آشنايی با سايبورگ و کاربردهای آن

طي دهه اخير، با رشد گسترده علوم و تکنولوژی به ويژه در حوزه پزشکي بازساختی و الکترونيک، استفاده از واژه‌های Cyborg (سايبورگ) و Cybernetics (سايبرنتيک) به طور فزاينده‌ای افزايش يافته است. اين عبارت در دهه 1940 توسط نوربرت وينر به کار رفت. او و دانشمندان همکارش عقيده داشتند، در جامعه و در کارهايي که به صورت مکانيکي انجام مي‌شود، ماشين بايد جای انسان را بگيرد و انسان‌ها نيز بايد به کارهايي بپردازند که نياز به خلاقيت و تفکر دارد. مانفرد کلاينز کلمه سايبورگ را در سال 1960 براي تشريح نياز انسان به کار برد که عملکردهاي بيولوژيکی خود را به صورت مصنوعي تقويت کند تا بتواند در محيط پرستيز فضا به کار خود ادامه دهد. در اصل سايبورگ به انساني گفته مي‌شود که وسايلی نظير مخزن اکسيژن، دريچه قلب مصنوعی يا پمپ انسولين، به عملکردهاي بدنش کمک کنند يا آن‌ها را تحت کنترل داشته باشند. اين اصطلاح طي سال‌ها معني عام‌تري يافته است: وابستگی انسان به تکنولوژی. در اين مفهوم، از کلمه سايبورگ می‌توان براي توصيف هر فردی که براي انجام کارهای روزانه‌اش به رايانه وابسته است، استفاده کرد.

 به تازگي، رشد حوزه‌هايي نظير نانوفناوری و پزشکي بازساختي منجر به خلق زيست مواد هوشمندي شده است که در عين حمل سلول‌ها و ايجاد خواص درماني مي‌تواند نسبت به شرايط محيطي به صورت هوشمند عمل کند. در اين تحقيق به بررسي کاربردهاي اين حوزه از علم و فناوري پرداخته مي‌شود. همچنين، به آخرين دستاوردهای حوزه سايبورگ و تغيير رويه‌های ايجاد شده در اين زمينه اشاره می‌شود.

معرفی ايمپلنت‌های تبديل انسان به سايبورگ

سايبورگ از ترکيب دو واژه Cybernetics و Organism پديد آمده و به نوعي انسان‌هاي ارتقايافته مکانيکي را توصيف مي‌کند. تکنولوژی پزشکي با سرعت سرسام آوري پيشرفت مي‌کند و با اين حال هنوز انسان راه حلي براي بسياري از مشکلات خود نيافته است. امروزه ايمپلنت‌ها راهي نوين براي برطرف کردن بسياري از نيازها هستند؛ از قطعات ساده و ساختارهاي کوچک گرفته تا يک بازوی تمام متحرک مکانيکي که به سيستم اعصاب متصل و حرکات آن تحت کنترل است. اين بار به سراغ ايمپلنت‌هايی رفته‌ايم که اگر فراگير شوند، زندگي انسان‌ها و مقابله‌شان با بيماري‌ها و ناتواني‌ها ساده‌تر خواهد شد.

طبيعی‌ترين دست مصنوعی

چند سالی است که پروتزها به کمک انسان‌ها آمده‌اند تا به نوعي کمبود ارگانی خاص را جبران کنند اما اخيراً شاهد پيشرفت‌های چشمگيری بوده‌ايم. اين بانوي 29 ساله، امسال توانست يک دست مصنوعی دريافت کند که طبيعي‌ترين و کارآمدترين پروتز ممکن است. دستگاه BeBionic توسط شرکت Steeper Group ساخته شده تا نقص اعضای بدن را جبران کند. BeBionic از 14 قطعه گيره مانند و 337 قطعه مکانيکی ساخته شده است. به لطف اين پروتز طبيعی، نيکي آشول 29 ساله که بدون دست راست به دنيا آمده بود حالا براي اولين بار در زندگی‌اش از موهبت دو دست بهره مي‌برد.

