В интервью News.Ykt.Ru инженер и исследователь Айыысхан Алексеев рассказал о собранном им протезе руки, нейронных сетях и объяснил, почему цифровое бессмертие в том виде, в котором его обычно представляют фантасты, невозможно.

В августе 30-летний инженер из Якутска Айыысхан Алексеев и его команда представили функциональный протез руки. Алексеев - исследователь, биолог, директор компании "Технологии комфорта". По словам коллег, он один из самых перспективных молодых изобретателей Якутии.

Сам Айыысхан просит называть себя не изобретателем, а "просто инженером". Сейчас он преподает в IT-школе "Алтан" и параллельно занимается несколькими своими проектами - робоконструктором, нейрокомпьютером, системой "Умный дом" и бионическим протезом руки.

Для создания протеза Айыысхан взял за основу открытые разработки японских ученых. Вместе с другими энтузиастами он русифицировал их, подогнал протез под размеры руки волонтера, распечатал его на 3D-принтере, а затем собрал, совместив с обычным косметическим протезом.

Теперь инженер планирует создать сайт, на котором разместит файлы и подробную инструкцию на русском языке. Благодаря этому проекту каждый русскоязычный пользователь сможет сам собрать функциональный протез.

Обладательница первого такого протеза, сделанного в Якутии, Нюргуяна Попова признается, что даже не могла предположить, что в республике найдутся такие умельцы.

"У меня инвалидность с рождения, и я уже привыкла, что справляюсь со всем без протеза", - рассказывает Нюргуяна. Она заместитель председателя организации "Движение без барьеров", работает куратором "Уроков доброты" в благотворительном фонде "Харысхал".

"До этого у меня были только косметические протезы, но я их не носила: они неудобные, ими нельзя ничего сделать, - объясняет девушка. - Думала о функциональных протезах, но понимала, что это связано с большими расходами, поэтому долгое время эта тема была для меня закрытой".

Когда в СМИ появились сообщения о бионическом протезе, многих удивило, что молодые ученые и инженеры сделали все своими силами - на одном энтузиазме. Более того, команда Айыысхана отдала протез девушке безвозмездно.

"Мне нравится концепция открытых проектов, которые могут создаваться и поддерживаться силами энтузиастов. Идеи, которые способны облегчить жизнь тысячам людей, должны распространяться свободно", - отвечает Айыысхан на вопрос, почему он решил сделать проект некоммерческим.

"С помощью этого протеза можно брать, поднимать и переносить небольшие вещи весом до полутора килограммов. Он управляется с помощью встроенного джойстика и работает от аккумулятора. У протеза три мотора: самый мощный отвечает за указательный палец, второй - за большой, третий - за три остальных пальца. Вот этот третий мотор не особо мощный, поэтому хват недостаточно сильный. А с помощью этих вот кнопок можно менять наклон и положение руки", - объясняет Айыысхан, показывая, как устроен протез.

Нюргуяна надевает протез, включает его и демонстрирует, как он работает: поднимает и сжимает небольшую бутылку с водой. Картина действительно футуристическая: миниатюрная девушка с пластиковой бионической рукой, на огромном столе - 3D-принтер, макеты и прототипы протезов.

В будущем инженер хочет усовершенствовать протез Нюргуяны - заменить пластиковые шестеренки на металлические, усилить сочленения. Затем Айыысхан планирует создать гораздо более сложное устройство - протез с миографическим сенсором, который будет считывать мышечные импульсы.

- Проект полностью добровольческий. В нем мог принять участие любой, кто хотел нам помочь. Мы быстро нашли добровольца - Нюргуяну, уже в феврале распечатали первый образец. У нас было четыре главные задачи: русифицировать материалы японского проекта, скорректировать размеры пальцев и кисти, совместить бионический протез с косметическим и найти все нужные технические детали.

Мы долго искали дизайнера, занимающегося 3D-моделированием. Нужно было уменьшить пальцы и кисть протеза. С этим нам помогли Анна Петрова (преподаватель Инженерно-технического института СВФУ - от ред.) и дизайнер Айаал Тумусов.

