Борьба с насилием
Помните Маргариту, которой в лесу руки отрубили?!
Воронеж - столица киберпанка
Что такое бионика
Всем привет! Любите ли вы бионику так я люблю её я?
Хочу вам о сей прекрасной науке рассказать.
Бионика -это прикладная наука, которая создает технические устройства и механизмы на основе биологических идей и концепций. Бионика соединяет в себе несколько наук и их методы. В этом заключается сложность подготовки биоников— требуется быть и инженером и биологом, и врачом одновременно. Бионика является единственным аппаратом реализации такой философской концепции как трансгуманизм в реальность. Бионические технологии всегда эффективны, но и не могло быть по другому, ведь идеи взятые из живой природы оттачивались миллионы лет.
В бионике есть несколько направлений исследований. Они очень условные и часто вообще пересекаются:
1. Нейробионика
Ветвь бионики исследующая нервные клетки и нейросети. Кроме устройств преобразующих биоэлектрические сигналы в сигналы для управления чем то, в этой ветви также строятся различные модели нейросетей. Оцифровка сознаний это как раз отсюда.
Примером технологий, принесенных этой ветвью может служить оцифровка сознания, нейроинтерфейсы или же стимуляторы tDCS .
2.Архитектурная бионика
Эта ветвь бионики отлична от других. В ней не создаются машины, но создаются строения на основе свойств растений или иных биологических систем.
Чаще всего здания, построенные в рамках этой ветви, имеют повышенную энергоэффективность, требуют меньше материалов, прочней, но и куда сложней в строительстве.
3.Сенсорная бионика
Сенсорная бионика исследует особенности ориентации или вообще отдельыне органы чувств для создания искусственных аналогов.
Примером технологий, появившихся в результате развития этой ветви бионики, являются слуховые импланты, искусственные глаза и даже радары.
4.Общеморфологическая бионика
Самая широкая и развитая ветвь бионики. Тут мы переносим или исследуем общие черты биосистемы— походка, принцип действия органа, биохимическая реакция и т.п.
Эта ветвь бионики дала искусственные органы и протезы, экзоскелеты и даже такие технологии как киборгизация и аугментация .
Основными методами исследования и разработки в бионике является методы реконструкции и переноса.
1. Метод бионической реконструкции заключается в определении каких то определенных свойств у биологического объекта и создание технической системы, используя в качестве параметров тех. задания свойства определённые у биологического объекта. Назначение системы при этом не меняется, то есть создает прямой аналог.
Примером биологической реконструкции может служить искусственное сердце.
Если кратко - берем био. свойства и создаем аналог того, откуда мы взяли эти свойства.
2. Метод переноса заключается в извлечении свойств биологической системы и создание технического устройства или модели иного назначения, но использующие эти свойства. Примером тут могут служить нейроинтерфейсы или вся область бионической архитектуры.
Если кратко - берем био. свойства и создаем что то новое, используя их.
К сожалению сейчас бионика является раздробленной наукой, идеи и методы которой приходиться восстанавливать и адаптировать. Чем мы собственно и занимаемся. )
Спасибо за внимание. Более подробно про бионику можно прочитать тут
https://www.facebook.com/Exomech
И наш дискорд
Простой нейроинтерфейс
Всем привет
А теперь я расскажу как сделать простое нейроуправление на 2-3 команды! Это вполне можно организовать и без хитрых устройств типа Emotive epoc.
Если изучить вот эту http://uazu.net/eeg/ae.html страницу то можно сразу понять как. По сути мы делаем мощный усилитель, прямо как описано в даташите на AD620 (мощный инструментальный усилитель), хитрый сухой датчик и подключаем всё это к аналоговому входу ардуины.А дальше просто читаем сигнал .
Электроэнцефалограф по сути отличается от электрокардиографа лишь просто большим коэффициентом усиления. У электрокардиографа коэффициент усиления порядка 1000 , у энцефалографа он должен быть как минимум порядка 20000.
Для этого в соответствии с рекомендациями даташита на AD620 по поводу изменения коэффициента усиления AD620 заменим резистор в 400 Ом задающий коэффициент усиления второго ОУ на резистор порядка 25 Ом. Тогда коэффициент усиления второго ОУ станет около 2000, а коэффициент усиления всей схемы 7*2000=14000. Теоретически этого уже достаточно, правда есть “небольшая” закавыка. Мы, конечно же, можем теперь снимать электроэнцефалограмму при помощи этой схемы, но для этого клиента придётся побрить наголо!
