سایبرگ ها؛ آینده نسل بشر یا یک تهدید جدی؟ - کلوب فارسی

وقتی صحبت از سایبرگ ها به میان کشیده می شود، علم بیومکاترونیک در وهله اول خودنمایی می نماید. بیومکاترونیک به علم و دانشی گفته می شود که قرار است دو علم زیست شناسی و مکاترونیک را با یکدیگر تلفیق کند. منظور از مکاترونیک، مهندسی مکانیک و الکترونیک است. مهندسین و دانشمندانی که روی علم رباتیک هم مشغول به کار هستند، از رشته بیومکاترونیک باید اطلاعات مناسبی را در اختیار داشته باشند؛ چراکه بیومکاترونیک ارتباط تنگاتنگی با نوروساینس یا علوم اعصاب دارد. برای ساخت ربات های هوشمند احتیاج است تا از علوم اعصاب برای ساخت یک سیستم عصبی مصنوعی به درستی استفاده کرد. در حال حاضر از علم بیومکاترونیک برای ساخت پروتزهای اندام های مصنوعی در حیطه مهندسی علوم پزشکی استفاده می شود.

علم بیومکاترونیک چیست و چگونه کار می نماید؟

به طور خیلی مختصر و مفید علم بیومکاترونیک در پی این موضوع است که بدن انسان چگونه کار می نماید و سپس همین ساز و کار را تقلید می نماید. برای مثال می توان حرکت پا را آنالیز کرد. برای این که کف پا از زمین بلند شده و عملیات راه رفتن رخ دهد باید چهار مرحله مختلف به ترتیب رخ دهد. در اولین قدم باید پیغام های عصبی از مرکز حرکتی در مغز به عضلات ناحیه پا فرستاده شود. در مرحله دوم سلول های عصبی در پا این اطلاعات را دریافت نموده و پس از پردازش باید پاسخ مناسبی را به مغز ارسال نمایند تا عضلات ناحیه کف پا قادر به حرکت باشند. در این فرایند بعلاوه میزان نیروی مورد احتیاج برای حرکت هم معین می شود. جالب است بدانید مغز انسان بر اساس سطحی که پا قرار است قدم بردارد، نیروهای مختلفی را اعمال می نماید. بر همین اساس، سلول های عصبی دوک عضلانی پا میزان نیرو را حس نموده و موقعیت مقصد را مجدد به مغز ارسال می نماید. در نهایت هنگامی که کف پا از زمین بلند می شود، سیگنال هایی مجدد به عضلات پا ارسال می شود تا عضلات به حالت اولیه خود برگردند تا کف پا مجدد به زمین برشود. حال تصور کنید دانشمندان با استفاده از علم بیومکاترونیک باید کل این پدیده را به درستی و بدون نقص تقلید نمایند.

بیومکاترونیک احتیاجمند چند ابزار برای کار است. در درجه اول باید بیو سنسور یا حس گرهای زیستی ساخته شود تا احتیاج کاربر برای حرکت و انجام یک کاری شناسایی شود. معمولا حس گرهای زیستی در دستگاه عصبی یا دستگاه عضلانی بدن تعبیه می شود. در وهله بعدی به یک عامل کنترل نماینده احتیاج است تا شدت تحریک حس گرهای زیستی را کنترل کند؛ چراکه ممکن است حس گرها بیش از میزان تحریک شوند و در این سناریو باید وسیله ای باشد تا آنها را کنترل و چه بسا مهار کرد. از دیگر حس گرهایی که باید به کار رود می توان به حس گرهای الکترومکانیکی اشاره نمود. مقصود از ساخت چنین حس گرهایی، شناسایی و میزان گیری اطلاعاتی درباره مکانیک دستگاه است تا این اطلاعات به سیگنال های عصبی تبدیل شوند. در نهایت هم به یک جزء فعال نماینده (Actuator) احتیاج است. این جزء که می تواند حتی یک تکه عضله مصنوعی باشد در حقیقت عاملی است برای فراوری نیرو برای حرکت. در آینده دور یا نزدیک این دسته از اجزا به راحتی می توانند جایگزین عضلات بدن انسان شوند. مواردی که به آن اشاره نمودیم در واقع اجزای تشکیل دهنده بدن یک سایبرگ ساده محسوب می شوند.

