DARPA Pentagoni bioloogid lubavad võita surma, kudeda sünteetilisi replikante ja varustada Ameerika armeed kübergi ridadega
Aprilli alguses teatas USA kaitsealaste täiustatud uurimisprojektide agentuur (DARPA, Pentagoni edasiviiv uurimisrühm) uue biotehnoloogia divisjoni Biological Technologies Office avamisest. Selle missioon on panna bioloogia riikliku julgeoleku teenistusse, alates epideemiate alistamisest kuni sünteetiliste sõdurite loomiseni. Samal ajal kuulutati välja osakonna järgmise eelarveaasta eelarve - 2,9 miljardit dollarit.
DARPA staatus peamise innovatsiooniallikana on vaieldamatu. Agentuuri põhiolemus on pidevalt tagada, et USA sõjatehnoloogia oleks alati konkurentidest arenenum. Mõned agentuuri hiljutised algatused hõlmavad järgmist: humanoidsete ATLAS -robotite ja paljude muude robootikatüüpide loomine; nutikad proteesid, mis annavad edasi tõelisi kombatavaid tundeid; tehisnärvivõrkude programmeerimine - tegelikult arvutid, mis põhinevad inimese aju kognitiivsetel funktsioonidel. Nende tehnoloogiliste imede taustal, mis on võetud täpselt kaheksakümnendate klassikaliste küberpunk-romaanide lehtedelt, pole enam üllatav kujundada lihtsalt mingit iseõppivat superarvutit. Kui tulevikus luuakse täisväärtuslik tehisintellekt, ei tee seda mitte IT-ettevõtted, vaid Pentagoni tumedad geeniused (kes muide on ka Interneti eelkäijad).
DARPA on biotehnoloogiale varem piisavalt tähelepanu pööranud, kuid siiani polnud neil spetsiaalset osakonda, mis koordineeriks kõiki selle interdistsiplinaarse valdkonna uuringuid. Just seda soovib parandada biotehnoloogia arendusamet, mis loodi selleks, et "uurida bioloogia ja füüsika üha dünaamilisemaid ristmikke".
DARPA direktor Arathi Prabhakar ütles märtsi lõpus Esindajatekojas kongressimeeste ees rääkides, et „bioloogia on looduse parim uuendaja ja iga agentuuri puhul, mis tugineb innovatsioonile, oleks rumal mitte pöörduda selle meistri poole. keerulised suhted inspiratsiooni ja vihjete saamiseks."
“Tänapäeval võtab bioloogia oma koha peamiste kaitsetehnoloogia tulevikku esindavate teaduste seas … Biotehnoloogia büroo programmid on kõige laiemas vahemikus: üksikutest rakkudest organismideni ja nende populatsioonideni; ajast, millega närvisignaal edastatakse, kuni ajani, mil uus aevastamisviirus pärast aevastamist levib kogu planeedil. Biotehnoloogia büroo uurib looduslike protsesside äärmiselt keerukaid mehhanisme ja näitab, et neid saab rakendada riigikaitselistel eesmärkidel,”ütles DARPA pressiteates.
Russian Planet tutvus osakonna uue osakonna kõige lootustandvamate programmidega.
Ah, ära ütle: "Haavast verd." See on metsik
Biotehnoloogia büroo töö üks prioriteetseid valdkondi on USA sõjaväelaste kõrgtehnoloogiline rehabilitatsioon pärast erinevat tüüpi vigastusi. USA armee kirurgiliste uuringute instituudi andmetel on lahinguväljal peamine surmapõhjus verekaotus. Selle probleemi lahendamiseks on suunatud mitmed DARPA uuringud. Sõjaväel pole siiani midagi täiuslikumat kui lihtne marliside verejooksu peatamiseks. Selle efektiivsus on äärmiselt madal, sest kui veri ei peatu, tuleb sidet peaaegu kohe vahetada. Varjatud verejooksu ei saa kuidagi peatada. Seetõttu surevad paljud sõdurid mitte ainult lahinguväljal, vaid ka transpordis teel meditsiiniosakonda.
Arati Prabhakar.
Hiljuti kuulutas idufirma RevMedx välja muudetud süstla, mis täidab haava piirkonna 1-tolliste kitosaankäsnadega, mis paisuvad ja blokeerivad verejooksu. Kuid sel viisil peatub ainult väline verejooks. DARPA spetsialistid läksid kaugemale ja teatasid nn "staasisüsteemi" loomisest - seni on teada vaid see, et tegemist on "vahumaterjaliga", mis peatab verejooksu isegi kõhuõõnde. FDA kinnitab peagi kaasaskantava süstimisseadme esimese prototüübi.