Что далось сложнее всего?

- Поиск мелких деталей. Долго искали винтики и пружины определенных параметров. В итоге с трудом нашли их на одном питерском заводе.

Насколько доступен пластик, из которого вы сделали протез?

- Катушка такого пластика стоит 1500 рублей. Это PLA - довольно стандартный для 3D-печати материал. Он экологически безопасный, биоразлагаемый. Одной катушки хватает на две-три руки.

А что тогда было самым дорогим компонентом протеза?

- Аккумулятор. Он стоил полторы тысячи рублей.

Над созданием протеза для Нюргуяны Поповой работали резиденты инкубатора "Орех", дизайнер Айаал Тумусов, преподаватель СВФУ Анна Петрова, Влада Ноева, которая познакомила Нюргуяну с командой Айыысхана, сотрудница МФЦ Анна Матаннанова и менеджер Алена Архипова. Алена ставила дедлайны, вела переговоры и вышла на руководителя японского проекта, чтобы получить его разрешение на использование их материалов. За техническую часть проекта отвечал Айыысхан Алексеев.

Сколько всего вы потратили на создание протеза? Просто когда слышишь, сколько стоят коммерческие бионические протезы, кажется, что любой функциональный протез стоит невероятно дорого.

- Потратили около четырех тысяч.

Долларов?

- Рублей.

Всего-то?

- Сэкономили за счет того, что напечатали протез на нашем 3D-принтере. Заказали в Китае десять электронных плат по два доллара, купили микроконтроллер Arduino за полтысячи рублей, мелкие технические компоненты, которые тоже обошлись в 500 рублей, и другие мелочи.

Ну и другой важный момент: когда мы работали над этим проектом, мы ставили перед собой цель использовать именно доступные материалы. Те, что можно найти в России или без проблем заказать в интернет-магазинах.

Конечная цель нашего проекта - создать сайт, на котором мы выложим инструкцию, оригинальные и отредактированные файлы для создания протеза. Мы хотим, чтобы в дальнейшем этот проект развивался усилиями энтузиастов.

Айыысхан говорит, что идея создать протез показалась ему любопытной из-за его интереса к робототехнике и бионике.

Он вырос в селе Оленек, после школы поступил на биолого-географический факультет ЯГУ (сейчас Институт естественных наук СВФУ - от ред.).

"Меня всегда интересовали самоорганизующиеся функциональные системы. Поэтому хотел стать биологом - путешествовать, ходить в экспедиции. Но уже после университета понял, что меня больше интересуют технические науки", - объясняет инженер.

После окончания вуза Алексеев работал в компании "Технологии базальтовых материалов", производившей базальтовое волокно и изделия из него. Во время командировок Айыысхан ездил в город Бийск. Там же, по его словам, у него появился интерес к робототехнике. В 2012 году он собрал своего первого робота из подручных материалов.

Сейчас исследователь хочет открыть лабораторию бионики на базе Северо-Восточного федерального университета.

- Протез, экзоскелеты - это все относится к бионике, стоящей на стыке биологии, инженерных наук и кибернетики. В лаборатории мы могли бы вплотную заниматься не только протезами, но и другим нашим проектом - нейрокомпьютером.

В чем суть этого проекта?

- Основная мысль такая: зачем пытаться самим изобрести искусственные нейронные сети, если природа уже создала сильный интеллект - наш, человеческий? Мы можем изучить биологические нервные системы и попытаться эмулировать их - создать их цифровую копию, то есть представить in silico (компьютерное моделирование эксперимента, чаще биологического, - от ред.).

Мы хотим сделать аппаратную платформу и загрузить в нее нервную систему червя-нематоды. Ученым удалось полностью оцифровать нервную систему только этого червя, поскольку у него очень простая нервная система. Она состоит из 302 нейронов и находится в открытом доступе. Мы можем обработать ее и загрузить в специально разработанный для этого параллельный компьютер.

