5. Новая технология бионики

^* (В этой главе авторы ограничиваются рассмотрением работ по созданию бионических органов, проводимых преимущественно в США; практически они совсем не знакомы с аналогичными исследованиями, успешно осуществляемыми в Советском Союзе: В СССР давно созданы и эффективно используются в медицинской практике аппараты - искусственное сердце и легкое, искусственная почка, эффективная система очистки крови при отравлениях человека; широкое признание и спрос за рубежом полумили созданные у нас протезы, в том числе протезы тазобедренного сустава и другие. Международным авторитетом пользуются разработанные в СССР новые методы пересадки тканей и органов, консервация крови и т. д. - Прим. ред.)

Специализированные органы и системы - органы чувств, пищеварительная система и органы размножения - эволюционировали миллионы лет, позволяя выживать и функционировать все более сложным формам жизни. В результате возникли органы удивительной эффективности и чрезвычайно хитроумно устроенные. Так, глаз лягушки способен заметить и взять на прицел любое насекомое в радиусе, доступном для ее языка. У гусей столь высоко развита система координации глаз и мозга, что они могут точно прокладывать свой курс на огромных расстояниях, пользуясь, судя по всему, определением положения звезд и визированием по ориентирам точно так же, как моряки, оснащенные секстантами и хронометрами.

Не одну сотню лет люди пытаются копировать изобретения природы. Дневники Леонардо да Винчи, например, испещрены набросками летательных аппаратов, смоделированных по принципу строения крыла птиц. А в сентябре 1960 г. на базе американских ВВС Райт-Паттерсон в Дейтоне (штат Огайо) состоялась конференция ученых, занимающихся конструированием механизмов и приборов "по проектам природы". Они собрались, чтобы формально отметить создание новой науки, изучающей природные процессы и технологию подражания им. На этой конференции родилось слово "бионика", полученное от слияния греческого слова "биос" (что значит "жизнь") и суффикса -ик (что значит "подобный"). По определению Джека Стила, психиатра, математика и специалиста по электронике ВВС США, бионика - это "наука о системах, которые функционируют по образу живых систем и таким образом напоминают или копируют живые системы".

В те времена ВВС интересовались живыми существами с целью разработки более эффективных систем обороны. Одни из первых экспериментов были направлены на то, чтобы узнать, каким образом улитки определяют направление, ориентируясь по магнитному полю Земли. Ученые изучали также строение кожи дельфина, пытаясь разработать покрытия судовых корпусов, которые уменьшали бы сопротивление воды и позволяли бы повысить скорость при экономии топлива.

Разумеется, изучение бионики не ограничивается интересами министерства обороны. Бионика занимается и такими всеобъемлющими проблемами, как создание искусственного интеллекта - для применения в компьютерах - и создание запасных частей человеческого организма - для применения в медицине и продления жизни.

Бионика - гибридная наука. Занятые ее проблемами ученые являются специалистами не только в биологии и зоологии, но и в медицине, инженерных науках, математике, физике, химии, электронике, психологии и логике. Эта область исследований пользуется достижениями почти всех других областей, начиная от текстильной промышленности (например, создание легчайших парашютов по образцу крыла птиц) и кончая микрогравировкой по металлу, необходимой для конструирования микроминиатюрных блоков памяти, которые требуются для создания искусственного интеллекта и в других новых областях науки. Медицинская бионика позаимствовала в далеких, на первый взгляд, областях идеи и технологию создания "запчастей" человеческого тела.

Материалы, применяющиеся в бионике, в большинстве своем носят новые для нашего слуха названия: это волшебные волокна, такие, как орлон, дакрон, найлон; пластмассы, такие, как полиуретан, метилметакрилат, полиэтилен; редкие металлы, вроде титана, хромокобальтовые сплавы, соединения кремния, различные типы нержавеющей стали и сплавы тикониума.

Основное достоинство перечисленных материалов заключается в том, что иммунная система организма их не отторгает. Поскольку иммунная система распознает только белки, а эти материалы состоят не из белков, они не подвергаются ее атаке. Более того, новые материалы не только совместимы с тканями нашего тела, но многие из них становятся как бы основой, на которой сам организм наращивает новую ткань. Расширенную, поврежденную аорту (некогда это была распространенная и неизбежная причина смерти) теперь можно легко подремонтировать дакроновым протезом: его подшивают к истонченной артерии, а затем природа, слегка изменяя свой привычный курс, покрывает эту основу здоровой живой тканью.

Заменители могут не только занять место поврежденной конечности или органа - зачастую они даже во многом дублируют функции "оригинала". Выполненные из неорганических в своей основе материалов почки работают, сосуды несут кровь, сердца бьются. Электронные водители ритма сердца (кардиостимуляторы), синтетические мышцы, чувствительные (сенсорные) окончания на кончиках пальцев - все это создается теперь искусственным путем, и новинки технологического прогресса обещают нам, что скоро глухие будут слышать, слепые - видеть, безногие - ходить.

Бионические приспособления бывают четырех видов (некоторые из них прикрепляются снаружи, другие вживляются в организм): протезы, по своему назначению наружные - зубные или протезы конечностей; заменители - например, искусственный плечевой сустав; синтетические - сухожилия, созданные из искусственных волокон, и искусственные - т. е. механизмы, заменяющие собой орган.