Кто — кого?

Сердце и рука

Перу польского писателя Станислава Лема принадлежит забавный рассказ «Существуете ли вы, мистер Джонс?». В нем речь идет о судебном процессе, возникшем в связи с иском, предъявленным фирмой «Кибернетикс компэни» некоему Гарри Джонсу — профессиональному автомобильному гонщику. Периодически попадая в катастрофы, последний терял руки, ноги, внутренние органы, полушария мозга.

После каждой катастрофы он заказывал в кредит фирме «Кибернетикс компэни» взамен утраченного органа соответствующий протез. Его задолженность росла, и в конце концов фирма поставила вопрос о возврате всех изделий. К этому времени Гарри Джонс уже целиком состоял из протезов и был чисто техническим устройством, сохранив тем не менее все свойства полноценного живого существа. Хитроумными доводами и каверзными вопросами он (или, если вам больше нравится, оно) заводит суд в тупик и добивается того, что судебное разбирательство откладывается…

Гарри Джонс Лема — усовершенствованный потомок Робота — детища чешского писателя Карела Чапека. Робот — еще автомат, которому чужды человеческие чувства, хотя он и обладает сверхчеловеческими качествами. А составленного из одних протезов Джонса уже не удается отличить от рядового человека. Он разумен — разумен в том смысле, что рассуждает так, как рассуждал бы на его месте обыкновенный человек. В споре находит доводы, понятные и убедительные для других людей; обладает чувством собственного достоинства; способен сердиться и смеяться, хитрить и лукавить. Он работает, выбирая работу получше, и имеет свои принципы. Одним словом, это разумное, полноценное живое существо, только искусственное. Искусственное разумное полноценное живое существо. Сокращенно: И-ра-по-жи-с. За Роботом Ирапожис!

Как видим, в области фантастики наметился прогресс, основанный на гиперболе — обычном литературном приеме, выражающемся, скромно говоря, в крайнем преувеличении какого-либо факта, явления, события.

А фактом является то, что техническое устройство может более или менее успешно выполнять функции живого органа. Скромное начало этому положили кусочки металла, деревяшки и крючки, которыми люди пользовались еще несколько сотен лет назад взамен утраченных зубов, ног, рук. Первые такие протезные изделия поражали современников так же, как их затем поражали куклы Вокансона и Дро, первая паровая машина, первый фонограф, первый автомобиль. Как сегодня поражают электронные машины и автоматы, умеющие делать «все».

Шло время, и то, что поражало людей когда-то, становилось сначала привычным, затем отсталым, потом окончательно устаревшим. Что казалось фантазией, становится реальностью. Крючок вместо руки, деревяшка вместо ноги — это разве дело? У человека могут на время отказать почки, сердце, легкие. Зачем же ему погибать из-за такого «пустяка»?

Вы, наверное, знаете, как устроена самая простая помпа, изобретенная более двух тысяч лет назад, помпа, для привода которой строились первые паровые машины.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. При его ходе вниз открывается только впускной клапан, и полость заполняется жидкостью. При ходе вверх поршень выталкивает эту жидкость под давлением через выпускной клапан. При этом впускной клапан остается закрытым. Ход за ходом жидкость перекачивается из одного трубопровода в другой. Так можно откачивать воду из шахты, накачать ее в бак, поднятый над землей.

Сердце человека — сдвоенная помпа, которая поддерживает кровообращение, перекачивая кровь из вен в артерии. Человек может прожить 40 дней без пищи, 10 дней без воды, несколько минут без воздуха; при этом он сохраняет способность мыслить, принимать решения, бороться за жизнь. Но стоит только на несколько секунд приостановить поток крови, текущей в мозг, — и человек теряет сознание, перестает быть человеком, хотя процесс «прощания души с телом» продолжается после этого еще несколько минут.

«Тук-тук!» — интервал, «тук-тук!» — интервал… 72 раза в минуту, иногда чуть чаще, иногда чуть медленней, 36 миллионов ударов в год оно бьется без отдыха, без перерыва. При каждом ударе сердце перекачивает 150 кубических сантиметров крови, за 50 лет 300 тысяч тонн!