Если все пройдет успешно, мы получим цифровую версию червя, которая будет вести себя точно так же, как и ее биологический прототип. Затем мы сможем оцифровать нервную систему более сложного организма - например, пчелы, у которой около 800 тысяч нейронов.

Если удастся эмулировать нервные системы насекомых и других беспозвоночных, это будет означать, что шаг за шагом можно эмулировать и более сложные нервные системы. В будущем - пусть и неизвестно, когда это получится, - это приведет нас к тому, что мы сможем оцифровать нервную систему человека и получим сильный искусственный интеллект.

Сейчас очень актуально глубокое обучение (ветвь развития машинного обучения, где используется модель, вдохновленная устройством мозга - взаимодействием нейронов, - от ред.). Исследователи, занимающиеся нейронными сетями, пытаются сконструировать элементы сильного искусственного интеллекта. И мы уже видим результаты этой работы: нейронные сети распознают лица, образы, пишут стихи.

Слышали, что нейронная сеть недавно победила в конкурсе эссе? Эксперты были уверены, что это произведение написал человек.

Не слышала. То есть одна из основных характеристик действительно сильного искусственного интеллекта - способность к творчеству?

- Здесь речь идет о когнитивных функциях в целом. В идеале сильный искусственный интеллект должен мыслить как человек - делать умозаключения, уметь анализировать и генерировать идеи.

Есть два возможных пути того, как в будущем может появиться сильный искусственный интеллект. Сторонники бионического подхода считают, что нужно изучать нейробиологию и научиться моделировать их нервную систему с помощью компьютеров. А приверженцы глубокого обучения уверены, что можно создать искусственную нейронную сеть, которая будет самостоятельно обучаться, самоорганизовываться и накапливать данные как человеческий мозг.

Мы застанем момент, когда рядом с нами будут ходить андроиды с уровнем интеллекта, не уступающим человеческому? Или это и через сотню лет будет чем-то из области фантастики?

- Вопрос с подвохом. Дело в том, что некоторые открытия происходят совершенно случайным образом. Часто бывает еще и так, что уже сделанные открытия и изобретения вовремя не признаются ученым сообществом и дожидаются своего времени. Порой проходят десятилетия до момента, когда они обретают актуальность и становятся востребованными.

Например, 3D-принтеры: они появились еще в 80-х годах, но патент был только у одной компании. Когда срок патента истек, эти принтеры стали производить другие предприятия, соответственно, их стоимость снизилась - они стали доступными.

Одна из серий "Черного зеркала" (сериал-антиутопия, посвященный влиянию информационных технологий на человеческие отношения, - от ред.) как раз посвящена бионике и цифровому бессмертию. В будущем сознание людей, которые умирают или уже умерли, загружают в систему имитации реальности, где они могут жить вечно молодыми в виртуальном городе. Возможно ли, ну хотя бы гипотетически, появление таких технологий?

- Сериал не смотрел, но это интересная и бурно обсуждаемая сейчас идея. Только я, как биолог, на сто процентов уверен, что цифровое бессмертие невозможно.

Тут есть один важный нюанс: если оцифровать биологическую нервную систему и успешно перенести ее на электронный носитель, это будет только ее копия. Гипотетически - при соблюдении определенных условий - копия будет думать, что она и есть "оригинал" - организм, чью нервную систему оцифровали.

Если бы это было возможно, вы бы согласились на такое "копирование"?

- Да, а почему бы и нет?

Возвращаясь к лаборатории бионики, когда планируется ее открытие?

- Пока эта идея на уровне предложения. Некоторые преподаватели и сотрудники университета поддержали эту инициативу. Думаю, нужно волевое решение руководства СВФУ.

Главное, что уже есть разработки. В прошлом году я получил патент на технологию в области бионики. Это модель нейрона, который, по моему мнению, больше подходит для эмуляции биологических нервных систем. Сейчас разрабатываю еще одну технологию в этой же области, которую тоже планирую запатентовать.

Вы упомянули, что испытываете сложности с финансированием. За счет чего вы сейчас зарабатываете?