Конечно же, вариант с бритьём наголо для большинства неприемлем. Поэтому придётся доработать наше устройство следующим образом. Во-первых, мы должны применить электроды, которые бы благополучно достигали кожу головы даже при наличии на ней волос. То есть электроды должны быть чем-то типа массажной расчёски. Делать мы такую “расчёску” будем при помощи так называемых штырьковых соединителей.
Далее необходимо все короткие штырьки закоротить между собой и присоединить к проводу, который потом будет вести к входу усилителя. Длинные штырьки будут контачить с кожей головы. Казалось бы, что задача изготовления электрода для подключения к голове решена. Однако тут возникает следующая проблема. Дело в том, что сопротивление кожа-электрод в такой схеме резко повышается. Если у электродов для снятия ЭКГ это сопротивление не выше 5...100 кОм, то у штырьковых электродов из-за малой площади контакта штырьков с кожей это сопротивление подскакивает до 1 Мом и более. При этом сопротивление провода, к которому подключён электрод, всего лишь несколько Ом. Практика показала, что огромное сопротивление датчика-электрода на коже головы, подключённое к входу усилителя, чьё сопротивление мало относительно сопротивления кожа-электрод, приводит к полной неработоспособности схемы, что выражается в том, что полезный сигнал буквально тонет в шумах. Чтобы от этого избавиться в схему ставят, для так называемого согласования повторитель, у которого входное сопротивление стремится к бесконечности, а выходное к нулю. Таким образом, схема сопряжения датчика-“расчёски” с проводом должна иметь вид схеме.
В качестве ОУ для построения повторителя берём TLC272. В микросхеме TLC272 на самом деле два усилителя, а нам нужен лишь один. На этой уже схеме видно как это реализовано полностью. Важный момент - провода должны быть экранированы,а экран занулен!
Само собой всю схему нужно настраивать и калибровать, но она точно работает . С электрокардиографом всё достаточно очевидно – электрокардиограмма имеет достаточно специфический и легко узнаваемый вид.
Поэтому там практически сразу видно работает система или нет. Есть периодические всплески определённого вида формы соответствующие ударам сердца – значит, система работает, нет – ищем ошибку в схеме. С энцефалографом сложнее.
Вообще наша цель – как минимум обнаруживать на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) альфа-ритм, а как максимум – бета-ритм. Это будет 100% успех. Амплитуда всех остальных ритмов обычно не слабее бета-ритма.
Однако прежде чем выполнить задачу-минимум рекомендуется обратить внимание на следующие более сильные сигналы. Во-первых, энцефалограмма (ЭЭГ) достаточно сильно и явно меняется, если начинаем гримасничать. Отсюда первый тест: начинаете гримасничать и смотрите – меняется ли что-либо на энцефалограмме в соответствии с изменением вашей мимики. То есть электрические импульсы при напряжении мышц (в нашем случае лицевых) – достаточно сильный сигнал различимый на энцефалограмме. Следующий сильный сигнал, проявляющийся на ЭЭГ это реакция на сглатывание.
То есть, сглатываем и смотрим – поменялось ли явно что-либо на ЭЭГ в соответствии с этим видом движении. Каждый раз меняется, когда сглатываете, можете себя поздравить – ваше устройство хотя бы на этом уровне уже точно работает. Следующий сигнал, различимый на ЭЭГ – реакция на поднятие с усилием вверх глаз. Следующий более слабый сигнал – реакция на моргание. Причём на моргание не с усилием, а обычное практически незаметное моргание, которое делают наши глаза каждые несколько секунд. Проявляется это на ЭЭГ в виде достаточно амплитудных и коротких импульсов – каждый раз, когда моргаете. Если ваш прибор фиксирует импульсы от такого вот слабого моргания, то, скорее всего, вы можете теперь попытаться обнаружить и альфа-ритм. Альфа-ритм обнаруживаем следующим образом. Во-первых, для его обнаружения лучше всего один из электродов крепить на затылок, а второй – на лоб. Во-вторых, альфа-ритм проявляется хорошо лишь в состоянии спокойной расслабленности с закрытыми глазами, в полутёмной комнате. В-третьих, это достаточно быстрый сигнал – от 8 до 13 Гц. Поэтому обнаружить его легче всего в записи – то есть нужно поставить вашу программу на непрерывную запись сигнала и лишь потом вы на записи сможете обнаружить данный сигнал. Он выглядит как достаточно явно выраженная синусоида с частотой от 8 до 13 Гц. Пропадает, когда начинаем о чём-то усиленно думать и возникает, когда находимся в состоянии расслабленного спокойствия.