Мощность, развиваемая сердечной мышцей, больше мощности, развиваемой ножными мышцами человека, бегущего с предельной скоростью. Мышцы ног быстро устают, сердце в таком темпе работает десятилетия.

По надежности и долговечности ни один насос, ни одна помпа не могут равняться с сердцем. И если про тренированного бегуна говорят, что у него железное сердце, то в свете сказанного это совсем не звучит как комплимент сердцу.

Хотя сердце делает то же самое, что обычная помпа, но делает оно это, конечно, совсем не так и конструктивно устроено совсем по-другому.

Сердце состоит из двух половин, каждая из которых делится на предсердие и желудочек. Использованная организмом кровь — бедная кислородом и насыщенная углекислотой — по двум венам поступает в правое предсердие, затем в правый желудочек. Правый желудочек по легочным артериям прокачивает эту кровь через легкие под давлением 20 миллиметров ртутного столба.

В легких кровь очищается от углекислоты и насыщается кислородом. Затем по легочным венам кровь попадает в левое предсердие, оттуда в левый желудочек, который под давлением 120 миллиметров ртутного столба гонит кровь через аорту и систему разветвляющихся артерий во все уголки организма. Там, в миллиардах мельчайших сосудов — капиллярах, происходит обмен веществ между кровью и тканями. Капилляры, соединяясь, образуют сначала мелкие вены, затем все более крупные, которые, наконец, сливаются в две вены, открывающиеся в правое предсердие.

Что служит двигателем для этой помпы? Мышцы, образующие стенки предсердий и желудочков, способные сокращаться, как сокращается любая другая мышечная ткань. Мускулистые стенки — миокард — имеют разную толщину: в области предсердий 2–3 миллиметра; правого желудочка, качающего кровь под малым давлением, 5–8 миллиметров; левого желудочка, развивающего сравнительно большие давления, 10–15 миллиметров.

Как и обычная помпа, каждый из желудочков оборудован двумя клапанами. В период наполнения желудочков их стенки расслабляются, открываются впускные клапаны из предсердий, закрываются выпускные клапаны, соединяющие желудочки с артериями. Сокращение сердечной мышцы ведет к закрытию впускных клапанов и открытию выпускных. А затем сердечная мышца вновь расслабляется и из предсердий в желудочки поступают очередные порции крови. «Тук-тук! Тук-тук!..» — стучат, как хлопающие двери, быстро закрывающиеся сердечные клапаны — сначала впускной, потом выпускной.

Сто тридцать лет назад Английская ассоциация прогресса науки выделила специальную комиссию, которая должна была выяснить происхождение этих таинственных тогда стуков. А теперь, как опытный автомеханик, вслушиваясь в работу двигателя, проверяет его регулировку, опытный врач по силе и частоте ударов судит о работе сердца и состоянии клапанной системы.

Достаточно быть хотя бы немного знакомым с техникой, чтобы оценить, насколько экономно и целесообразно сконструирован живой агрегат объемом с кулак и весом всего в 300 граммов, объединяющий в себе насос и приводящий его в действие двигатель, способный в период больших физических нагрузок развивать мощность до 150 ватт.

И в самом же сердце скрывается система управления этим биологическим двигателем, заставляющая с точностью часового механизма биться сердце 100 тысяч раз в сутки.

В едва видимом комочке ткани, в так называемом синусном узле, расположенном в задней стенке правого предсердия, 72 раза в минуту возникает короткий электрический импульс. Распространяясь по мышечным тканям предсердий, он вызывает их сокращение.

Возбуждение достигает второго — предсердно-желудочкового — узла, где происходит задержка импульса на 0,05–0,07 секунды, в течение которых заканчивается сокращение предсердий. Из второго узла возбуждение распространяется в течение нескольких сотых долей секунды на мышечную ткань обоих желудочков, вызывая их одновременное сокращение. Затем следует интервал — расслабление, после которого возникает очередная «искорка», управляющая работой всего сердца.

Раз за разом по сердечной мышце растекаются биотоки, и живой насос мощно перекачивает кровь.

Ученые уже давно научились записывать биотоки работающего сердца. На электрокардиограмме четко видны все фазы этого периодического процесса. Вот возникает небольшая волна (во всем мире ее обозначают латинской буквой P): это работают предсердия. Затем импульс передается желудочкам, на кардиограмме это отражается «выплеском» QRS. На протяжении всего интервала T сокращаются желудочки, а затем наступает период расслабления — отдых.

