— Боюсь, тебя выбрали за фотогеничность.
И любовь к риску.
— Но я чертовски хороший пилот, — запротестовала Кей.
— Вне всякого сомнения, девочка. Эту историю еще долго будут рассказывать.
О том, как девочка-подросток, маленькая бродяжка, провела спасательную шлюпку «Орион Лайнз» через A-кольцо Тифона с целым состоянием на борту и двумя ракетами работорговцев на хвосте.
Кей грустно покачала головой.
— Значит, все это задумывалось как развлечение!..
— Реальность 3V.
— Что же, эти типы получили сполна за свои денежки!
— Это еще не все, — заверила Хейди. — Далеко не все. Предстоит чудовищный процесс, который продлится много лет, а пока все не уладится, тебя возьмут на полное обеспечение — как главную истицу и основного свидетеля.
— А после того, как выплатят компенсацию? — нервно спросила Кей, радуясь, что ей не придется заботиться о себе прямо сейчас.
— Тогда ты будешь сказочно богата. Если не веришь мне, спроси Анну Лу.
Хейди даже не пришлось объяснять подробности, хитрые зацепки и фокусы крючкотворства, ибо Кей тут же поверила ей. Когда кто-то бесцеремонно проникает тебе в голову, видит твоими глазами и слышит твоими ушами, ничего не остается, кроме как доверять ему.
Они вместе разглядывали сверкающий новый мир, в который только входили. Соня Харт стояла на сцене, с энтузиазмом представляя голографических друзей-звезд своим собратьям по испытаниям. Анна Лу в длинном блестящем платье что-то сосредоточенно говорила по переговорнику, пока официант наливал ей зеленый мятный ликер. Викторию Макевой держали под руки двое поклонников. А на танцевальной площадке богатые молодые женщины с упоением танцевали последний хит сезона — непристойный танец с планеты Ванир.
Кей не могла решить, что поразительнее: бескрайнее открытое пространство, раскинувшееся перед нею и окаймленное бесконечной облачной равниной, или ее невероятное будущее. Ощутив ее неуверенность, Хейди осторожна сжала тонкую детскую руку:
— Самое главное, что ты уже никогда не будешь одинока.
Знатоки без труда вспомнят старый рассказ М. Емцева и Е. Парнова «Приговоренный к наслаждению» (1966). Наверное, это первое в нашей фантастике произведение, в котором с помощью имплантированного в голову устройства можно было подавать импульсы в определенные точки мозга. С тех пор прошло немало времени, и теперь никого не удивишь «нейрочипами» или «биочипами». Если поверить фантастам, то в недалеком будущем в наших головах «серому веществу» практически не останется места…
Летописцы компьютерной эры начинают свой отсчет с 1946 года, когда заработала электронно-вычислительная машина ENIAC. Тогда 18 тысяч ламп и тактовая частота 100 килогерц считались великим достижением А кого сейчас удивляют гигагерцы ноутбука?
Но и в те далекие времена, и в наши дни существуют всего лишь два принципа обработки информации — последовательный и параллельный. В первом случае обрабатываются символы, например, компьютером, во втором — распознаются образы. Например, человеком.
И тогда же пытливые умы задумались — а нельзя ли воплотить хотя бы некоторые свойства человеческого разума в машине? И в середине пятидесятых годов прошлого столетия термин «искусственный интеллект» (artificial intelligence) перекочевал со страниц фантастических произведений в научные монографии и статьи. Разумеется, речь шла всего лишь о решении интеллектуальных задач. Предлагалось два пути развития, по которым до сих пор идут разработчики искусственного интеллекта. Первый — это реализация идеи так называемого «черного ящика». Грубо говоря, если устройство реагирует на информацию и решает поставленные задачи как человек, то не имеет значения, что у нее внутри — шестеренки, программа или «неонка», не важен и принцип ее работы. Собственно, уже сейчас, общаясь с незнакомцем в Сети, не сразу поймешь
— это живой собеседник или «бот»
— программа, имитирующая человека.
Второй путь — воспроизведение структуры человеческого мозга, моделирование его основных элементов. Элементом же мозга, как известно, является нервная клетка — нейрон.
В нашей голове более триллиона нейронов, связанных между собой синапсами — нитями, по которым передаются электрические импульсы различной силы и частоты. Эта сеть с огромным числом связей и есть homo sapiens. Малейшего повреждения иногда хватает, чтобы царь природы лишился слуха, зрения, превратился в тупую тушу. А порой и чудовищные травмы остаются без последствий. Известен случай, когда лом, пробивший дыру в голове человека, ни в малейшей степени не повлиял на его умственные способности. Вероятно, наша память не локализуется в определенном месте, а рассредоточена по всей нейронной сети, многократно дублируясь.