Так по крайне мере можно хоть чуть откалибровать сиё устройство.
Спасибо за внимание
Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.
https://vk.com/exomech
Американские исследователи выложили в интернет инструкции по созданию “живых” роботов
Исследователи из Иллинойского Университета в Урбана-Шампейне, США, разработали небольших роботов из живых клеток и распечатанных на 3D-принтере компонентов. Устройства приходят в движение под воздействием света с определенной длиной волной, при этом в движение их приводит живая мышечная ткань.
Управлять роботами можно при помощи электрических и оптических импульсов. Длина “жилистых” роботов не превышает 1.27 см. Разработчики уже выложили в интернет инструкции для желающих воспроизвести их технологию. Алгоритм действий доступен для чтения на английском языке по ссылке приложенной снизу.
Крошечные роботы могут изменить подход к разработке машин и иных устройств. Живые “аппараты” способны ощущать и обрабатывать внешние сигналы в режиме реального времени, а также реагируют на них в зависимости от конструкции. В теории это значит, что в будущем можно будет создать роботов, способных самостоятельно собираться в определенные формы или восстанавливать изначальную структуру после получения повреждений.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.
Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.
Два мозга можно превратить в один с помощью нейроимплантата
Исследователи из Университета Дьюка (США) сделали то, что до сих пор, казалось бы, можно было увидеть разве что в фантастическом кино. Они объединили два мозга в один с помощью радиопередатчика, который транслировал нервные импульсы одной крысы в мозг другой, и в итоге второе животное как бы смотрело на мир глазами первого.
Работа выполнялась под руководством Мигеля Николелиса (о котором мы недавно вспоминали в связи с перспективами научно-технического прогресса). Г-н Николелис — известнейший нейробиолог, занимающийся преимущественно взаимодействиями между живым мозгом и электронными устройствами. В частности, он и его группа недавно сумели создать нейроипмлантат, позволяюший обезьяне двигать механической рукой и, более того, получать от этой руки какие-то тактильные ощущения. Собственно, следующее, что сделали исследователи, — просто заменили механическую руку на живой организм.
Одну из крыс (назовём её «передатчиком») учили нажимать на один из двух рычагов. Нейроимплантат записывал активность моторной коры, сравнивал с предыдущими сеансами активности и преобразовывал в более простой сигнал, который представлял информацию о рычаге и побуждающий импульс, чтобы на этот рычаг нажать. Этот преобразованный сигнал поступал в мозг другой крысе (пусть это будет «приёмник»), которая, не видя и не общаясь с первым животным, нажимала на собственный рычаг и получала награду. «Приёмник» правильно нажимал на рычаг в 64% случаев, что далеко от совершенства, но при этом значительно отличается от простого совпадения.
Похожие результаты получились, когда имплантаты вживляли в соматосенсорную кору, отвечающую за тактильные ощущения от вибриссов. Причём в этом случае передача сигналов осуществлялась буквально между континентами: одна крыса была в США, в лаборатории Университета Дьюка, а вторая — в Бразилии.
В статье, опубликованной в Scientific Reports, авторы описывают ещё один любопытный эффект, продемонстрированный подопытными крысами. Животное-передатчик получало дополнительную награду, если животное-приёмник точно повторяло его действия. В итоге передающая крыса старалась действовать чётче и целенаправленнее, то есть как будто хотела уменьшить нервноимпульсный шум, загрязняющий главные сигналы, которые имеют отношение к рычагу, его нажатию и последующей награде. Скептики, правда, указывают на то, что полученная точность приёма и воспроизведения нервного импульса и соответствующего ему действия слишком невысока — особенно если принять во внимание, что задание было довольно простое. Животным нужно было сделать выбор между всего двумя вариантами, и намного интересней было бы, если б диапазон значений для выбора был шире, например, если бы рычагов было не два, а пять.