لنزهای دائمی

دکتر Garth Webb از شرکت Ocumetics Technology ايده جالبي دارد. وي معتقد است ديگر دوران جراحي‌هايي چون LASIK (ليزيک) به سر آمده و لازم نيست ديگر عينک‌های ته اسکانی به چشم زد. با استفاده از لنزهاي جديدي که توسط اين شرکت توسعه داده شده‌اند، بينايي انسان تا 3 برابر حالت عادي افزايش پيدا می‌کند. يک جراحی سرپايی 8 دقيقه‌ای لازم است تا اين لنزها را به صورت دائم روی چشم گذاشت و بينايي ابرانسان ها را به دست آورد.

نسل جديد ضربان سازها

پيس ميکرها يا ضربان سازها روي سينه و درست در مکاني که قلب قرار گرفته مستقر مي‌شوند و با دردسري فراوان پمپاژ قلب و ضربان آن را کنترل مي‌کنند. اما نسل جديد ضربان سازها تفاوت عظيمي با مدل‌هاي قديمي دارند. الکترودها با قابليت الاستيکي دور تا دور قلب را مي‌پوشانند و با ريتم مخصوصي پالس‌ ايجاد مي‌کند. الکترودها با شبيه سازی حرکت الکتريکی می‌توانند حتی مانع از حمله قلبی شوند. همچنين، مطالعه و زيرنظر گرفتن ريتم کار قلب نيز حالا ساده‌تر می‌شود.

ميکروالکترودهای ابريشمی

اين ايمپلنت واقعاً مي‌تواند ذهنتان را تسخير کند. همانطور که در تصوير مشخص است، به گونه‌اي اين ايمپلنت روي مغز ذوب مي‌شود و ناحيه‌اي کوچک را به طور کل در بر مي‌گيرد. محققين دانشکده پزشکی دانشگاه پنسيلوانيا در فيلادلفيا، يک ورق منعطف، نازک و نيمه ابريشمي توليد کرده‌اند تا روي سطح مغز قرار بگيرد. ايمپلنت مذکور مي‌تواند فعاليت‌هاي مغز را به طور کامل در نظر گرفته و در درمان بيماري‌هايي چون صرع مؤثر واقع شود. به جز اين، چندين و چند پروژه ديگر هم بوده‌اند که تمرکزشان روي ميکروالکترودها بوده اما استفاده از ابريشم عامل پيروزي اين گروه تحقيقاتي است. نه تنها ابريشم به انعطاف بالاي آن کمک مي‌کند، بلکه سبب دوام بيشتر در ناحيه مذکور نيز مي‌شود. مغز درون جمجمه حرکت مي‌کند و ميکروالکترودها هم بايد خود را با اين شرايط سازگار کنند.

خالکوبی مخصوص ديابتی‌ها

افراد مبتلا به ديابت، مرتباً بايد سطح گلوکز خون خود را چک کنند و پروسه خون گرفتن مي‌تواند براي بسياری دردآور و خسته کننده باشد. اما به جاي آن، اگر فقط يک نمايشگر روي دستشان بود که سطح گلوکز را مرتب نمايش مي‌داد چقدر همه چيز راحت‌تر بود! محققين با توسعه يک روش خاص خالکوبي با نانوذرات رنگي سعي دارند به افراد ديابتی کمک کنند. تتو روی سطح پوست قرار مي‌گيرد و زمانی که قند خون بيشتر از حد مجاز شود، رنگ پوست به نشانه خطر تغيير مي‌کند. جوهرها از پليمرهای حساس به گلوکز ساخته شده‌اند و وقتی که به کمک نانولوله‌ها زير پوست انسان استحکام مي‌يابند، گلوکز را شناسايي کرده و مي‌درخشند.

براي مطالعه اطلاعاتي که اين پليمرها جمع آوري مي‌کنند، شخص دارنده خالکوبي بايد از دستگاهی مانند يک دستبند هوشمند استفاده کند تا اطلاعات را تحليل کرده و متوجه ميزان قند خون خود شود. برخلاف ديگر خالکوبیها، اين نانوذرات فقط به مدت 6 ماه روی پوست باقي مي‌مانند و پس از اتمام فعاليتشان دوباره بايد فرآيند را انجام داد.