Isegi kui verekaotust ei saa vältida, muudab osakonna teine areng selle mitte nii eluohtlikuks, päästes sõjaväelased verejooksust põhjustatud hüpoksiaohu eest. Teadlased töötavad vesiniksulfiidil põhineva ravimi kallal, mille süstimine aeglustab organismi füsioloogilisi protsesse. Loomkatsete käigus leiti, et vesiniksulfiid vähendab elundivajadust hapnikus, mille terav puudus põhjustab verekaotust. Sellise aine süstimine pikendab oluliselt aega, mille võitleja saab pärast surmaga lõppenud verekaotust veeta otse lahinguväljal, oodates vereülekannet. Seega loodavad nad DARPA -s, et sõdur saab ise süstida, siseneda "talveunerežiimi" ja oodata arstiabi väljasaatmist - kuni mitu päeva.
Puuetega küborgid
Agentuuri töötajad teavad hästi USA võimude poolt neile pakutavaid peaaegu piiramatuid võimalusi ega kannata vale tagasihoidlikkuse all. Näiteks nimetatakse arenenud proteeside väljatöötamise programmi ilma probleemideta - “revolutsiooniline proteesimine”. See käivitati juba 2006. aastal, kuid on nüüd täielikult biotehnoloogia kontori kontrolli all.
Kogu selle aja on teadlased tegelenud käeproteeside projekteerimisega, mis on meditsiinilisest ja insenertehnilisest seisukohast palju raskemad kui kunstlikud jalad. Üks revolutsioonilistest proteesidest, Arm System Gen-3, on FDA juba seadustanud. Agentuuri veebisaidi andmetel jõudsid need "arenenud mehhatroonilised jäsemed" esimesena päris inimkäte funktsionaalsuse lähedale. Programmi eesmärgid on isegi väljakutsuvamad kui nimi. Ja DARPA ei varja neid üldse: tulevikus ei ole Ameerika Ühendriikides puuetega veterane, kuid ridades on puudega inimesi - ainult robotid.
"Proteesipöörde osana täiustatakse ülajäsemete proteeside funktsionaalsust, nii et ühel päeval saavad relvade kaotanud sõjaväelased teenistusse naasta," öeldakse programmis.
Konkreetsete ülesannete hulka kuulub mõistusega juhitavate proteeside ja neurokompuutrite liideste loomine amputeeritud patsientidele ja paralüütikutele. Arati Prabhakar ütles 31. märtsil NPRi turuplatsil, et biotehnoloogid on selles valdkonnas juba tohutu sammu astunud. Kortikaalsete mikroelektroodide tehnoloogia edusammud on muutnud seose närvisüsteemi ja küberneetiliste kehaosade vahel sedavõrd tugevaks, et mõttega juhitavad proteesid on tasapisi muutumas igapäevaseks rutiiniks ning koostööd tegevad patsiendid kasutavad juba Pentagoni „usaldusväärset neurointerface süsteemi“. Tulevased uuringud "parandavad perifeersete liideste võimet töödelda veelgi rohkem teavet jäsemete juhtimise kohta, mis annab amputeeritutele veelgi rohkem funktsionaalsust."Neurofüsioloogid töötavad selle nimel, et saada signaali mõlemas suunas - nii et proteesi ei juhiks mitte ainult mõistus, vaid see ise saadaks kombatavaid signaale tagasi närvisüsteemile, põhjustades tõelise füüsilise puudutuse tunde.
Roboteeritud kätega proteesitud puudega inimene. Foto: DARPA
Meil on vabatahtlikke, kellel on halvatud kõik neli jäseme ja kes on nõustunud ajuoperatsiooniga. See seisneb kiibi asetamises ajukooresse, mis kontrollib motoorse tsooni neuroneid ja suunab need juhtima uusi, väga keerukaid proteesitud robotkäsi. Mõnes mõttes oleme avanud ukse - seose inimese aju ja muu maailma vahel. Laske oma kujutlusvõimel lennata, et näha, kui kaugele see meid viib,”ütles DARPA direktor.
