DARPA в мире животных

(Весна 2006)

Глаз — многогранный алмаз

Учеными Калифорнийского университета Беркли создан миниатюрный, размером с булавочную головку искусственный глаз, конструктивно аналогичный фасеточным глазам насекомых. Также как у стрекоз, пчел или мух, искусственный глаз имеет полусферическую форму для широкого панорамного обзора и образован мозаикой из тысяч микроскопических линз.

Предполагается, что благодаря своим выдающимся оптическим качествам — два таких «глаза» при объединении в сферу дают полный обзор всего 3D-пространства — подобные устройства найдут широкое применение в самых разных областях, от бытовой техники до систем медицинской диагностики и военного наблюдения.

Последняя из перечисленных областей, военная, скорее всего станет первой, где искусственные глаза новой конструкции появятся в реальной аппаратуре. По той причине, что исследовательская и конструкторская работа оплачена в Беркли деньгами гранта в полмиллиона долларов, выделенного американским Агентством передовых военных исследований, DARPA, под вполне конкретную задачу — разработать новую, более эффективную технологию наблюдения.

Как комментирует это Люк Ли (Luke Lee), в лаборатории которого фасеточный глаз были придуман и создан за три года: «Муху сложно поймать, потому что сенсоры ее ‘системы обнаружения’ направлены во все стороны. Такой же принцип военные хотят иметь для систем обнаружения ракет». Сами ученые-разработчики, однако, надеются, что их детище по достоинству оценят и в других, более мирных областях, в первую очередь в медицине, где зоркий микроглаз с трехмерным обзором пригодился бы и при диагностировании/лечении болезней желудочно-кишечного тракта, и при многих других хирургических операциях, требующих оптического наблюдения в труднодоступных зрению местах.

Для изготовления фасеточного микроглаза ученые придумали совершенно новую технологию, во многих своих чертах воспроизводяющую естественные процессы самоорганизации в природе. Сначала из эластичного полимера изготовляется тонкий плоский лист, структура которого напоминает микроскопические пчелиные соты шестиугольной формы. Этот лист прикладывается к миниатюрному концу вакуумного шланга, кратковременное всасывание которого придает соответствующему участку куполообразную форму.

Изогнутый таким образом полимер служит многоразовой формой для литья, которую заполняют эпоксидной смолой. Под действием ультрафиолета смола быстро затвердевает, превращаясь в крошечную полусферу, поверхность которой покрывают свыше 8000 правильных ячеек, действующих как линзы для лучей света. Чтобы создать волноводы, аналогичные тем, что передают свет от линзы к фоторецептору в глазу насекомого, Люк Ли и его коллеги в процессе изготовления позволяют предварительно сфокусированному свету самому медленно прожечь себе туннели в смоле.

Такой метод не только дешев, но и обеспечивает наиболее правильный (естественный) наклон всех волноводов в структуре искусственного глаза, без применения более традиционных, дорогих и сложных технологий тонкой микронастройки. Подробное описание этой работы можно найти в майском (2006 г.) номере журнала Science.

# # #

Ничего не сказала рыбка

Давно не секрет, что для людей с авторитарным складом ума всегда чрезвычайно заманчивой представляется идея полного контроля за мыслями и поступками человека или животных. Исследования и эксперименты в этом направлении с разной степенью интенсивности ведутся практически с той же самой поры, когда ученые начали осваивать искусственные методы воздействия на психику и нервную деятельность биологических организмов. А сдерживается процесс лишь этическими соображениями тех, кто дает деньги на эксперименты.

Но если применительно к опытам на людях этика еще более-менее срабатывает, то в отношении животных — вплоть до человекообразных обезьян — практически любые этические нормы сегодня ослаблены до такой степени, что глубокая имплантация электродов в мозг шимпанзе или крыс считается совершенно обычным делом. Особенно, когда речь идет о дистанционном управлении поведением животного, да еще делается это на щедрые деньги военных.

На недавней (весна 2006) научной конференции Ocean Sciences Meeting, устроенной в Гонолулу, Гавайи, для ученых, исследующих разнообразные аспекты мирового океана, один из заметных докладов был посвящен имплантации нейроэлектродов в мозг акул. Занимающиеся этой работой биологи из Бостонского университета во главе с Йелле Атема (Jelle Atema) полагают, что таким путем они смогут больше узнать о редкостном обонятельном аппарате акул и об их удивительной способности чувствовать малейшие изменения в электрических полях.

Но одновременно не делается большого секрета из того, что вся эта научная работа финансируется на деньги DARPA, Агентства передовых военных исследований США, а Пентагон здесь интересует нечто совершенно конкретное — дистанционно управлять акулами в океане, превращая их в практически невидимых для противника шпионов, способных незаметно следовать за кораблями и проникать в строго охраняемые зоны.

Подобно хорошо уже известным опытам с крысами, биологи ныне умеют имплантировать нейроэлектроды в обонятельный центр рыб таким образом,  что при подаче электросигнала через правый или левый электрод, становится возможным заставить повернуть рыбу направо или налево. Однако в планах DARPA эксперименты в лабораторных резервуарах — это уже пройденный этап. Как говорит курирующий этот проект от военных Уолтер Гомес (Walter Gomes), сотрудник Центра ВМС по подводным вооружениям в Ньюпорте, следующим шагом экспериментов станет имплантация продвинутого нейроустройства в мозг голубых акул и выпуск их в океан у берегов Флориды.

Правда, радиосигналы, которые ученые используют для манипуляций движениями рыбы в лаборатории, не годятся для проникновения в толщу вод океана. Поэтому инженеры ВМС планируют связываться с акулами при помощи сонаров. По словам Гомеса, в окрестностях Флориды у военных моряков в достатке имеется акустических сигнальных мачт, вполне подходящих для надежной связи кораблей с акулами, находящимися от них на расстоянии до 300 километров. Для того, чтобы сонарные приемники, навешиваемые на акул, не слишком мешали движениям животных, приборам придали привычную форму рыб-прилипал, благодаря чему существенно снижается лобовое сопротивление аппаратуры.

По мнению военных, дистанционно управляемые акулы практически по всем параметрам могут превосходить роботов подводного наблюдения — ведь рыбы совершенно бесшумны в воде, да еще при этом сами себя кормят. Ну а что думают об этом сами рыбы, никого в общем-то не интересует. Да и мозги у них для «думанья» не приспособлены. На взгляд военного человека, по крайней мере.

# # #