سایبرگ ها با ربات ها چه تفاوتی دارند؟

سایبرگ ها از لحاظ ماهیتِ وجودی، چیزی تقریبا شبیه به ربات هایی هستند که در جهانی واقعی و جهانی سینمایی می بینیم. با این حال سایبرگ ها موجوداتی هستند که در بدنه آنها بخشی از زندگی واقعی هم وجود دارد. به این معنا که سایبرگ ها باید یک یا چند نوع سامانه برای پاسخ و فیدبک در سیستم خود داشته باشند؛ سامانه ای که باید به وسیله یک هوش واقعی کنترل شود. وقتی نام سایبرگ ها را می شنویم، اولین ماهیتی که جلوی چشمانمان ظاهر می شود، یک ماهیت انسان گونه است. با این حال، هر نوع ارگانیسمی می تواند نسخه سایبرگش هم روزی روزگاری ساخته شود و الزاما به این معنا نیست که سایبرگ ها باید حتما در قالب انسان طراحی شوند.

برای مثال، بروس استرلینگ، یکی از نویسنده ها و رمان نویس های مطرح آمریکا در داستان هایش ایده فراوری یک مدل سایبرگی را شبیه به خرچنگ مطرح می نماید. این سایبرگ در ظاهر شبیه به این موجود است اما در باطن و از لحاظ هوشمندی، از یک فکر انسان گونه بهره می برد. از این ایده ها یعنی خلق یک سایبرگ هوشمند با ظاهری غیر انسانی، در مدیوم سینما و بازی های ویدیویی به کرات استفاده شده است.

سایبرگ ها خصیصه ای خواهند داشت که ربات های معمولی از آن بی بهره هستند. سایبرگ ها در واقع پلی بین ماده و فکر محسوب می شوند. در حال حاضر ساخت و فراوری یک فکر کاملا شبیه به انسان مقوله ای تقریبا غیرممکن است که تنها در فیلم و سریال ها مثل سریال وست ورلد (Westworld) امکان پذیر است. با تمام این تفاسیر، بسیاری از دانشمندان به سایبرگ ها نگاه متفاوتی داشته و آنها را صرفا یک مدل محصول مثل سایر محصولات مصنوعِ ساخته بشر می دانند. از طرفی دیگر، دانشمندانی مثل هلیسی باور دارند که سایبرگ ها بخشی از وجود ما انسان ها خواهند بود و باید به آنها به چشم انسان نگاه نموده و با بسیاری از عواطف آنها کنار آمد؛ چراکه رفتارهای یک طرفه ما انسان ها می تواند تبعات بدی در آینده داشته باشد.

آیا سایبرگ ها قرار است موجودات اجتماعی باشند؟

یکی دیگر از سوالاتی که فکر مان را مشغول می نماید، در اجتماعی بودن یا نبودن سایبرگ هاست. انسان ها به صورت ذاتی موجوداتی اجتماعی به شمار می فرایند. از آنجایی که سایبرگ ها قرار است از روی انسان ها ساخته شوند، آیا آنها هم اجتماعی خواهند شد؟ به زبانی ساده، اگر انسانی از پیس میکر قلبی مصنوعی یا هر گونه وسیله الکترونیکی دیگر در بدن خود استفاده کند، به نوعی یک سایبرگ محسوب می شود؛ چراکه برای مثال پیس میکر قلبی، ولتاژ مورد احتیاج را میزان گیری نموده و سپس با فرایند ارسال و دریافت سیگنال، یک محرکه الکتریکی را به پایان می رساند تا قلب انسان به طور دائم منقبض شود. ایمپلنت های مصنوعی که درون بخش حلزونیِ گوش قرار می گیرند هم یکی دیگر از مثال هایی است که انسان را به نوعی از سایبورگ تبدیل می نماید؛ چراکه این دستگاه های مصنوعی با تبدیل اطلاعات مکانیکی به عصبی، فرایند شنیدن را رقم می زنند. بنابراین، در همین زمان حال هم سایبرگ هایی در جوامع حضور دارند که زندگی معمولی خودشان را دنبال می نمایند. می توان این دسته از انسان ها را سایبورگ های اولیه هم خطاب کرد.