Миллиарды сердец бьются, поддерживая жизнь миллиардов людей. Каждый удар, каждый цикл работы сердца протекает по одним и тем же законам, одну и ту же кривую должен писать автомат электрокардиограф, регистрирующий биотоки сердца. Любые изменения в электрокардиограмме настораживают врача, помогают ему обнаружить неисправности в работе сердца и понять их причины. Таких неисправностей, врожденных и «благоприобретенных», могут быть десятки и сотни, но природа закладывает в свои конструкции очень высокую степень надежности.

Точно установлено, что сердце продолжает качать кровь, даже если омертвеет большая часть ткани сердечной мышцы.

Стенки правого желудочка могут быть полностью разорваны, его вообще можно исключить из цепи кровообращения — и все равно кровь будет течь в легкие.

Сердечные клапаны могут подтекать меньше или больше — сердце будет работать.

Синусный узел перестанет генерировать управляющие сигналы — его функции возьмет на себя предсердно-желудочковый узел, — сердце будет работать, по возможности лучше приспосабливаясь к своим собственным дефектам.

Ни одно техническое устройство не может действовать, имея подобные дефекты; ни одну из своих конструкций человек не может сделать с такой высокой степенью надежности.

Но как ни надежно сердце, бывает, что и оно нуждается в срочном, сверхсрочном ремонте.

…Над операционным столом склонились несколько человек. Один из них, тот, кому больной вручил свою жизнь, отдает отрывистые приказы, которые молниеносно выполняют его помощники. Уже вскрыта грудная полость и перед людьми в белых халатах бьется живое человеческое сердце. Но кто еще, кроме хирурга, осмелился нарушить напряженную тишину операционного зала? Откуда вдруг появился мерный шум? Это рядом с людьми начал работать автомат — искусственное сердце, которое на время операции заменит живое сердце, требующее вмешательства хирурга.

В две вены, по которым кровь возвращается в правое предсердие, введены трубки, и теперь, вместо того чтобы течь в правый желудочек, кровь течет в состоящее из трубок и помп искусственное сердце, прокачивающее ее через искусственные легкие, где происходят процессы насыщения крови кислородом и очищения ее от углекислоты, аналогичные тем, что идут в настоящих легких.

Затем кровь самотеком поступает в спиральный резервуар. Если в ней останется хотя бы один пузырек газа, то он осядет на стенках первого же витка спирали.

Спиральный резервуар помещен в сосуд с подогретой водой, благодаря чему поддерживается необходимая температура крови, которая из резервуара поступает на вход помпы и из нее через трубку — в артериальную систему человека. Эта кровь проходит нормальный путь по организму человека, поступает в вены и оттуда снова в автомат.

Освободив сердце от выполнения основной обязанности и осушив его, хирург имеет возможность и время, чтобы произвести такой ремонт и исцелить больного от таких недугов, которые десять лет назад казались абсолютно неизлечимыми.

В настоящее время уже существуют и применяются несколько различных конструкций автомата «искусственное сердце-легкие». Без вредных последствий для больного ими можно поддерживать искусственное кровообращение минуты, часы. Считают, что в недалеком будущем их можно будет применять по многу часов и даже дней.

Но постоянно действующее искусственное сердце — извечная мечта врача и поэта — еще долго будет оставаться мечтой. Гарри Джонс из рассказа Лема пока имеет все основания утверждать, что искусственное сердце, изготовленное для него фирмой «Кибернетикс компэни», по габаритам, весу, эффективности и надежности похоже на естественное сердце не больше, чем кочерга на деву Марию.

Помимо внутренних органов, Гарри Джонс потерял конечности. Посмотрим, что в этом отношении можно для него сделать сейчас, и тогда, может быть, станет яснее, на что он может рассчитывать в обозримом будущем.

