Беседы о бионике - [33]

Поворот глазного яблока можно измерить электро-окулографическим способом. На выходе при этом мы получаем электрический сигнал. По данным А. Лаурингсона, повороту глаза — на 1° соответствует изменение электрических потенциалов глазодвигательных мышц, варьирующее от 10 до 40 мкв. Линейная зависимость между углом поворота и амплитудой снимаемых биопотенциалов сохраняется при углах поворота, не превышающих 30°. Таким образом, глазодвигательные мышцы обладают очень удобной для управления характеристикой: их электрическая активность прямо пропорциональна углу поворота. Возникающие при повороте глазного яблока биопотенциалы можно усилить и передать на соответствующие сервомеханизмы.

В будущем цепь "глазного" биоэлектрического управления будет выглядеть так: глаз → нервный канал → мозг → нервный канал → глазодвигательные мышцы → исполнительный орган → объект. Такая система имеет ряд существенных преимуществ перед ручной системой управления. Во-первых, в ней не будет такого малонадежного и инерционного звена, как конечность. Во-вторых, два других звена (нервный канал, идущий от мозга к мышце конечности, и сама мышца конечности) будут заменены иными. Следовательно, "глазная" биоэлектрическая система будет малоинерционной, сможет работать при более высоких частотах, а главное — здесь фактор времени не будет оказывать существенного влияния на выполнение космонавтом действий, связанных с управлением кораблем. Короче, создание такой системы во многом упростит и облегчит управление аэрокосмическими объектами.

Среди ведущихся в настоящее время разработок систем управления с помощью биотоков мышц следует отметить новое направление, в котором исследуется возможность использования чувствительных нервных окончаний, расположенных на поверхности тела человека, и нетипичных мышечных реакций в качестве элементов управляющей системы. Так, например, если космонавт под воздействием больших перегрузок, из-за усталости или ранения окажется не в состоянии пользоваться руками или ногами и совершать нормальные движения для управления кораблем или если он почему-либо потеряет способность наблюдать за курсом, информация об ориентации может быть подведена к нему через чувствительные к давлению нервные окончания, которые имеются на поверхности тела. Хотя разрешающая способность этих нервных окончаний значительно меньше, чем у других органов чувств (таких, как глаза и уши), их тем не менее можно натренировать так, чтобы они реагировали характерным образом на подводимую информацию. Тогда диффузная чувствительность нервных окончаний на поверхности грудной клетки может позволить космонавту маневрировать, например, напрягая мышцы плеча, что вполне достаточно для управления и пилотирования. Напрягаемые мышцы будут генерировать биопотенциалы, которые легко обнаруживаются с помощью электродов, размещенных на коже; эти потенциалы можно преобразовать для использования в системах управления.

А нельзя ли командовать машиной, техническим устройством, не двигая рукой, не напрягая мышц, не произнося ни слова?

Вот недавние опыты. Человеку, на голову которого надет прибор, отводящий биотоки мозга, предлагают совершить какое-то сложное действие. Допустим, сидящий у пульта самолета летчик должен включить одновременно пятнадцать приборов. Он должен сделать это через минуту. И мозг человека сосредоточивается на поставленной задаче. Его энцефалограмма показала бы сейчас возбуждение большее, чем при самом действии, — это волны ожидания, волны намерения. Но энцефалограмма не снимается, биотоки отведены не на энцефалограф, а к приборам, которые должны быть включены. И они включаются. Их включают биотоки мозга!

Итак, биоэлектрический метод открывает принципиальную возможность прямой передачи командных сигналов от человека к техническим системам, т. е. непосредственно от центральной нервной системы к органам управления, точно так же, как происходит управление движением конечностей. Человеку отныне не обязательны движения, чтобы властвовать над машиной, ему нужно только сосредоточиться, только пожелать, и узлы неодушевленной материи как бы в гипнотическом трансе уступят его немому и невысказанному желанию.

— Передача машине сигналов, мысленных распоряжений — вот что ускорит весь производственный процесс, — говорит академик И. И. Артоболевский.

Об этом же писал основоположник кибернетики Норберт Винер в своем последнем труде "Бог и Голем". Размышляя о перспективах советских работ по биоэлектрическому управлению, Н. Винер, заглядывая в недалекое будущее, говорил о возможности найти совершенно новый, непосредственный контакт человека с машиной, о создании систем, где невиданные механические конструкции будут подчиняться мозгу, как мышцы живой руки. И то, что сегодня уже создано учеными, позволяет считать такие прогнозы вполне реальными. Вспомните "секрет" управления моделью электропоезда. Стоит человеку лишь подумать о том, чтобы поезд двинулся с места, и он послушно пускается в путь. А когда в мыслях ему приказывают: "Стоп!", поезд останавливается.

Пока модель кольцевой электрической железной дороги с автоматически управляемым локомотивчиком — это только занятная игрушка. Но так же, как ребенок с годами растет, набирает силы и мужает, так и модель электропоезда со временем повзрослеет, усовершенствуется. И когда инженеры и бионики выдадут ей аттестат зрелости, новая система воздействия человека на механизмы намного облегчит управление сложными машинами: тракторами, прокатными станами, эскаваторами, станками, кранами и т. п. Между ними и человеком установится непосредственная "живая" связь. Образно говоря, технические системы будут управляться "невысказанными желаниями" человека. Уже сегодня в ряде специальных журналов можно найти немало статей инженеров, биоников, электрофизиологов, занимающихся разработкой новых биоэлектрических систем, в которых говорится о сверхскоростных самолетах, выполняющих в воздухе на различных высотах сложнейшие эволюции, повинуясь мысленному приказу летчика. В пилотской кабине такого самолета просторно. Здесь нет привычных нам штурвалов, многочисленных рычагов, ручек и кнопок. Летчик сидит в кресле свободно, его мышцы не напряжены. Здесь работает мысль — командир и повелитель воздушного корабля.