DARPA Pentagon -biologer lover å erobre døden, gyte syntetiske replikanter og gi den amerikanske hæren rader med Cyborg funksjonshemmede
I begynnelsen av april kunngjorde US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA, Pentagons fremre forskningsfløy) åpningen av en ny bioteknologisk divisjon, Biological Technologies Office. Misjonen er å sette biologien til tjeneste for nasjonal sikkerhet, fra å beseire epidemier til å lage syntetiske soldater. Samtidig ble budsjettet til avdelingen for neste regnskapsår kunngjort - 2,9 milliarder dollar.
DARPAs status som en fremste kilde til innovasjon er ubestridelig. Essensen i byrået er å kontinuerlig sikre at amerikansk militær teknologi alltid er mer avansert enn konkurrentene. Noen av byråets nylige tiltak inkluderer: opprettelsen av de humanoide ATLAS -robotene og mange andre typer robotteknologi; smarte proteser som vil formidle ekte taktile opplevelser; programmering av kunstige nevrale nettverk - faktisk datamaskiner basert på de kognitive funksjonene til den menneskelige hjernen. På bakgrunn av disse teknologiske underverkene, tatt nøyaktig fra sidene i de klassiske cyberpunk-romanene på åttitallet, er det ikke lenger overraskende å designe bare en slags selvlærende superdatamaskin. Hvis det i fremtiden opprettes en fullverdig kunstig intelligens, vil det ikke bli gjort av IT-selskaper, men av Pentagons mørke genier (som forresten også er internettets forfedre).
DARPA har vært godt oppmerksom på bioteknologi før, men til nå hadde de ikke en dedikert avdeling for å koordinere all forskning på dette tverrfaglige feltet. Dette er nettopp det bioteknologiutviklingsmyndigheten, som ble opprettet for å "utforske de stadig mer dynamiske skjæringspunktene mellom biologi og fysikk," er ment å rette opp.
DARPA -direktør Arathi Prabhakar, som talte i slutten av mars foran kongressmedlemmer i Representantenes hus, sa at "biologi er naturens ultimate innovatør, og for ethvert byrå som er avhengig av innovasjon, ville det være dumt å ikke henvende seg til denne mester i komplekse forhold for inspirasjon og ledetråder."
I dag tar biologien sin plass blant de viktigste vitenskapene som representerer fremtiden for forsvarsteknologi … Programmene til bioteknologikontoret spenner i det bredeste området: fra individuelle celler til organismer og deres populasjoner; fra det tidspunkt nervesignalet overføres til det tidspunktet et nytt nysevirus etter en nysing vil spre seg over hele planeten. Bioteknologikontoret vil studere de ekstremt komplekse mekanismene for naturlige prosesser og demonstrere at de kan brukes til nasjonale forsvarsformål,”heter det i en pressemelding fra DARPA.
Russian Planet ble kjent med de mest lovende programmene til den nye avdelingen ved avdelingen.
Ah, ikke si, "Blod fra et sår." Dette er vilt
Et av de prioriterte områdene i bioteknologikontorets arbeid er høyteknologisk rehabilitering av amerikanske militære soldater etter skader av forskjellige typer. Ifølge US Army Institute for Surgical Research er den viktigste dødsårsaken på slagmarken blodtap. Flere DARPA -studier har som mål å løse dette problemet. Militæret har fremdeles ikke noe mer perfekt enn en enkel gasbindforbinding for å stoppe blødningen. Effektiviteten er ekstremt lav, fordi hvis blodet ikke stopper, må bandasjen byttes nesten umiddelbart. Det er ingen måte i det hele tatt å stoppe latent blødning på plass. Derfor dør mange soldater ikke bare på slagmarken, men også i transport på vei til den medisinske enheten.
Arati Prabhakar.
Nylig kunngjorde oppstartsselskapet RevMedx en modifisert sprøyte som fyller sårområdet med 1-tommers chitosan-svamper som hovner opp og blokkerer blødning. Men bare ekstern blødning stopper på denne måten. DARPA -spesialister gikk videre og kunngjorde opprettelsen av det såkalte "stasis -systemet" - så langt er det bare kjent at dette er et "skummateriale" som stopper blødning selv inn i bukhulen. FDA skal snart godkjenne den første prototypen på en bærbar injeksjonsenhet.