Чтобы заглянуть вперед, нам придется вернуться в один из осенних дней октября 1956 года. Поздний вечер, но в лаборатории еще горит свет. Близится конец года, а с ним и время отчета. Автор отчета сидит за столом, заваленным папками, книгами, чертежами. Целый год в лаборатории шли испытания макета станка с цифровым управлением, целый год сигналы программы превращались в электрические импульсы, а электрические импульсы — в перемещения инструмента и заготовки. Теперь наступила пора сравнить то, что было построено и испытано, с тем, что было задумано и спроектировано. На столе разложены осциллограммы, на которых записаны импульсы и перемещения.

Страшно интересно знать, что получилось, а тут, как на грех, в лаборатории сидит гость — сотрудник другого института — и обстоятельно, не торопясь, рассказывает о результатах своей работы в области, совсем далекой от интересов автора отчета. В его рассказе речь идет о новых механизмах протеза предплечья, о методах их расчета и проектирования. Механизм всегда остается механизмом, встроен ли он в автомат или в протез, в нем всегда много интересного, и постепенно беседа оживляется.

— Я понял, как действует ваш протез, — говорит хозяин, — и думаю, что исследовать его движения можно обычными методами. Одно только мне непонятно — ведь движениями протеза предплечья управляет здоровая часть руки, мышцы плеча. Как зарегистрировать момент начала сокращения соответствующих мышц?

— Электрофизиологи уже давно умеют это делать, — говорит гость. — Они записывают биотоки мышц руки примерно так же, как в поликлиниках записывают электрокардиограмму; при записи так называемых миограмм они прикладывают электроды на участок кожи над соответствующей мышцей.

— И что показывают эти миограммы?

— Когда мышца расслаблена, сигнала почти нет. Чем больше мышца напряжена, тем сильнее биоэлектрические импульсы. Я не знаю в подробностях их методик. Если хотите, приезжайте к нам в институт. Думаю, что наши физиологи с удовольствием вас с ними познакомят, а сейчас, может быть, нам лучше вернуться к вопросам анализа механизмов протезов…

— Подождите минуту! — вскакивает хозяин. — Ведь мы уже несколько лет занимаемся автоматом, движением механизмов которого управляют электрические импульсы. Вот они, у нас перед глазами. Программы движения, записанные в виде черточек на киноленте, черточек, которые превращаются в управляющие импульсы. А биотоки мышц — это, выходит, тоже программы движения! Так, может быть, их можно использовать не только для исследования мышечной деятельности? Может быть, биоэлектрический сигнал можно применить, например, для целей управления техническим устройством?

Биоэлектричество, отведенное от живого организма, управляет машиной?! Для такой системы так и напрашивается название — «биоэлектрическая система управления»!

Выпучив глаза и затаив дыхание, собеседники с минуту молча смотрели друг на друга. Человек привык все новое прежде всего примерять и приспосабливать к привычному, хорошо знакомому. И после паузы гость вопросительно произнес:

— Если вы утверждаете, что такая система сумеет чем-нибудь управлять, то, может быть, ее можно приспособить для управления протезом?

Помните, читатель, в главе «Точка, тире» вам предлагалось подумать о том, как можно было бы использовать аналогию в способах передачи информации по нервной сети живого организма и коммуникациям технического устройства? Идея биоэлектрического управления полностью вытекает из этой аналогии. Кратко ее можно высказать так:

«Программу» действия живого организма мозг зашифровывает в виде потоков электрических импульсов и направляет их затем по нервной сети ко всем исполнительным органам.

Но ведь и программу работы многих машин также зашифровывают и направляют к исполнительным механизмам в виде потоков электрических импульсов!

Само собой разумеется, что природа сигналов в обоих случаях различна. Но это ведь не мешает принять такой способ сигнализации в качестве единого кода для живого существа и технического устройства, когда они должны тесно взаимодействовать между собой.

В описанной выше беседе была сформулирована идея, но этого, конечно мало. Ее нужно было сделать зримой, овеществить. И вновь появился тот самый конструктор в очках с толстыми стеклами, с которым мы познакомились в главе «Заколдованный треугольник».

Физиология для инженера — темный лес. Жизнерадостный физиолог с круглым лицом и прищуренными глазами, излучающими улыбку, был в этом лесу, как у себя дома.

А в ящиках с электрофизиологической аппаратурой копался неторопливый радиоинженер.

Пять человек подобрались по типичным кибернетическим канонам. Разнородных специалистов объединили дружественные отношения, а главное — желание приложить свои знания и труд к новому делу и посмотреть, что из этого получится.