- Ведем с коллегами из IT-школы "Алтан" образовательные курсы для детей. Оказалось, что такие услуги очень востребованы. За счет этих курсов сейчас финансируются все другие наши начинания.

И еще один проект, на который я делаю ставку, связан именно с образованием. Сейчас мы работаем над созданием программируемого робоконструктора для детей.

Что-то наподобие наборов "Амперки" (российская компания, которая занимается продажей и развитием хобби-электроники; к 2017 году оборот "Амперки" достиг 127 миллионов рублей, - от ред.) ?

- Мы равняемся на них - хотим стать дальневосточной "Амперкой". С помощью этого конструктора дети будут обучаться программированию и робототехнике.

Наш продукт будет первым конструктором, с помощью которого можно изучать основы машинного обучения. Будем использовать самую простую нейронную сеть, которая будет решать несложную задачу - например, обход препятствий. Думаю, эта идея выстрелит.

Сейчас IT-курсы для школьников невероятно популярны, те же наборы "Амперки" раскупаются буквально моментально. Родители нынешних школьников уже поняли, что будущее за IT-сферой?

- То, что будущее за IT, поняли уже все. IT-технологии вошли практически во все сферы. Не удивлюсь, если в будущем у экономистов будут требовать знания языков программирования.

Понятно, что работа изобретателя сопряжена с высокими рисками. Никто наперед не может сказать: вот та идея выстрелит, а эта совсем бесперспективна. Как вы относитесь к неудачам?

- Неудачи - это тоже очень ценный опыт. Мы набили себе много шишек, и это хорошо.

Не нужно бояться ошибиться. Любой опыт, пусть и неудачный, дает возможность получить знания и освоить новые навыки. История той же Кремниевой долины - это история тех, кто не сдался. Если не останавливаться и продолжать движение, ты в любом случае дойдешь до какого-нибудь значимого рубежа.

Другое дело, что хардверные проекты сложнее реализовать, чем софтверные. Они более трудоемкие и требуют больше затрат.

И из-за высоких рисков сложнее найти инвесторов?

- Поэтому хардверными проектами занимаются те, у кого есть мотивация и энтузиазм.

История знает много примеров, когда исследователи, бившиеся над созданием чего-то принципиально нового, сдавались и уходили в другие сферы из-за отсутствия финансирования и инвесторов. Многие разработки пылятся, будучи невостребованными, в лабораториях. Некоторые из них просто опередили свое время.

Как думаете, сейчас пик интереса к нейронным сетям? Или он только намечается в ближайшем будущем?

- Интерес к нейронным сетям сейчас очень большой, и он оправдан. Нейронные сети способны справляться с действительно сложными задачами.

Два года назад нейронная сеть AlphaGo от Google победила человека в игре го. Хотя некоторые исследователи были уверены, что компьютер одержит верх в этой игре только через десятилетия, если вообще сможет это сделать.

На днях (интервью состоялось в августе, - от ред.), кстати, нейронная сеть будет играть в Dota 2 против профессиональных команд. В прошлом году бот уже одержал победу над человеком.

На кого ставите?

- На машину.

Надо же болеть за своих!

- Машина все равно победит - если не сегодня, то завтра (команда из пяти ботов два раза проиграла профессиональным командам на недавно прошедшем чемпионате по игре Dota 2 - The International 2018, - от ред).

Можно ли совершить научный прорыв, находясь в Якутске? Или с повсеместным распространением интернета не имеет значения, где ты работаешь?

- Не имеет значения, где ты находишься. Как говорили Ушницкие (Алексей и Афанасий Ушницкие - основатели и руководители компании MyTona, - от ред.), сейчас, если вы создаете что-то принципиально новое, вы автоматически вступаете в конкуренцию не только с местными компаниями, но и с разработчиками во всем мире.

Конечно, в хардверных проектах ты можешь испытывать сложности из-за удаленности от мировых столиц. Например, приходится заказывать некоторые детали в Китае. Но когда речь идет о софтвере, все границы стираются: нужны только компьютер и идея.