Создать искусственный нейрон очень просто. Его можно смоделировать на базе радиолампы, транзистора, микросхемы. Такая модель способна имитировать несложные операции по распознаванию сигналов. Но когда задача хоть немного усложняется, необходимо соединять нейроны в сети. Элементами сети являются простые нейроны-процессоры, каждый из которых может запомнить определенное количество информации. Такая сеть должна решать не только задачи, доступные обычному компьютеру, но также и нестандартные задачи, которые трудно или невозможно формализовать с помощью математики.
С середины 50-х и до середины 60-х было предпринято немало по-пыток создать нейросети. Например, перцептроны, имитирующие взаимодействие человеческого глаза с мозгом. В те годы проблема распознавания образов не была решена, возможности компьютеров были невелики. Более того, как позже выяснилось, в методологии имелись существенные изъяны.
Теория, впрочем, развивалась, и российским ученым удалось обойти тупики, в которые зашли их американские коллеги. Благодаря исследованиям наших ученых была разработана общая методика синтеза многослойных нейронных сетей. Возникла новая дисциплина — нейроматематика, позволяющая решать теоретические и прикладные задачи.
В конце 80-х годов, когда компьютерные технологии совершили рывок, осталось только воплотить теорию нейросетей в жизнь.
Итак, нейрокомпьютеры — это реализация нейросетей в «железе». Сердце такого компьютера — нейрочип, который представляет собой микропроцессор, как правило, на кремниевой основе. Его архитектура принципиально отличается от продукции AMD или Intel. Отличительные качества: массовый параллелизм вычислений, распределенное представление информации, адаптивность, способность к обучению и обобщению, высокая помехоустойчивость.
В этой сфере мы не только не отстаем, а даже впереди «планеты всей». Разработанный несколько лет назад одной московской фирмой микропроцессор NM6403 NeuroMatrix превосходит по своим параметрам все зарубежные аналоги. (Неудивительно, что западноевропейский филиал японского гиганта Fujitsu приобрел лицензию на производство этого микропроцессора.)
Сейчас к разработками в области нейрокомпьютерных технологий подключились сотни компаний, среди которых Intel, DEC, IBM, Motorola.
Нейрокомпьютеры позволяют решать проблемы в самых различных областях. В первую очередь — при постановке задач по обработке нечеткой и неполной информации, таких, как моделирование в научных экспериментах, прогнозирование экономических и финансовых процессов, распознавание летящих целей, медицинская диагностика, шифрование и дешифровка… Уже сейчас большая часть кредитных карточек в США обрабатывается с помощью нейротехнологий. Активно создается система массового видеоконтроля. Ведутся работы по использованию нейрокомпьютеров при управлении реакторами. Нейрокомпьютеры задействованы в системах информационной безопасности, в частности для обнаружения и предотвращения хакерских атак. Применяют их также для обработки изображений — например, космической фотосъемки. О военных аспектах и говорить не приходится: моделирование ядерных взрывов, обработка гидролокационных сигналов для обнаружения и определения типов подводных лодок… Словом, их применение весьма специфично, и в качестве «персоналок» они пока вряд ли нам пригодятся. Но жизнь нашу изменят в любом случае.
Но если нейрочип моделирует работу нейронной сети, то нельзя ли его использовать в качестве «протеза» для поврежденных участков мозга?
А там и до манипуляции сознанием рукой подать…
Для страхов есть основания. Проблемы имплантирования микрочипов в наш организм уже перешли из фантастики в сферу технических заданий. Причем самые впечатляющие достижения ожидаются там, откуда все начиналось — с распознавания образов, имитации процессов видения.
В Иллинойсе (США) уже проведены хирургические операции по имплантации силиконового микрочипа через роговицу глаза трем пациентам с поврежденным зрением. Микрочипы размером с игольное ушко офтальмолог Алан Чоу ввел под сетчатку через роговицы в белки глаз на самое дно глазной впадины. Питание чипа обеспечивается светом, попадающим в глаза. Сам чип — искусственная кремниевая сетчатка диаметром 2 мм, а толщиной — 0,025 мм. Три с половиной тысячи микроскопических, элементов преобразуют свет в электрические импульсы, заменив погибшие светочувствительные клетки сетчатки, не мешая работе здоровых клеток.
В ближайшие годы такие операции станут обычным делом. Правда, выяснилось, что такой чип не поможет при слепоте из-за глаукомы или сахарного диабета.