Eraldi programm on pühendatud mälu taastamisele. Arstide sõnul on alates 2000. aastast saanud üle 270 000 Ameerika sõduri erineva keerukusega peavigastusi, mis on põhjustanud töömälu halvenemise või täieliku talitlushäire. Hoolimata probleemi ulatusest ei ole praegu tõhusaid ravimeetodeid. Nende mälu taastamiseks töötab biotehnoloogia kontor multidistsiplinaarse neurotehnoloogia kallal, mis ühendab "andmetöötluse, matemaatilise modelleerimise ja tipptasemel liidesed". Tulemuseks peaks olema "siirdatav närviseade", mis taastab sõduritele mälu, stimuleerides teatud ajupiirkondi.
Teine algatus on suunatud posttraumaatilise stressihäire (PTSD, "Vietnami sündroom") kõrvaldamisele, mis on lahingute läbinud sõdurite seas äärmiselt levinud. Parimal juhul viib see depressiooni ja migreenini, halvimal juhul - agressiivsuspuhanguteni naasvate kodusõdurite seas või enesetapu. Kaasaegsed lähenemisviisid - ravimid ja psühhoteraapia - võivad leevendada ainult selle raske vaimse sündroomi halvimaid sümptomeid. Sõjaväearstid loodavad ka PTSD täielikult võita, siirdades ajusse neurostimulaatori.
Neuroteaduste uurimise raames konsulteerib DARPA (vähemalt soovitab seda uskuda) eetiliste, õiguslike ja sotsiaalsete tagajärgede ekspertrühmaga. Prabhakar ei välista, et osa neist uuringutest ei ole suunatud mitte ainult rehabilitatsioonile, vaid ka tervete võitlejate aju muutmisele.
„Kui me mõistame, kuidas aju interakteerub keerukate süsteemidega, siis ehk saame aru, kuidas täpselt tuleks inimesele teavet anda, et ta saaks seda paremini assimileerida. See on tulevik, milles hakkame õppima radikaalselt uusi interaktsiooniviise inimaju keerukuse ja meid ümbritseva maailma keerukuse vahel,”ütleb innovatsiooniagentuuri juht.
Inimese ja masina liidesed võivad olla kohandatud robotite juhtimiseks. Ja kui täna arendavad insenerid juba välja mõistusega juhitavat tsiviilkvadrokopterit, siis miks me ei oota, et sõjaväedroone juhitakse varem või hiljem DARPA neutroniliideste kaudu?
Mõistusega juhitav nelikopter.
Ja nad lõid sünteetilisest tolmust replikandi
Agentuur panustab, et järgmise põlvkonna kaitsetehnoloogia järgib loodusliku, bioloogilise elu eeskuju. Sünteetilisest bioloogiast saab biotehnoloogia büroo üks olulisemaid töövaldkondi - agentuur loodab käivitada omamoodi hullumeelse geneetilise tehase varem eksisteerimata uurimata omadustega bioloogiliste materjalide tootmiseks, mis põhinevad elusrakkude, valkude ja DNA. Eesmärk on luua esiteks kunstlikke, kuid elavaid supermaterjale, mida kasutatakse järgmise põlvkonna mehaaniliste ja elektriliste vidinate jaoks, ja teiseks luua sõna otseses mõttes uusi eluvorme, mille funktsionaalsus on praegu raske ette kujutada. Kuid see ei kõla nii fantastiliselt, kui arvestada, et märtsi lõpus teatasid teadlased inimkonna ajaloo esimese sünteetilise "disaineri" kromosoomi loomisest.
Bioinsenerid moodustasid olulise osa äsja avatud allüksuse töötajatest. Kuna "biotehnoloogia on võimas tehnoloogia, mis võib mõjutada paljusid inimelu valdkondi", kavatsevad Pentagoni bioloogid hoolikalt ette valmistada teoreetilise aluse - järk -järgult "muutes bioloogia inseneripraktikaks, valmistades ette tööriistu, tehnoloogiaid, metoodikaid ja infrastruktuuri". Laboratooriumide biotehnoloogia programmides kasutatakse sünteetilise bioloogia, genoomika ja proteoomika uusimaid arenguid, mis aitavad kaasa teadusuuringute kõrgele ohutusele ja "mikroorganismide soovimatu vabanemise" ärahoidmisele. Ilmselt on DAPRA kuulnud palju zombide apokalüpsise ohtudest.