Мария Алексеев

Похожие новости

  • 14/09/2018

    Грузовой беспилотник чукотского изобретателя заинтересовал инвесторов

    ​Об интересе инвесторов к проекту грузового беспилотника изобретателя Виталия Маняхина сообщило 13 сентября ИА "Чукотка" со ссылкой на "Радио Пурга". Как уточняет агентство, проект Маняхина был одним из шести, представленных на "Молодежной площадке" Восточного экономического форума.
    157
  • 14/03/2018

    Якутские ученые проводят испытания сайлентблоков из морозостойкой резины

    ​Исследователи лаборатории "Технологии полимерных нанокомпозитов" Северо-Восточного федерального университета проводят испытания сайлентблоков, изготовленных из резиновой смеси с повышенными прочностными свойствами и эластичностью на основе морозостойкого каучука.
    563
  • 25/06/2018

    Якутские ученые знают, как согреться холодом

    Якутский ученый Анатолий Чомчоев разработал модель маленького автономного атомного генератора мощностью в 15 кВт, который может снабжать поселок в сто домов энергией на протяжении 50 лет. По словам автора, изобретением уже заинтересовалась компания «Тесла», а вот российская власть молчит.
    598
  • 23/08/2018

    Молодые ученые из СВФУ представят инвестпроекты в области медицины и робототехники

    ​Молодые ученые из Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) представят три инвестиционных проекта на Восточном экономическом форуме (ВЭФ), который пройдет в сентябре во Владивостоке. Об этом ТАСС сообщили в Арктическом инновационном центре вуза.
    190
  • 18/04/2018

    «BIOHackathon-2018»: технологии, мобильное приложение и компактное устройство

    ​С 12 по 14 апреля в Технопарке "Якутия" состоялся "Биохакатон-2018". Конкурс по разработке биотехнологических проектов с большим потенциалом коммерциализации собрал участников самых разных возрастов, интересов и направлений - школьников, медиков, биологов, физиков, программистов, химиков.
    419
  • 16/08/2017

    СВФУ начал сотрудничество с детским технопарком «Кванториум»

    ​Северо-Восточный федеральный университет стал первым интеллектуальным партнером детского республиканского технопарка "Кванториум". В рамках сотрудничества особые усилия будут направлены на профориентационную работу, возрождение престижа инженерных и научных профессий.
    626
  • 24/09/2018

    Особую резину создают якутские ученые

    ​С некоторой долей зависти мы наблюдаем за достижениями заграничных фирм в разных сферах, восхищаемся научными разработками. Однако у нас тоже есть чем гордиться! В Якутске уже более 20 лет работает фирма «НОРДЭЛАСТ», созданная на базе Института неметаллических материалов (они уже давно объединены с Институтом проблем нефти и газа).
    148
  • 15/05/2017

    В СВФУ разработали высокопрочную и морозостойкую резину

    Ученые СВФУ запатентовали способ получения высокопрочной и морозостойкой уплотнительной резины. Об этом сообщил соавтор проекта, ведущий инженер лаборатории "Технологии полимерных нанокомпозитов" Северо-Восточного федерального университета Афанасий Дьяконов.
    1062
  • 15/08/2018

    Якутяне сделали бионический протез руки, распечатанный на 3D-принтере

    Группа якутян сделала бионический протез руки. Для этого они распечатали детали косметического протеза, собрали его и объединили бионическую кисть с основой протеза. Данный аппарат они уже передали добровольцу - красавице Нюргуяне Поповой, которая одобрила новинку.
    244
  • 06/09/2018

    На ВЭФ-2018 СВФУ представит проект морозостойких изделий

    С 11 по 13 сентября во Владивостоке пройдет Восточный экономический форум-2018, который соберет перспективные инвестиционные проекты со всех уголков мира. Лаборатория технологии полимерных нанокомпозитов Института естественных наук Северо-Восточного федерального университета представит на форуме проект резинотехнических и полимерных изделий.
    175