Selv om blodtap ikke kan unngås, vil en annen utvikling av avdelingen gjøre det ikke så livstruende, og redde militæret fra trusselen om hypoksi forårsaket av blødning. Forskere jobber med et legemiddel basert på hydrogensulfid, hvis injeksjon bremser de fysiologiske prosessene i kroppen. I løpet av tester på dyr ble det funnet at hydrogensulfid reduserer behovet for organer i oksygen, og en akutt mangel forårsaker blodtap. Injeksjonen av et slikt stoff vil forlenge tiden en jagerfly kan bruke etter dødelig blodtap rett på slagmarken og vente på en transfusjon. Dermed håper de i DARPA at soldaten vil kunne injisere seg selv, gå inn i en "dvalemodus" og vente på at medisinsk hjelp bløder ut - opptil flere dager.
Funksjonshemmede cyborgs
Byråansatte er godt klar over de nesten ubegrensede mulighetene de amerikanske myndighetene gir dem, og lider ikke av falsk beskjedenhet. For eksempel kalles et program for utvikling av avanserte proteser uten problemer - “Revolutionizing Prosthetics”. Det ble lansert tilbake i 2006, men er nå fullstendig under kontroll av biotek -kontoret.
Hele denne tiden har forskere vært opptatt med å designe håndproteser, som er mye vanskeligere fra et medisinsk og ingeniørmessig synspunkt enn kunstige ben. En av de revolusjonære protesene, Arm System Gen-3, har allerede blitt legalisert av FDA. I følge byråets nettsted var disse "avanserte mekatroniske lemmer" de første som kom i nærheten av funksjonaliteten til ekte menneskehender. Målene med programmet er enda mer utfordrende enn navnet. Og DARPA skjuler dem ikke i det hele tatt: i fremtiden vil det ikke være noen funksjonshemmede veteraner i USA, men det vil være funksjonshemmede i rekkene - bare roboter.
"Som en del av proteserevolusjonen blir funksjonaliteten til proteser i øvre lemmer forbedret slik at tjenestemenn som har mistet armene en dag kan gå tilbake til tjeneste," sier programmet.
Spesifikke oppgaver inkluderer opprettelse av tankekontrollerte proteser og nevrodatamaskingrensesnitt for amputerte og paralytiske. På NPRs markedsplass 31. mars sa Arati Prabhakar at bioteknologer allerede har tatt et stort skritt på dette området. Fremskritt innen kortikal mikroelektrodeteknologi har gjort forbindelsen mellom nervesystemet og kybernetiske kroppsdeler så sterk at tankestyrte proteser gradvis blir en daglig rutine, og pasienter som samarbeider bruker allerede Pentagons "pålitelige nevrogrensesnittsystem". Fremtidig forskning "vil forbedre kapasiteten til perifere grensesnitt for å behandle enda mer informasjon om lemmekontroll, noe som vil gi amputerte enda mer funksjonalitet."Nevrofysiologer jobber med å få signalet i begge retninger - slik at protesen ikke bare styres av sinnet, men den selv sender taktile signaler tilbake til nervesystemet, noe som forårsaker en følelse av ekte fysisk berøring.
En funksjonshemmet person med protetiske robotarmer. Foto: DARPA
“Vi har frivillige med lammelse av alle fire lemmer som har takket ja til hjernekirurgi. Det handler om å plassere en brikke på cortex som styrer nevronene i motorsonen og omdirigerer dem til å kontrollere nye, svært sofistikerte robotarmer. På en måte har vi åpnet døren - forbindelsen mellom menneskehjernen og resten av verden. La fantasien løpe vilt for å se hvor langt dette vil ta oss,”sa direktøren for DARPA.