جدا از تعاریفی که برای سایبرگ های اولیه وجود دارد، در آینده نه چندان دور امکان فراوری سایبرگ هایی فراهم می شود که قدرت های به مراتب بیشتری به وسیله الحاق اجزای تازه دارند. برای مثال اگر اجزایی که به اینترنت، کامپیوتر یا راه های ارتباط جمعی ربط داشته باشند به سایبرگ ها متصل شود، آنها هم می توانند با جهانی بیرون ارتباط قوی تر و بهتری داشته باشند. همان طور که یک سیستم کامپیوتری با پروتکل های اینترنتی می تواند با سایر کامپیوترها ارتباط پیدا کند، به نظر می رسد سایبرگ ها هم این قابلیت را با سایر هم نوعانشان در نهایت پیدا خواهند کرد.

ادگار آلن پو؛ اولین فکر خلاقی که درباره سایبرگ ها فکر کرد

جالب است بدانید ایده خلق یک موجود زنده با موضوع انسان در ماهیت یک ماشین به زمان های بسیار گذشته برمی شود. ادگار آلن پو، داستان نویس، نویسنده و شاعر مشهور آمریکایی در یکی از داستان های کوتاه خود تحت عنوان مردی که مورد سو استفاده نهاده شد، انسانی را توصیف می نماید که با الحاق یک پروتز اضافی در بدن خود به زندگی می پردازد. نویسنده های سبک علمی-تخیلی بعدها از این ایده بیشتر استفاده نموده و به مفهوم سایبرگ ها پر و بال دادند. برای مثال ژان د لا هایر، ماجرای یک قهرمان سایبرگی به نام نیکتالوپ را تعریف می نماید یا ادموند همیلتون در یک داستان فضایی، بحث سایبرگ ها را پیش می کشد.

در نهایت امر مانفرد کلاینس و نیتان کلاین در مقام دو دانشمند، در سال 1960 میلادی تعریف و چارچوبی برای واژه سایبرگ قائل شدند. بر اساس تعاریف آنها، سایبرگ به موجودی زنده با ماهیت انسانی گفته می شود که توان بقا در محیط های فرا زمینی را دارد. این تعاریف دست به دست شده و در نهایت به وسیله رسانه نیویورک تایمز بازتاب داده شد. در آن موقع کلاینز و کلاین مفهوم کامل تری از سایبرگ را در مقاله ای ارائه دادند: یک سایبرگ، الزاما یک سیستم انسانی-ماشینی است که فرایند کنترل مکانیسم های بخش های انسانی اش به وسیله داروها یا دستگاه های تنظیم نماینده مورد کنترل قرار می گیرد تا انسان در محیطی متفاوت از یک محیط انسانِ معمولی توان زندگی کردن را داشته باشد. این کامل ترین تعریفی است که از سایبرگ تا به امروز مطرح شده است. شاید ادگار آلن پو در آن موقع فکرش را هم نمی کرد که ایده تخیلی فکرش روزی عملی شود.

بافت های سایبرگ در علم مهندسی بافت

دانشمندان در کوشش هستند با استفاده از نانو لوله های کربنی، بافت های مصنوعی از نوع سایبرگ بسازند. بعلاوه بهره برداری از سلول های قارچی و گیاهی هم در این راستا برای ساخت یک بافت مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد تا ماده های تازهی برای مصارف مکانیکی و الکتریکی فراوری شود. دانشمندی به نام دی گیاکومو و همکارانش در سال 2013 میلادی توانسته اند یک بافت سایبرگی را خلق نمایند که هم هزینه زیادی برای فراوری احتیاج نداشت و هم از لحاظ ویژگی های مکانیکی یک محصول بسیار منحصربه فرد تلقی می شد. در این نوع سایبرگ، سلول ها با نانو لوله های کربنی چند جداره ترکیب شد تا یک ماده با ویسکوزیته بسیار خوب ایجاد شود.