…И вот первый макет готов. Это совсем игрушка. Искусственная кисть установлена на ящике. Тяга, заставляющая кисть сжимать пальцы, приводится в движение механизмом, спрятанным в ящик. Этот механизм — очень упрощенный и сильно уменьшенный вариант электромеханического шагового двигателя, знакомого нам по первому станку с цифровым управлением. Вращением его вала управляли реле, включающиеся под действием электрических импульсов. А что или кто служит источником импульсов — лента с черточками или живая рука человека, — для технического устройства значения не имеет.

Посредине лаборатории выгорожена до потолка большая клетка, обтянутая металлической сеткой, экранирующей внешние помехи. Внутри клетки — оператор. Это один из пятерых. Правый рукав закатан до локтя, ниже локтя — резиновое кольцо, которым к коже прижаты электроды. Провода выползают из клетки и скрываются в недрах аппаратуры. А из недр аппаратуры вьются еще провода к ящику с игрушечной кистью. Рядом с оператором физиолог. За пределами клетки — остальные. Не слышно обычного смеха и шуток. Сейчас будет включена аппаратура. Что получится?

— Давай! — намного громче, чем нужно, звучит из клетки.

Загорелись контрольные лампочки.

— Согни кисть, — почти шепотом произносит физиолог.

Все глаза устремились на ящик с игрушкой. Кисть бездействовала. Еще попытка, еще… Все хором кричат оператору, чтобы он как следует напрягал мышцу или пусть выкатывается из клетки. Каждый предлагает свои услуги, и от торжественной тишины не осталось и следа. В этот момент смотритель аппаратуры обнаружил, что вилка, подвозящая питание к ящику с кистью, осталась выключенной. Привычным жестом он воткнул ее в розетку — и от неожиданности отпрянул в сторону. Из ящика послышалось краткое «тр-тр-тр!», заглушенное разгоревшейся дискуссией. Первого движения искусственной кисти никто не увидел. Но это не беда. Зато потом добрый час один за другим все желающие входили в клетку, надевали резиновый браслет, подсовывали под него электроды, сгибали и разгибали кисть. В ящике начиналась трескотня, послушная биотокам игрушка сжимала и разжимала искусственные пальцы.

А авторы изо всех сил делали вид, будто они ничего другого не ожидали.

Идея биоэлектрического управления стала очевидной, понятной, само собой разумеющейся… И тогда одно за другим начали возникать предложения — реальные, наивные, фантастические, — связанные с использованием этой идеи. А скептики начали не ложками — большими половниками добавлять деготь в бочку меда. Как и все, они видели игрушку, но в отличие от всех они видели только игрушку.

«Кому нужны эта клетка, шкаф с аппаратурой и трещотка? Что, кроме интересного фокуса, вы рассчитываете нам показать?»

По крайней мере наполовину скептики были правы. Действительно, клетка и шкаф с аппаратурой, приемлемые для лабораторных электрофизиологических исследований, были явно непригодны для технических приложений. Сомнения скептиков и свои собственные можно развеять только делом. Был разработан новый проект — теперь это был макет биоточного манипулятора. Авторский коллектив пополнился специалистами в области электроники. И вот в лаборатории, где почти два года тому назад состоялась первая беседа, испытывается новый макет.

Черная подножка, вертикальная труба, из которой горизонтально торчит искусственная кисть, одетая в щегольскую кожаную перчатку. Макет сделан непривычно аккуратно и чисто, все хорошо… Но рядом опять большой ящик. Что в нем?

В нем насос, приводимый в движение электродвигателем. Насос качает масло под давлением в две камеры, связанные с полостями гидроцилиндра и снабженные клапанами. Клапаны приводятся в движение соленоидами. А включением и выключением соленоидов управляют биотоки. Их отводят электроды, скрытые в специальном браслете, надетом на предплечье оператора. Слегка напрягая мышцы, оператор управляет положением клапанов, потоками жидкости, а в результате движением искусственной кисти.

Насос с двигателем, камеры с клапанами и громоздкими соленоидами — все эти агрегаты целиком и в готовом виде заимствованы из числа узлов, используемых в станках с программным управлением. Им пришлось отвести много места, ровно столько, сколько они занимали в исходной конструкции.