Хотя эти эксперименты ставились ради того, чтобы понять, как можно усовершенствовать передачу сигналов между живым мозгом и, к примеру, протезом или гипотетическим «живым компьютером», другие учёные не слишком впечатлены результатами. По их мнению, при всей внешней эффектности работы остаётся не совсем понятным, какой именно цели она может послужить. Слово «Голливуд» более чем часто мелькает в отзывах уважаемых критиков. И то сказать: первое, что приходит в голову в связи с этими «межконтинентальными» крысами, — фильмы о зомби, «пришельцах в твоей голове» и, разумеется, «Аватар». Правда, самих авторов эти возражения и голливудские ассоциации не смущают: по словам Мигеля Николелиса, сейчас они работают над тем, чтобы объединить уже не два мозга, а четыре.
Новосибирские школьники сделали протез руки. Команда CyberBionic
Всем привет, друзья! Наверное, много раз слышали о школьниках, которые создавали какие-то кибер-штуки, но в большей степени это был запад, США и прочее. Ну вот, пришло время и нас. Ребята из Новосибирска создали прототип протеза. Это фото прототипа, который держит небольшой коробок. Над ним работали около двух недель и потратили всего 14 тысяч рублей!
По их рассказу все началось абсолютно спонтанно, в голову пришла идея о создании такого проекта и, спустя некоторое время раздумий, решились, взяли себя в руки и сделали! С этим прототипом они заняли 1е место на Хакатоне Новосибирска посвященному Здоровой среде города, победили на НПК НОУ Сибирь, а также участвовали в Тихомировских чтениях.
Решение делать уже настоящий протез под человека, пришла им в голову до первой победы, а уже после неё они поняли: "Это точно надо делать."
Сейчас они провели две встречи с человеком с ограниченными возможностями здоровья, сделали замеры, пообщались с ним, выяснили какие функции он хочет видеть в протезе, а также показали, что у них уже готово. А готово у них уже немало. Они создали свою печатную плату, заказали все необходимые комплектующие. Также на встрече с человеком, они сняли слепок его руки для того, чтобы делать протез.
А тут они производят измерение мышечных сокращений и находят оптимальное расположение датчиков.
Давайте пожелаем им удачи в этом деле, и будем следить за продолжением их действий в группе Вконтакте: https://vk.com/cyberbioniccompany
Объединение мозгов трёх людей в сеть
Американские ученые представили BrainNet — систему интерфейса мозг-мозг, которая неинвазивно принимает сигнал от мозгов двух людей с помощью электроэнцефалограммы и передает его третьему человеку через транскраниальную магнитную стимуляцию. С помощью такого интерфейса исследователям удалось обучить добровольцев играть в игру наподобие тетриса: получая инструкции от двух людей третьему человеку удалось выиграть более чем в 80 процентах случаев. Препринт статьи опубликован на arXiv.
Для эффективной работы интерфейсов мозг-мозг (brain-to-brain interfaces) приходится использовать инвазивные технологии. К примеру, соединять мозги в распределительную сеть, которая позволяет решать несколько задач, в 2015 году научились ученые из Университета Дьюка: для этого они использовали электроды, вживленные в мозг трех макак. Во многом из этических соображений инвазивный мониторинг и стимуляцию почти не используют для экспериментов с участием здоровых людей, из-за чего создание человеческих интерфейсов мозг-мозг технически осложнено. Тем не менее, для этого можно использовать современные неинвазивные методы мониторинга и стимуляции: к примеру, электроэнцефалографию (ЭЭГ) и транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС).
Сделать подобный интерфейс решили ученые под руководством Линсяня Цзяна (Linxing Jiang) из Вашингтонского университета. В их эксперименте приняли участие 15 человек, которых разделили на пять троек. В каждой тройке два человека выполняли роль передатчиков, а третий — роль получателя: активность мозга первых двух людей считывалась при помощи ЭЭГ, а активность мозга третьего регулировалась при помощи ТМС. Каждой тройке необходимо было сыграть в игру, напоминающую тетрис: в игре появлялся квадратный блок, который можно было перевернуть, чтобы заполнить ряд. Передатчики могли видеть ряд и знали, нужно ли переворачивать блок; при этом получатель ряд не видел, но принимал решение о том, перевернуть ли блок, именно он.
