Z technicznego punktu widzenia jesteśmy w bionice całkiem zaawansowani. Dokonuje się postęp, mamy lepsze techniki komputerowe i mocniejsze baterie. Jednak naszym probierzem są możliwości zdrowych ludzi. I pod tym względem jesteśmy wciąż daleko w tyle – twierdzi Robert Riener w rozmowie z Maciejem Chojnowskim
Maciej Chojnowski: W swoim wystąpieniu na konferencji Infoshare (Cyborgi – fantazja, zagrożenie czy szansa?) użył pan terminu „cyborg”, który ma określone konotacje w kulturze popularnej. Zazwyczaj kojarzy się on z silniejszymi od zwykłych ludzi potworami z filmów science fiction. Po co zatem używać tego terminu w kontekście bionicznych protez, które pomagają niepełnosprawnym?
Robert Riener*: Użyłem go raczej po to, żeby spełnić oczekiwania odbiorców i organizatorów. Ale mnie także się on nie podoba, bo zwykle, jak pan powiedział, kojarzy się z negatywnymi bohaterami w filmach – syntetycznymi, mniej ludzkimi. Dlatego wolę mówić po prostu o ludziach używających urządzeń asystujących czy bionicznych. Mam nadzieję, że w moim wystąpieniu ta negatywna konotacja cyborgów nie była zbytnio obecna.
Podczas konferencji podał pan przykłady różnych narzędzi mogących pomóc osobom głuchym, niewidomym lub takim, które straciły kończynę. Wspomniał pan także o ograniczeniach tych wynalazków. Jak bardzo są one dziś zaawansowane i na czym polegają ich ograniczenia?
Z czysto technicznego punktu widzenia jesteśmy na całkiem zaawansowanym poziomie. Dokonuje się postęp, mamy lepsze techniki komputerowe i mocniejsze baterie. Jednak naszym probierzem są możliwości zdrowych ludzi. I pod tym względem jesteśmy wciąż daleko w tyle.
Dlaczego?
Główne ograniczenia urządzeń asystujących wynikają przede wszystkim z problemów z interfejsem. Przeprowadzenie sygnału z urządzenia do człowieka, a potem z powrotem do maszyny (np. zamiar wykonania ruchu) to wyzwanie, ponieważ w tym celu trzeba wejść w kontakt z ciałem lub coś w nim umieścić, co jest problematyczne z chirurgicznego punktu widzenia.
Jest to także problem natury technicznej, ponieważ wokół elektrod znajduje się tkanka łączna, która wpływa na funkcjonowanie urządzeń.
Ponadto jeśli chce się używać danego urządzenia przez cały dzień (a tak zazwyczaj się dzieje), system musi być lekki, a czas pracy baterii wystarczająco długi. Szczególnie do wytworzenia ruchu potrzeba dużo mocy. Tego typu urządzenia mogą jednak działać po jednym ładowaniu tylko przez kilka godzin, co nie wystarcza. To kolejne ograniczenie.
Trochę tych wyzwań jest.
Jednak nawet gdyby udało się je pokonać, pojawia się kolejna przeszkoda. Kiedy poruszamy palcem, biorą w tym udział tysiące jednostek motorycznych (motor units) około dwunastu mięśni i miliony komórek receptorowych, które przekazują sygnały sensoryczne z palców z powrotem do mózgu. W tym momencie nie mamy możliwości odtworzenia tak wysokiej rozdzielczości w komponentach technicznych.
Wynika to z ograniczeń sztucznych materiałów, którymi dysponujemy. To ograniczenie będzie można pokonać, dopiero gdy będziemy korzystać z materiałów biologicznych. Tak więc w przyszłości nasze rozwiązania będą bardziej biologiczne niż techniczne.
Problemy z percepcją nie ograniczają się w tym kontekście do zmysłu dotyku. Pojawiają się także w odniesieniu do wzroku i słuchu. W swoim wystąpieniu mówił pan o implantach ślimakowych oraz implantach siatkówki. Używający ich ludzie nadal nie mogą słuchać muzyki ani nie postrzegają rzeczywistości w normalnej rozdzielczości. Widzą jedynie parę pikseli, prawda?
Tak. Istniejące protezy sensoryczne, jak proteza umożliwiająca odzyskanie funkcji słuchu (implant ślimakowy) lub wzroku (implant siatkówki), mają swoje ograniczenia, ponieważ są zbyt mało precyzyjne. Aby sztucznie pobudzić ośrodkowy układ nerwowy w ciele człowieka, używamy elektrod, których wielkość waha się od milimetra do 10 mikrometrów. Z technicznego punktu widzenia te ostatnie są dość zaawansowane, niemniej wciąż pozostają dużo większe od naszych komórek receptorowych.
Oznacza to, że liczba kanałów, które możemy wytworzyć w urządzeniu, jest dużo niższa niż liczba kanałów w ludzkim ciele. I tak w siatkówce są miliony fotoreceptorów, które odpowiadają za postrzeganie kolorów oraz czerni i bieli. Tymczasem najlepszy dostępny dziś procesor ma jakieś sto kanałów, czyli o wiele mniej od naturalnej rozdzielczości siatkówki.