Зато теперь электронный узел, усиливающий и «обрабатывающий» биотоки и построенный на полупроводниках, помещается в маленькой коробке, спрятанной в черной подножке. По проводам внутри гибкого шланга в ящик идут управляющие сигналы, а из ящика по трубкам текут потоки жидкости в полости гидроцилиндра, скрытого внутри цилиндрического «предплечья». Поршень гидроцилиндра приводит в движение механизм кисти.

Осенью 1958 года работа над этим макетом была закончена, и он был выставлен на ВДНХ. В течение почти двух лет каждый желающий мог надеть браслет и управлять биоманипулятором. Желающих было много, и аппаратура прошла хорошую проверку на надежность и долговечность, были получены ответы на вопросы о том, как приспосабливается человек к новой системе управления, о регулировке этой системы применительно к разным операторам.

Биоэлектрический манипулятор при сжатии пальцев мог развивать большие усилия. Их величина ограничивалась только механической прочностью деталей кисти. Неизмеримо уступая живой кисти в подвижности, он может намного превзойти ее в отношении развиваемых усилий. «Мышечный усилитель» — самое первое техническое устройство, в котором материализовалась идея биоэлектрического управления.

Летом 1960 года в Москве проходил Первый Международный конгресс по автоматическому управлению. Во время одного из докладов на сцену поднялся юноша, подошел к черной доске и, взяв мел, под аплодисменты присутствующих написал на ней: «Привет участникам конгресса!» Почему зал так тепло встретил это вмешательство в спокойное течение заседания? Потому, что юноша брал мел и писал на доске протезом предплечья с биоэлектрическим управлением. Так идея биоэлектрического управления получила первое непосредственное практическое приложение.

Это был еще один шаг вперед; никаких клеток, шкафов и ящиков. Все укладывается в габариты и вес, приемлемые для человека, который пользуется протезом в обычной рабочей или домашней обстановке.

Биосигналы отводятся электродами, наложенными на кожу, покрывающую культю — остаток утраченного предплечья, и поступают в миниатюрный блок управления, спрятанный в кармане. Сигналы управления подводятся к электрическому микродвигателю, приводящему в движение механизм кисти. Когда у протезированного возникает желание сжать кисть, мозг превращает это желание в биоэлектрический сигнал, сигнал поступает от нервной сети в ткани усеченной мышцы, действует система биоэлектрического управления — и искусственная кисть сжимается.

Прошло несколько лет, и в нашей стране такие протезы теперь изготовляются десятками и сотнями. Представители многих зарубежных технических и лечебных фирм и заведений смотрят, изучают, записывают и запоминают, начинают проектировать и строить протезы с биоэлектрическим управлением. И не только протезы.

Протезирование — только первое, но далеко не единственное приложение идеи биоэлектрического управления.

…Космический корабль, возвращаясь из полета, стремительно мчится к Земле. Остается 200, 150, 100 километров, и вот корабль уже входит в плотные слои атмосферы, замедляющие его полет. Непреодолимые силы прижимают космонавта к креслу, в котором он полулежит. Он не может двинуть ни рукой, ни ногой; и если ему удается делать движения, то они медленны и неверны. Сохранив способность рассуждать и управлять кораблем, он лишен физической возможности осуществлять управление.

А теперь представьте, что космонавт располагается в не совсем обычном кресле. Его плечи и предплечья, прилегают к удобным полугильзам, укрепленным на жестких рычагах; верхний рычаг подвижно соединен со спинкой кресла, а другим концом, тоже подвижно, — со вторым рычагом. Живую руку космонавта дружески поддерживает механическая рука кресла. Ее подвижные сочленения снабжены приводами достаточно мощными, чтобы легко преодолеть силы, которые делают неподвижными руки космонавта при больших ускорениях и замедлениях корабля. Электроды, наложенные на несколько мышц, отводят биотоки, возникающие в них тогда, когда космонавт пытается двинуть невероятно отяжелевшей рукой. А дальше все происходит по известной нам схеме. Биотоки усиливаются, обрабатываются и используются для управления приводами механических рук. Движутся их звенья, а вместе с ними движутся руки космонавта, который теперь уже не остается пассивным наблюдателем.