Et eget program er dedikert til minnegjenoppretting. Ifølge leger har mer enn 270 000 amerikanske soldater siden 2000 fått hodeskader av ulik kompleksitet, noe som har ført til en forverring eller fullstendig dysfunksjon av arbeidsminnet. Til tross for problemets størrelse, finnes det foreløpig ingen effektive behandlinger. For å gjenopprette hukommelsen jobber biotek -kontoret med en tverrfaglig nevroteknologi som kombinerer "databehandling, matematisk modellering og banebrytende grensesnitt." Resultatet bør være en "implanterbar nevral enhet" som vil gjenopprette minne til soldater ved å neurostimulere visse områder av hjernen.
Et annet initiativ tar sikte på å eliminere posttraumatisk stresslidelse (PTSD, "Vietnamsyndrom"), som er ekstremt vanlig blant soldater som har gått gjennom kampene. I de beste tilfellene fører det til depresjon og migrene, i verste fall - til aggresjonsutbrudd blant de hjemvendte soldatene eller selvmord. Moderne tilnærminger - medisiner og psykoterapi - kan bare lindre de verste symptomene på dette alvorlige psykiske syndromet. Militære leger håper også å fullstendig bekjempe PTSD ved å implantere en nevrostimulator i hjernen.
Som en del av nevrovitenskapelig forskning, konsulterer DARPA (i det minste antar å tro det) med et ekspertpanel om etiske, juridiske og sosiale implikasjoner. Prabhakar utelukker ikke at noe av denne forskningen ikke vil være rettet mot rehabilitering, men også mot å endre hjernen til friske krigere.
“Hvis vi forstår hvordan hjernen interagerer med komplekse systemer, vil vi kanskje forstå hvordan akkurat informasjon skal gis til en person slik at han bedre kan assimilere den. Dette vil være fremtiden der vi begynner å lære radikalt nye måter å samhandle mellom kompleksiteten til den menneskelige hjernen og kompleksiteten i verden rundt oss, sier lederen for innovasjonsbyrået.
Grensesnitt mellom mennesker og maskiner kan godt være tilpasset for å bli kontrollert av roboter. Og hvis ingeniører allerede utvikler et tankekontrollert sivilt quadrocopter, hvorfor forventer vi ikke at militære droner skal kontrolleres via nøytrongrensesnitt fra DARPA før eller siden?
Tankekontrollert quadcopter.
Og de laget en replikant av syntetisk støv
Byrået satser på at neste generasjon forsvarsteknologi vil følge eksemplet på naturlig, biologisk liv. Syntetisk biologi vil bli et av de viktigste arbeidsområdene til bioteknologikontoret - byrået forventer å lansere en slags sinnssyk genetisk plante for produksjon av biologiske materialer som aldri har eksistert med uutforskede egenskaper basert på en cocktail av levende celler, proteiner og DNA. Målet er å lage, for det første, kunstige, men levende supermaterialer som skal brukes til neste generasjon mekaniske og elektriske gadgets, og for det andre å bokstavelig talt lage nye livsformer med funksjonalitet som er vanskelig å forestille seg for øyeblikket. Men dette høres ikke så fantastisk ut, med tanke på at forskerne i slutten av mars kunngjorde opprettelsen av det første syntetiske "designer" -kromosomet i menneskehetens historie.
Bioingeniører utgjorde en betydelig del av personalet i den nyåpnede underavdelingen. Siden "biologisk ingeniørkunst er en kraftig teknologi som kan påvirke mange områder" i menneskelivet, har Pentagon -biologer til hensikt å nøye forberede et teoretisk grunnlag - gradvis "å omdanne biologi til ingeniørpraksis, forberede verktøy, teknologier, metoder og infrastruktur." Bioingeniørprogrammer i laboratorier bruker den siste utviklingen innen syntetisk biologi, genomikk og proteomikk, som bidrar til høy sikkerhet ved forskning og forebygging av "uønsket frigjøring av mikroorganismer". Tilsynelatende har DAPRA hørt mye om farene ved en zombieapokalypse.