Hoolimata kõigist ettevaatusabinõudest on bioinsenerid juba välja kuulutanud rohkem kui ambitsioonikaid projekte. Üks salapärasemaid programme töötab esialgse pealkirja all Biohronicity. Bioinseneride sõnul pole kuigi "bioloogiline kell reguleerib peaaegu kõiki inimkeha funktsioone", kuid siiski pole selget ettekujutust, kuidas need täpselt rakutsüklit, ainevahetust, vananemist ja rakusurma mõjutavad. Ilmselt sekkub osakond inimese ainevahetusse ja vananemisse, pannes ta kontrolli alla ja suurendades oluliselt sõdurite lahinguvõimet ja vastupidavust - nii füüsilise vigastuse järgselt taastumise kui ka haiguste suhtes immuunsuse osas.
Mitu aastat tagasi on DARPA Biodesign programm, milles Pentagon loob mitte vähem surematuid sünteetilisi olendeid, juba löönud silma. Eesmärk on ületada „evolutsiooni juhuslikkus“: „Biodesign kasutab uute kasulike atribuutide loomiseks insenerimeetodite süsteemi koos biotehnoloogia ja sünteetilise keemiatehnoloogiaga. Biodesign vähendab geenitehnoloogia ja molekulaarbioloogia abil loodusliku evolutsioonilise arengu ettearvamatust. See valdkond hõlmab kunstlikult suunatud molekulaarseid reaktsioone, mis suurendavad resistentsust rakusurma signaalide suhtes (…)”. Juhul, kui agentuuri plaan läheb kõige ähvardavama stsenaariumi korral viltu, nagu tavaliselt õuduses, on loodud olenditel enesehävitamiseks spetsiaalne päästikmolekul, mida saab kaugjuhtimisega aktiveerida. Nagu kirjutab tehnikablogi Motherboard autor: „Miks me vajame mehaanilisi roboteid, kui saate sõdades osalemiseks luua replikandi? Me pole potentsiaalsetest Pentagoni sünteetilistest sõduritest palju kuulnud, kuid järgmisel aastal eraldatakse Biodesigni programmile endiselt 19,3 miljonit dollarit."
Haigusteta maailm
Agentuuri epidemioloogiline tiib otsib võimalusi epideemiate ennetamiseks ja hüpoteetilise surmava ülemaailmse pandeemia tagajärgede leevendamiseks (teine populaarne ulme katastroofifilmide süžee). Teadlased usuvad, et haiguspuhangute ettearvamatus on selge märk meie halvast arusaamast epideemiate tekkimise ja leviku dünaamikast.
USA riikliku allergia- ja nakkushaiguste instituudi andmetel on 44% kõigist viimase 20 aasta jooksul teatatud patogeenidest RNA -viirused. Neid iseloomustab äärmiselt kõrge mutatsioonimäär, mis võimaldab neil kohaneda muutuva keskkonnaga, nagu juhtus 2009. aasta H1N1 („seagripp”) pandeemia ajal. Lisaks võivad isegi kõige tugevamad antibiootikumid muutuda kasutuks, kuna infektsioonidel areneb järk -järgult ravimresistentsus, nagu see on võitmatu gonorröa tüve puhul.
Kõlava pealkirjaga "Prohveteering" programm uurib viiruste arengut, et ennustada tulevasi viiruse mutatsioone. Lõppeesmärk on "ennetavate" ravimite ja vaktsiinide loomine haiguste jaoks, mis võivad tulevikus ohustada inimkonda. Bioloogid ennustavad viiruse arengut muidugi mitte matemaatiliste mudelite alusel, vaid täiesti eksperimentaalselt. Tegelikult tegeleb amet viiruste paljundamisega. Ohtlikke patogeene kasvatatakse laboris ja diagnoositakse mutatsioonide kõigil etappidel, mille kaudu nad läbivad. Selle teabe põhjal on võimalik ennustada, mis suunas see või teine levinud haigus areneb. Viroloogid märgivad alandlikult, et laboratoorsetes tingimustes püüavad nad korrata ainult neid "viiruslikke mutatsioone, mis on juba looduslikult toimunud ja dokumenteeritud" - tõenäoliselt selleks, et veenda neid, et nad ei tekita kogemata viirust, mida planeedil looduslikult ei eksisteeri. keskkond ….
Küsimusele, mis biotehnoloogia kontoris on Püha Graal, võttis DARPA direktor kokku: „See on uus materjalide klass, millel on omadused, mida me poleks kunagi varem saanud. See on uus viis inimese ajuga suhtlemiseks ja kognitiivsete funktsioonide saladuste lahendamiseks. Ja oleme kindlad, et juba on olemas tehnikaid, mis võimaldavad meil nakkushaiguste levikust üle olla."