В марте 1963 года американский технический журнал сообщил, что такая система уже построена и испытана в лабораториях Комплекса космических исследований. Значит, появилась еще одна — не первая и, наверное, не последняя — конструкция «мышечного усилителя».

Ну, а теперь попросите оператора встать с этого кресла и отойти от него на один или на тысячу метров, на сто или на миллион километров. Сохраните между ними проводную или беспроводную биоэлектрическую связь, и механические руки, помещенные там, где это нужно человеку, будут, может быть грубовато и несколько замедленно, повторять движения живых рук. Чтобы осуществлять управление таким манипулятором, понадобится система обратной связи, например, телевизионная камера около манипулятора и телевизионный приемник около оператора. Так можно контролировать все движения искусственных рук. Но этого может оказаться недостаточным.

Человеческая рука оснащена естественными датчиками-рецепторами, несущими в мозг информацию об усилиях, которые человек развивает, беря те или иные предметы, о температуре окружающей среды.

Ту же информацию можно получить (и получают) с помощью искусственных рецепторов-датчиков. Манипулятор, оснащенный такими датчиками, может аккуратно взять стеклянную колбу и тяжеленный кусок металла. Он сможет сравнить температуру окружающей среды с приемлемой для себя температурой и работать, соблюдая правила техники безопасности. Таким образом, манипулятор можно «очувствить»; в этом отношении никаких особых трудностей, даже чисто технических, нет.

Система, построенная американскими учеными, использует для биоэлектрического управления четыре мышцы. Сейчас уже известно, что с таким же успехом можно использовать пять, шесть, семь, восемь мышц.

Нетрудно представить, каковы возможности такой системы управления при ее рациональном построении. Уподобим каждую мышцу кнопке, могущей иметь два положения: включено — мышца напряжена, выключено — мышца расслаблена. Пусть посредством системы таких кнопок надо управлять несколькими рычагами при условии, что каждый рычаг может иметь три состояния: 1) неподвижен, 2) движется вправо, 3) движется влево. Четырех кнопок с избытком хватает для управления двумя такими рычагами, пяти кнопок — для управления тремя рычагами, семи кнопок — четырьмя, восьми кнопок — пятью рычагами.

С увеличением числа мышц, используемых для управления, возможности системы быстро растут; один рычаг может иметь 3 возможных состояния, система из 2 рычагов может иметь 9 возможных состояний, система из 5 рычагов — 243 состояния и т. д. Но при этом, конечно, возрастает сложность системы, особенно если некоторые или каждый из рычагов должны быть оборудованы датчиками обратной связи.

Протезы, мышечные усилители, дистанционные манипуляторы — это только несколько примеров практического использования идеи биоэлектрического управления. Но история этого изобретения еще только начинается; наверное, со временем число примеров его применения будет расти.

Итак, искусственное сердце и искусственные легкие, искусственная почка и фотоэлектрический глаз, электронный мозг и биоэлектрическая рука — смотрите, как быстро накапливаются на полках нашей этажерки «запчасти» для Гарри Джонса.

Может, и вправду пришла пора состряпать Ирапожиса? Но прежде чем перейти к делу, надо определить, о чем идет речь. И прежде всего определить, что такое «естественное разумное полноценное живое существо», искусственным подобием которого является Гарри Джонс?

В пылу дискуссии на тему «кто — кого?» забыли это сделать. Значит, нам надо заполнить этот пробел.

Будем понимать под «естественным полноценным живым существом» такое существо, которое непрерывно растет и развивается; которое в годовалом возрасте плачет по непонятным причинам и пачкает пеленки; которое в возрасте от 3 до 5 лет задает то мудрые, то бессмысленные вопросы; которое в 15 лет получает в школе двойки и пятерки, начинает интересоваться стихами и иногда моет шею без специальных напоминаний; которое в 20 лет работает у станка и в поле, сдает экзамены, кормит грудью ребенка; которое в 30 лет водит тракторы и проектирует спутники; которое на протяжении всей своей жизни обязательно связано тысячами и тысячами уз с тысячами и тысячами других полноценных живых существ; которое в конце жизни умирает, потому что процесс умирания является пока одним из неизбежных жизненных процессов.