Til tross for alle forhåndsreglene, har bioingeniører allerede kunngjort mer enn ambisiøse prosjekter. Et av de mest mystiske programmene går under den foreløpige tittelen Biochronicity. Ifølge bioingeniører, selv om "den biologiske klokken regulerer nesten alle funksjoner i menneskekroppen," er det fortsatt ingen klar idé om hvordan de påvirker cellesyklusen, metabolismen, aldring og celledød. Tilsynelatende vil avdelingen gå inn på metabolisme og aldring av en person, sette dem under kontroll og øke kampkapasiteten og utholdenheten til soldater sterkt - både når det gjelder regenerering etter fysisk skade og immunitet mot sykdom.
For flere år siden har DARPA Biodesign -programmet, der Pentagon lager ikke mindre udødelige syntetiske skapninger, allerede skvett. Målet er å overvinne "evolusjonens tilfeldighet": "Biodesign bruker et system med tekniske metoder i kombinasjon med bioteknologi og syntetisk kjemisk teknologi for å skape nye nyttige attributter. Biodesign vil redusere uforutsigbarheten til naturlig evolusjonær utvikling gjennom genteknikk og molekylærbiologi. Dette området inkluderer kunstig rettet molekylære responser som øker motstanden mot celledødssignaler (…)”. I tilfelle byråets plan går galt i det mest truende scenariet, som det vanligvis er tilfelle med skrekk, har skapte vesener et spesielt utløsermolekyl for selvdestruksjon, som kan aktiveres eksternt. Som forfatteren av den tekniske bloggen Hovedkort skriver: “Hvorfor trenger vi mekaniske roboter når du kan lage en replikant for å delta i kriger? Vi har ikke hørt mye om potensielle Pentagon -syntetiske soldater, men 19,3 millioner dollar er fortsatt bevilget til Biodesign -programmet neste år."
En verden uten sykdom
Byråets epidemiologiske fløy vil lete etter måter å forhindre epidemier og dempe konsekvensene av en hypotetisk dødelig global pandemi (et annet populært plot av science fiction -katastrofefilmer). Forskere mener at uforutsigbarheten av sykdomsutbrudd er et klart tegn på vår dårlige forståelse av dynamikken i fremveksten og spredningen av epidemier.
Ifølge US National Institute of Allergy and Infectious Diseases er 44% av alle patogener som er rapportert de siste 20 årene RNA -virus. De er preget av ekstremt høye mutasjonshastigheter, slik at de kan tilpasse seg et miljø i endring, slik det skjedde i H1N1 -pandemien (svineinfluensa) i 2009. I tillegg kan selv de sterkeste antibiotika bli ubrukelige ettersom infeksjoner gradvis utvikler medikamentresistens, slik det er tilfellet med den uovervinnelige gonoréstammen.
Programmet med den rungende tittelen "Profeti" studerer utviklingen av virus for å forutsi fremtidige virale mutasjoner. Det endelige målet er etableringen av "forebyggende" legemidler og vaksiner mot sykdommer som kan true menneskeheten i fremtiden. Biologer kommer til å forutsi viral evolusjon, selvfølgelig, ikke på matematiske modeller, men på en helt eksperimentell måte. Faktisk vil byrået være engasjert i avl av virus. Farlige patogener vil bli dyrket i laboratoriet og diagnostisert i alle stadier av mutasjoner de passerer gjennom. Basert på denne informasjonen vil det være mulig å forutsi i hvilken retning denne eller den vanlige sykdommen vil utvikle seg. Virologer bemerker ydmykt at de i laboratorieforhold bare vil prøve å gjenta de "virale mutasjonene som allerede har skjedd naturlig og er dokumentert" - sannsynligvis for å overbevise dem om at de ikke ved et uhell vil skape et virus som ikke engang eksisterer på planeten i et naturlig miljø ….
På spørsmål om hva biotek -kontoret har Den hellige gral, oppsummerte direktøren for DARPA: “Dette er en ny klasse materialer med egenskaper som vi aldri ville ha mottatt før. Dette er en ny måte å samhandle med den menneskelige hjerne og løse mysteriene om kognitive funksjoner. Og vi er sikre på at det allerede finnes teknikker som lar oss overgå spredningen av smittsomme sykdommer."