Впрочем, и с этим не будет проблем. Потому что разработан микрочип, который должен помочь восстановлению зрения у слепых.
Ученые из Гарвардского университета и центральной больницы штата Массачусетс выявили отделы мозга, отвечающие за формирование образов. У испытуемых-прав-шей большая часть образов возникала в правом полушарии головного мозга. Причем, образы разных размеров формировались в разных участках мозга. Стало ясно, куда направлять сигналы микрочипа. А сам микрочип уже создан исследователями отдела биоинжиниринга университета Юты.
Итак, кремниевый микрочип будет имплантирован в мозг, а к нему подведут кабель, по которому станут поступать сигналы, формируемые компьютером. Предполагается также разработка миниатюрной телекамеры, подключенной к этому кабелю. Специальные очки с миникамерами вернут людям зрение.
Можно восстановить зрение, вернуть обоняние и осязание. Но рано или поздно человек, подключенный к такому устройству, задумается: а что если мир, данный ему в ощущениях, создан хитроумными программистами? Много лет назад Станислав Лем предсказал появление фантоматов — устройств, полностью имитирующих реальность. Представьте себе, говорил он, вы покидаете зал фантомата с убеждением, что сеанс окончен, а тут вам на голову пикирует летающая тарелка, под ногами разверзается земля, из моря выходит чудовище… То есть шоу продолжается. Но с тех пор вы всегда будете сомневаться в реальности происходящего.
В ближайшем будущем начнется массовый выпуск чипов для имплантации их в тела животных. Станет возможным не только определять местонахождение животного, но и контролировать его поведение. Однако все вышеупомянутые технологии — только лишь попытки воздействия неживого, хоть и очень хитроумного, приспособления на живой организм. А чужеродное тело всегда можно распознать и обезвредить, как, например, это делает герой фильма «Вспомнить все».
Однако ученые вот уже много лет активно пытаются «срастить» живое и неживое. Причем небезуспешно.
В прошлом году исследователям из института им. Макса Планка (Мюнхен) удалось реализовать сенсационный проект. Впервые была создана работающая полупроводниковая цепь, соединяющая нейроны живого существа — улитки
— и кремниевый чип. Питер Фром-герц, директор факультета мембран и нейрофизики, экспериментировал в этой области более пятнадцати лет. Уже в 1990 году он и его коллеги сумели на короткое время срастить нейрон. пиявки с полупроводником. Проблемы возникли сразу же, поскольку нейроны, образуя сеть, перемещаются, разрывая контакт с неживым объектом. Решение хоть и было простым, но на техническое воплощение ушло почти десять лет. Наконец с помощью микрошпенечков из пластика удалось надежно зафиксировать нейроны улитки. Каждый нейрон теперь соединен не только с другими нервными клетками, но и с чипом. Устройство последовательно и параллельно обрабатывает сигналы, идущие с микрочипа к нейронам и от нейронов к чипу.
«Это просто фантастика — объединить элементы мозга и компьютеры», — радостно заявил Фромгерц. В ближайшее время он собирается приступить к работе с нейронами млекопитающих.
Так впервые появился биочип.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего сумели вырастить живые нейроны мозга на кремниевых пластинах. Их целью было наблюдение за процессами, идущими в нейронах головного мозга во время процесса обучения. В традиционной методике используются электроды, контакт с которыми через несколько часов приводит клетки к гибели. Американцы же воспользовались фотопроводящими свойствами кремниевой пластины. Лазерный луч освещал участки между нейронами и полупроводником, изменяя его сопротивление в этом месте, фиксируя изменения в нейронах. С помощью такого биочипа удалось выяснить, что механизмы кратковременной и долговременной памяти обусловлены различными физическими процессами в нейроне и характером связей между ними. Обнаружилось, что кратковременная память — результат недолгого контакта между нейронами с помощью своих нитей-отростков. В свою очередь, долговременная память возникает в процессе образования новых нитей, которые крепко и надолго связывают нейроны между собой.
Термин «биочип» применяется также и для наименования устройств, не использующих кремниевую технологию. Это отдельное и весьма перспективное направление в биомедицине, изучающее методику быстрого и качественного анализа генетического материала. Технология создания биосенсоров базируется не на кремниевой, а на стеклянной подложке, на которую наносятся длинные или короткие фрагменты ДНК. Возникает небольшая матрица, а зафиксированные фрагменты ДНК реагируют на различные типы молекул. В итоге можно получить сведения о состоянии генов исследуемого организма, обнаружить и проанализировать генетическую активность, связанную с различными патологиями, а также с реакцией на лекарственные препараты.