Oczywiście, ta technologia może zostać zhakowana na różne sposoby. Jednak mówienie, że hakowanie to problem i dlatego nie powinniśmy używać czy rozwijać tych systemów, byłoby błędem
Podobnie jest w przypadku słuchu. Najlepsze systemy mają 30 elektrod, co oznacza, że mamy 30 pasm częstotliwości, w których mogą funkcjonować te urządzenia. W porównaniu do ludzkiego układu słuchowego, który działa w obszarze ciągłych częstotliwości (continuous space of frequencies), to tyle co nic. Nasza percepcja w jakimś stopniu radzi sobie z tym brakiem za pomocą wyobraźni, niemniej rozwiązanie techniczne jest bardzo ograniczone w porównaniu z systemem biologicznym.
Czy w przypadku bionicznych organów występują kwestie bezpieczeństwa? Innymi słowy – czy osoby używające takich protez mogą zostać zhakowane?
Oczywiście, ta technologia może zostać zhakowana na różne sposoby. A ponieważ w naszym społeczeństwie jest coraz więcej mobilnych połączeń i internetowych sieci bezprzewodowych, wzrasta też liczba możliwości zhakowania tych systemów.
Jednak moim zdaniem mówienie, że hakowanie to problem i dlatego nie powinniśmy używać czy rozwijać tych systemów, byłoby błędem. Bo przecież zawsze możemy skrzywdzić innych ludzi. Powinniśmy więc raczej uczyć nasze społeczeństwo używać takich technologii w odpowiedzialny sposób.
Jako naukowiec pomaga pan osobom niepełnosprawnym. A co sądzi pan o wykorzystaniu tej technologii do ulepszania ludzi niecierpiących na żaden rodzaj niepełnosprawności?
W dłuższej perspektywie ten aspekt będzie z pewnością trudny, jednak w krótszej nie widzę dużego problemu. Są tu trzy istotne kwestie.
Po pierwsze, gdy rozwijamy nową technologię, która ulepsza nasze ciało, musimy sprawdzić, czy jest ona bezpieczna i czy nie robi ona krzywdy nam ani środowisku. Po drugie, musimy się upewnić, że nie zmuszamy ludzi do jej używania. I po trzecie, musimy być pewni, że jej cena jest przystępna dla ludzi.
Jeśli te trzy warunki są spełnione, nie widzę problemu z technologiami ulepszającymi człowieka. Przecież już je mamy. Nie mogę żyć bez telefonu komórkowego ani jeździć samochodem bez systemu nawigacji. Jestem uzależniony od technologii mobilnych.
Niemniej w dłuższej perspektywie możemy wyobrazić sobie, że jeśli połączymy nasze ciała z komponentami technologicznymi, mogą się one okazać lepsze niż nasze własne nogi, ramiona czy ręce. Rodzi się pytanie, czy w takiej sytuacji powinniśmy pozbyć się naszych biologicznych komponentów, które posiadamy w wyniku działania ewolucji lub Boga.
To dość trudne pytanie, mające być może wymiar religijny, i nie mam na nie jeszcze odpowiedzi. Jednak większość dostępnych dziś technologii jest na razie niezbyt bliska takiej sytuacji.
*Robert Riener jest profesorem w Katedrze Nauk o Zdrowiu i Technologii na Politechnice Federalnej w Zurychu, gdzie specjalizuje się systemach sensomotorycznych, oraz profesorem nauk medycznych w Szpitalu Uniwersyteckim na Uniwersytecie w Zurychu. Jego obecne badania dotyczą syntezy ruchu ludzkiego, biomechaniki, wirtualnej rzeczywistości oraz robotyki rehabilitacyjnej. Jest pomysłodawcą i organizatorem Cybathlonu – zawodów, w których osoby z fizycznymi niepełnosprawnościami współzawodniczą w wykonywaniu codziennych czynności z wykorzystaniem najnowszych systemów asystujących. Opublikował ponad 400 recenzowanych artykułów w czasopismach naukowych i publikacjach pokonferencyjnych, 20 książek i rozdziałów w pracach zbiorowych i złożył 24 patenty. Otrzymał 22 wyróżnienia i nagrody, m.in. the Swiss Technology Award w 2006 r., the IEEE TNSRE Best Paper Award w 2010 r., the euRobotics Technology Transfer Awards w latach 2011 i 2012, the European Excellence Award w 2017 r. oraz the Yahoo Sports Technology Award. W roku 2018 otrzymał doktorat honoris causa Uniwersytetu w Bazylei.
Redakcja portalu Sztuczna Inteligencja dziękuje organizatorom Infoshare za pomoc w zaaranżowaniu rozmowy z Robertem Rienerem.
Infoshare 2020 Online – wirtualny festiwal społeczności napędzanej technologią!
Ponad 7,5 tysiąca uczestników z 71 krajów, 250 technologicznych start-upów i korporacji oraz blisko 200 ekspertów z całego świata, którzy dzielili się wiedzą na 9 scenach Infoshare. Tak wyglądał Infoshare 2020 Online! Największa technologiczna konferencja w CEE odbyła się we wrześniu i transmitowana była na cały świat z Gdańska.
Read the English version of this text HERE