تمرکز پژوهشگران برای ساخت یک بافت زنده سایبرگی بیشتر روی جداره سلول هاست؛ چراکه فرایند حس گرها از این طریق دست خوش تغییرات مهمی شود. برای مثال دانشمندان در مطالعه ای توانسته اند با استفاده از سلول های مخمری به نام کاندیدا آلبیکنز که درون لوله گوارشی انسان زندگی می نماید، ماده های بافت سایبرگی را ایجاد نمایند که از ویژگی شناسایی دما بهره می برد.

مروری بر کوشش های حائز اهمیت دانشمندان جهان برای ساخت سایبرگ ها

در بحث ساخت پروتز و اندام های مصنوعی، سیستم C-Leg که به وسیله مرکز بهداشت اوتو باک، واقع در کشور آلمان ابداع شد توانسته جایگزین مفیدی برای اندام پای انسان باشد. بیمارانی که از قطع عضو بنابه دلایل مختلف رنج می برند، از این پروتز مصنوعی استفاده می نمایند. حسگرهایی که در C-Leg وجود دارد به بیمار یاری می نماید تا فرایند راه رفتن را به شیوه ای متعادل و طبیعی انجام دهد. خلق C-Leg اولین قدم محکم برای ساخت سایبرگ ها محسوب می شود.

از ایمپلنت های خاصی برای تعبیه در بافت مغزی استفاده می شود تا یک بیمار که از نابینایی اکتسابی رنج می برد مجدد بتواند جهانی بیرون را با چشمانش ببیند. ویلیام دوبل، اولین دانشمندی بود که در این زمینه و برای درمان نابینایی با استفاده از این فناوری مشغول به کار شد و توانسته به نتیجه هم برسد. این محقق توانسته با تعبیه 68 الکترود در بخشی از قشر مخ که با بینایی مرتبط است، نابینایی بیمار را درمان کند. البته درمان این بیمار به منزله بینایی کامل نیست. دوبل تنها توانسته کاری کند تا بیمار بتواند تنها هاله ای خاکستری از جهانی اطرافش را با وضوح بسیار کم مشاهده کند.

اولین سایبرگ با فرم انسانی به وسیله پزشک و دانشمندی به نام فیلیپ کندی در سال 1997 ایجاد شد. کندی فردی را درمان می نماید که سرباز جنگ ویتنام بود و از عارضه سکته قلبی رنج می برد. کندی با کسب رضایت از بیمار، با طراحی و تعبیه یک الکترود نوروتروفیک در مغز فرد توانسته کاری کند تا او بتواند بدن خودش را حرکت دهد. با وجود این که عمل جراحی پیروزیت آمیز بود و در رسانه ها به شدت سر و صدا کرد، بیمار پنج سال بعد درگذشت.

نسل دوم ایمپلنت دوبل برای درمان نابینایی در سال 2002 میلادی توسعه یافت تا این دستگاه، قدرت دید بهتری را به بیماران هدیه دهد. ایمپلنت نسل دوم دوبل با پیروزیت چشمگیری همراه شد و بیمارِ مورد آزمایش پیروز شده با استفاده از دستگاه، برای مدتی کوتاه در محیط موسسه به رانندگی بپردازد.

سال 2002 میلادی دانشمند دیگری به نام کوین وارویک آزمایش مجذوب کننده و در عین حال ترسناکی را در زمینه خلق یک سایبرگ پیشرفته اجرا کرد. او نزدیک به 100 الکترود را در دستگاه عصبی خود وارد کرد تا سیستم عصبی اش را به اینترنت وصل کند. وارویک با پیروزیت توانسته به هدفش برسد. او با وصل شدن به اینترنت توانسته تا یک دست رباتیک را به وسیله اینترنت کنترل کند. او با تحقیقات بیشتر پیروز شد با استفاده از امواج فرا سرخ، به صورت از راه دور فاصله تا اشیای مختلف را شناسایی کند. در نهایت امر، وارویک با تعبیه الکترودهایی در دستگاه عصبی همسر خود توانسته تا اولین ارتباط الکترونیک مستقیم بین دستگاه های عصبی دو بدن انسان را ایجاد کند. دستاوردهای وارویک در آن سال ها توانسته راه را برای ساخت سایبرگ های پیشرفته با توسعه فناوری رادیو تله گرافی هموارتر کند.

