы. В очень специфических областях, о которых не пишут в научпопе, потому что это по отдельности неинтересно, ужасно затратно и настолько сложно, что рассказать "на пальцах" или объяснить аналогиями практически невозможно. Кстати. Именно поэтому часто приходится слышать стенания о том, что "человечество перестало стремиться к Звёздам". Собачья чушь эти стенания. Просто по мере увеличения знаний о Природе человечество становится прагматичнее. И, например, создание такого бионического протеза - куда более сложная задача, чем выплёвывание в огромной болванке с большими реактивными двигателями очередного подопытного хомячка-космонавта на орбиту. Это жёстко, но это так.

Я с трудом себе представляю уровень сложности этого проекта. Точнее, совсем не представляю. Невообразимо интересно в нём всё. Например, актуаторы. Что используется для приведения в движение пальцев протеза? Какие технологии задействованы в цепях обратных связей? Как осуществляется тактильная обратная связь? Ведь чтобы пальцы протеза не сломали друг дружку в такой тонкой операции, как завязывание шнурков (которой человеческие дети, выведенные эволюцией именно с приоритетом пригодности к обучению, научаются очень небыстро и совсем не так рано), нужны исключительной тонкости что механизмы порождения данных для обратной связи, что сами обратные связи, какие-то математически совершенно невероятные, учитывая число степеней свободы этой киберруки.

В общем, если вам не хватает эмоций от фантастики - вот она, уже в реальности. И один из самых фантастических фактов - такой протез есть невероятный совершенно продукт уникальной междисциплинарной синергетики, потому что в нём собрано воедино даже на первый взгляд лучшее, что может быть в:

• теории обработки сигналов и адаптивной фильтрации;
• теории автоматических систем;
• в теории нелинейных динамических систем (не может в этом протезе так работать линейная система управления), а это значит - в чудовищно абстрактных разделах чистой и прикладной математики;
• материаловедении;
• цифровой обработке сигналов;
• теории и практике систем управления реального времени;
• датчиках и актуаторах;
• теории планирования движений (есть такое в робототехнике, а как без этих алгоритмов управлять отдельными пальцами протеза, ещё и на основе раеальной управляющей информации);
• биологии человека;
• etc, дальше я даже затрудняюсь придумывать, потому что становится страшно.

И, что особенно прекрасно, вся эта синергетическая энергия накоплена и сконцентрированно выплеснута с целью, в гуманизме которой усомниться может разве что кто-то очень хроменький умом.

В общем, я всё это к тому, что нам повезло жить в начале эпохи овеществления самой смелой фантастики. Просто, понимаете, фантастика - это не большие железяки, с рёвом проносящиеся в вакууме :) И она становится такой сложной, что надо ещё уметь не просмотреть моменты её овеществления. А времена уездных злых шизофреников-Циолковских давным-давно закончились. И другой фантастики для нас не будет. Потому что реальная фантастика - это сложно настолько, что даже сложно для понимания. Иначе какая ж она фантастика? Так, сплошное потребительство.

Откланиваюсь.