Конечно, это определение только приблизительное, оно не несет каких-либо количественных оценок и, наверное, содержит ряд других недостатков.

Но поскольку другие определения пока отсутствуют, им вполне можно воспользоваться. И тогда легко договориться признать живым и полноценным такое искусственное существо, которое, будучи включенным в общество себе подобных естественных полноценных живых существ (смотри приведенное выше определение), на протяжении всей жизни от рождения до смерти сумеет жить и действовать в соответствии с законами этого общества, на равных правах со всеми его членами. Сумеет работать, двигаться, мыслить и отдыхать так же, как в среднем работают, двигаются, мыслят и отдыхают другие.

Если Ирапожис именно такое существо, то ученые и инженеры должны расступиться и пропустить вперед фантастов, воображение которых не стеснено никакими «не знаю», «не понимаю», «не умею».

Уже не один фантаст описывал некий универсальный и полноценный пищевой продукт, синтезируемый промышленным путем.

Представьте себе пищевые таблетки, небольшие по объему и вместе с тем содержащие все необходимое для питания организма, обладающие превосходными вкусовыми качествами и вызывающие ощущение приятной сытости. Другими словами, полностью удовлетворяющие запросам самого взыскательного потребителя.

Не правда ли, мысль о создании таких пищевых таблеток чрезвычайно привлекательна? Какое количество труда они могли бы сэкономить! Как бы упростился быт! Люди до конца своих дней сохранили бы стройную талию! И т. д. и т. п.

Вслед за такой, сегодня еще фантастической, мечтой можно выдвинуть предложение — разработать автомат, который из мифического продукта будет изготовлять питательные таблетки.

Как будет встречено такое предложение? Наверное, так. Работа над таким автоматом представляет определенный интерес в свете того, что творческие возможности человека неисчерпаемы, что когда-нибудь такой продукт будет создан. Но главная задача и сейчас и потом состоит и будет состоять в том, чтобы разрешать и разрешить бесчисленные «не знаю», «не понимаю», «не умею». Именно они наиболее сложны, важны и животрепещущи. И пока не будут намечены отчетливые перспективы их решения, мысли об Ирапожисе, как и о пищевых таблетках, остаются простой фантазией.

Вот теперь можно опять вернуться к бедняге Гарри Джонсу и попробовать ответить на вопрос, какие претензии он может предъявить к фирме «Кибернетикс компэни», если она претендует на то, что хотя бы некоторые ее протезы полностью восстанавливают функции, свойственные естественному полноценному живому существу.

Вспомним, что живая рука обладает 27 степенями подвижности. Каждая степень подвижности, образно говоря, эквивалентна одному рычагу, который может иметь три состояния: оставаться неподвижным, поворачиваться в одном или другом направлениях. Рука в целом при этом может иметь, грубо говоря, 5 · 10¹² различных состояний движения.

Это число, по классификации Эшби, является астрономическим, хотя оно еще не учитывает того обстоятельства, что каждое из движений живой руки может совершаться с самыми различными скоростями.

Механическая рука для каждой из 27 степеней свободы должна иметь 27 отдельных двигателей, оснащенных системами регулирования их скорости. И для использования искусственных биосигналов, генерируемых искусственным мозгом Гарри Джонса, потребуется 27 каналов усиления и обработки этих сигналов, а для их исполнения — 27 тонких и сложных механизмов, передающих движение 27 искусственным суставам. Все эти 27 суставов, как и оболочку искусственной руки, надо оборудовать неисчислимым количеством датчиков так, чтобы искусственный мозг получил информацию о движениях, чтобы Гарри Джонс чувствовал прикосновения, ожог и боль от царапины.

Вся эта сложная конструкция должна укладываться в очень скромные габариты и вес и притом быть приспособлена к резко форсированным режимам. Ведь если Гарри Джонс вздумает заниматься тяжелой атлетикой, то искусственной руке придется развивать, пусть даже в течение очень коротких промежутков времени, мощность в несколько лошадиных сил. И она без ремонта и переборок должна работать десятки лет подряд.

Да, фирма «Кибернетикс компэни» только начинает развертывать свою деятельность, и ей еще не скоро удастся выполнить заказы Гарри Джонса.