دانشمندان متعددی روی پروتزها و ایمپلنت های مختلف کار نموده اند اما یکی از برترین و حائز اهمیت ترین اختراعات بشری در زمینه سایبرگ ها چیزی نیست جز ساخت یک دوربین مینیاتوری که در حقیقت یک چشم پروتزی است. دانشمندی به نام اسپنس در سن 36 سالگی توانسته تا یک مدل دوربین مینیاتوری در قالب یک چشم مصنوعی بسازد که توان ضبط همه چیز را دارد. با این حال وضوح تصویر دوربین چشمی در حد و میزان ی دوربین گوشی های هوشمند کنونی نبود. خصیصه ای که باعث شد این اختراع بیشتر سر و صدا کند، در وجود قابلیت نقل و انتقال داده های ویدیویی به یک کامپیوتر بود. این دوربین می توانست در آن واحد که اطلاعاتی را ضبط می نماید، آنها را به یک کامپیوتر در محلی دیگر انتقال دهد. با این که چشم مصنوعی نتوانست قدرت بینایی بیمار را به او برگرداند، این اختراع به شدت سر و صدا می نماید. به گونه ای که مجله تایم این اختراع را یکی از برترین ساخته های بشریت در سال 2009 میلادی نامید.

در علم نرم افزار و برنامه نویسی، دانشمندان دانشگاه استنفورد توانسته اند اپلیکیشنی را به نام bodyNET خلق نمایند که به نوعی تعامل انسان با وسایل الکترونیکی را رقم می زند. این فناوری که بر اساس ماده های نیمه رسانای کشسان ساخته شده، این قدرت را دارد تا در بدن انسان ها، برای مثال در بافت زیر جلدی تعبیه شود. به عقیده بسیاری از دانشمندان، bodyNET می تواند در آینده جایگزین گوشی های هوشمند شود. باید دید که پژوهشگران تا چه میزان می توانند این نرم افزار را بهینه تر نمایند.

پله پله تا رسیدن به مقام سایبورگ ها

بشر نسبت به پنجاه سال گذشته به دستاوردهای مهمی در زمینه مهندسی و پزشکی رسیده، اما دستگاه های تله متریک و حسگرهای زیستی قابل پیوند به بدن انسان هنوز در ابتدای راه خود قرار دارند. با این حال، همان طور که پیش تر اشاره شد دستگاه های ابتدایی خاصی طراحی و ساخته شده تا زندگی انسان ها کیفیت بهتری داشته باشد.

دستگاه های تله متریک در حال حاضر یکی دیگر از دغدغه های مهم این روزهای مهندسین علوم پزشکی است. با استفاده از این دستگاه ها می توان شرایط سلامتی بیمار را با یک وسیله الکترونیکی رصد کرد؛ به این گونه که اطلاعاتی نظیر فشار خون، ضربان قلب و سایر علائم زیستی به وسیله این دستگاه ها به مرکز بهداشت و درمان منطقه مورد نظر به صورت اتوماتیک مخابره می شود.

با تمامی این تفاسیر، صرفا ساخت دستگاه های الکترونیکی مختلف، تنهاش چالش ساخت سایبورگ ها نیست؛ چراکه اگر تمامی اجزای سازنده سایبورگ ها هم به درستی و بی نقص ساخته شوند، احتیاج است تا یک عامل یا سازمان بتواند روی این دستگاه ها نظارت کامل داشته باشد؛ چراکه در بدترین سناریو، شرکت های مختلف می توانند اهداف شوم و سو نیتی برای ساخته ها و محصولاتشان در سر داشته باشند. در کشور آمریکا سازمان غذا و دارو (FDA) در کوشش است تا قوانین مطلوبی را برای ساخت و نظارت بر این دسته از محصولات تعبیه کند. قوانین و نظارتی که تضمین می نماید سایبورگ ها تنها به منظور خدمت به انسان ها ساخته می شوند. حال باید فقط منتظر ماند تا ببینیم سایبورگ ها در پایان به چه شکل و شمایلی توسعه پیدا می نمایند. آیا جوامع انسانی در آینده در صلح و صفا زندگی خواهند کرد یا با روی کار آمدن سازمانی شبیه با سازمان اسکای نت در سری فیلم های ترمیناتور، انقراض بشریت به وسیله سایبورگ ها رقم زده می شود؟