При принятии решения передатчикам необходимо было смотреть на лампочку (справа или слева — в зависимости от того, переворачивать или не переворачивать блок), мигающей с разной частотой, в результате чего формировался сигнал, который передавался с помощью ТМС к зрительной коре получателя. Стимуляция зрительной коры (ниже или выше порога — в зависимости от ответа) вызывала появление фосфена — зрительного ощущения, из-за которого появляется небольшое светящееся пятно. Если получатель видел такой фосфен, то он решал переворачивать блок, если нет — то не переворачивал.
С помощью разработанного интерфейса получателям удалось правильно расположить фигуру в 81,25 процента случаев, что значительно выше случайного попадания. Кроме того, ученым удалось научить получателя выделять правильный ответ на фоне шума: для этого они попросили одного из участников-передатчиков давать умышленно неправильные ответы. Оказалось, что получателя можно не только научить принимать решения на основе активности мозга передатчиков, но и научить определять, какое из двух решений правильное.
Стоит уточнить, что интерфейсы мозг-мозг уже разрабатывались ранее: тем не менее, в новой работе ученым впервые удалось сделать подобный интерфейс с участием более двух субъектов.
Несмотря на то, что для исследований с участием людей чаще всего используются неинвазивные методы стимуляции и нейровизуализации, исследовать мозг глубже можно, к примеру, с помощью пациентов с эпилепсией: в кору их головного мозга для анализа приступов часто вживляют электроды. К примеру, прошлой осенью с помощью инвазивного мониторинга активности нейронов ученым удалось определить разницу между осознанным и неосознанным восприятием, а с помощью стимуляции — заставить пациента видеть лица и радугу.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.
Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.
Созданы первые биороботы
Ученые извлекли клетки из эмбрионов африканских лягушек и создали из них совершенно новые формы жизни — «ксеноботов», названных по аналогии с видом Xenopus laevis. Эти миллиметровые биороботы способны двигаться к цели и восстанавливаться после разделения.
«Это не традиционные роботы и не животные. Это новый класс артефактов: живой программируемый организм», — сказал Джошуа Бонгар, специалист по компьютерным технологиям и робототехнике в Университете Вермонта.
«Для них можно найти множество применений, например, поиск вредных соединений или радиоактивного загрязнения, сбор микропластика в океанах и проведение операций в организме человека», — сказал соавтор исследования Майкл Левин, руководитель Центра регенеративной биологии и биологического развития.
Как отмечается в исследовании, группа ученых впервые спроектировала полностью биологические машины с нуля, это не клонирование или создание генномодифицированных организмов. Новые существа были разработаны на суперкомпьютере, а затем собраны и протестированы биологами в Университете Тафтса в США.
Используя крошечные щипцы и еще более тонкий электрод, клетки разрезали и соединяли под микроскопом в точном соответствии с компьютерными моделями. Собранные в телесные формы, никогда не встречавшиеся в природе, клетки начали работать вместе, согласованно двигаться и исследовать свою водную среду в течение нескольких дней, питаясь энергетическими запасами эмбрионов.
Эксперименты показали, что группы ксеноботов могут перемещаться по кругу, выталкивая гранулы в центр — спонтанно и коллективно. Некоторые ксеноботы были созданы с отверстием в центре для уменьшения сопротивления. По словам ученых, возможно, это первый шаг к использованию разработанных компьютером организмов для транспортировки лекарств.
Кроме того, ксеноботы оказались способны к регенерации. «Мы разрезали их почти пополам, а они снова срастаются и продолжают работать», — сказал профессор Бонгард.
По словам ученых, потенциал полученной информации глубоко проникает как в вычислительную науку, так и в наше понимание жизни. «Если посмотреть на клетки, из которых мы строим наших ксеноботов, то геномно это лягушки. Это 100 % лягушачий ДНК. Но мы понимаем, что по анатомии это уже не лягушки».
Возможно, создание ксеноботов — это также шаг к пониманию того, что ученые называют «морфогенетическим кодом», общей организации организмов и того, как они вычисляют и хранят информацию, основываясь на их истории и окружающей среде.
Многие люди беспокоятся о последствиях технологических изменений и сложных биологических манипуляций. И ученые согласны с тем, что, работая со сложными системами, которые мы не понимаем, можно получить непредвиденные последствия. Но, как они отмечают, это исследование помогает продвинуться вперед в их понимании и исключить опасения, связанные в том числе с развитием автономной техники.