درمان فلج کامل اندام‌های بدن

فلج کامل اندام‌هاي بدن وضعيتي نيست که بتوان حتي تصور آن را هم کرد اما هر روز، علوم پزشکي به ارائه راه حلي براي رفع اين مشکل نزديک و نزديک‌تر مي‌شود. اوايل امسال، محققين سوييسي قطعه‌اي به نام e-Dura ساخته‌اند که به افراد ناتوان، اجازه راه رفتن دوباره را مي‌دهد. اين قطعه منعطف مي‌تواند مستقيم روي طناب عصبي قرار گرفته و پالس‌هاي الکتريکي ارسال کند. در اين حالت، e-Dura مي‌تواند نقش نورون‌هايي که از بين رفته‌اند را ايفا کرده و سبب حرکت شخص شود.

برخلاف ديگر ايمپلنت‌هايي که روي طناب عصبی قرار مي‌گيرند و با زائده‌هاي خود سبب آسيب رسيدن به بدن مي‌شوند، e-Dura  از ماده‌اي ساخته شده که بسيار شبيه به بافت طناب عصبي است. e-Dura هنوز مراحل ابتدايی ساخت و توسعه را سپري مي‌کند و هنوز زود است که بگوييم همه ناتوان‌ها از اين پس مي‌توانند راه بروند.

ايمپلنت‌هايي براي بيماران سايبورگ

پزشکي مدرن روش‌هاي مختلفي را در زمينه بيونيک ارائه مي‌کند. در حال حاضر، با کاشت دستگاه‌هاي الکترونيکي مي‌توان سيستم عصبي را تحريک کرد، حواس را باز گردانند، داروها را در بدن منتقل کرد، و ممکن است در آينده نزديک تمامي اندام‌ها را جايگزين کرد.

در ادامه چند نمونه از فناوري‌هاي سايبورگ – ترکيب انسان و ماشين – که از پيشرفت‌هاي صورت گرفته در قدرت پردازش، باتري‌ها و حسگرها سود برده و به اين دستگاه‌ها اجازه مي‌دهند با درمان‌ها سازگار شوند، معرفي مي‌شود.

مغز

پيش‌تر، پزشکان از محرک‌هاي مغزي عميق براي کاهش لرزش‌هاي بيماري پارکينسون استفاده کرده‌اند و در حال بررسی کاربردهاي آن‌ها براي افسردگي و اختلالات ديگر هستند. يک ايمپلنت جديد از شرکت مدترونيک به نام اکتيو PC+S، ممکن است بينش و اطلاعات جديدي را براي پژوهشگران به همراه داشته باشد. هنگامي که محرک‌هايی توليد نمي‌شوند، اين ايمپلنت سيگنال‌های مغز را ثبت مي‌کند و اطلاعاتی را فراهم مي‌کند که ممکن است به پزشکان در درک چگونگی ايجاد بيماری‌های عصبی کمک کند.

چشم

براي بازگرداندن بينايي به افراد نابينا ايمپلنت آرگوس II از شرکت سِکِند سايت با دوربين ويديويي خود اقدام به ثبت تصاوير کرده و با 60 الکترود بسيار کوچک شبکيه چشم را تحريک مي‌کند تا به بيمار در تشخيص جنبش و اَشکال کمک کند. اين محصول براي افراد مبتلا به بيماري‌هايي که انحطاط سلول‌هاي گيرنده نور را موجب مي‌شوند، کاربرد دارد.

گوش

نسل بعدي ايمپلنت حلزون گوش ممکن است دستگاهي به طور کامل کاشتنی از آزمايشگاه فناوری ميکروسيستمز ام‌آی‌تی باشد که بی نياز از ميکروفن خارجی و منابع نيرو کار می‌کند. اين ايمپلنت صدا را با يک حسگر پيزوالکتريک که ارتعاشات طبيعی گوش ميانی را شناسايی مي‌کند، دريافت کرده و سپس عصب شنوايی را تحريک می‌کند.

قلب

تا به امروز، تقريباً تمامي قلب‌های مصنوعي براي پمپاژ خون تنها زمانی که فرد مبتلا به نارسايی قلبي در بيمارستان منتظر عمل پيوند قلب است مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اما به زودی، بيماران مي‌توانند با يک قلب جديد از شرکت کارمات به خانه بروند که عمری چند ساله خواهد داشت و از ريزپردازنده‌ها و حسگرها استفاده مي‌کند.

اعضاي بدن

سربازان قطع عضو با الکترودهايی که اطراف اعصاب در بازوهايشان کار گذاشته شده‌اند، احساس را از حسگرهای تعبيه شده در دست‌هاي مصنوعی خود باز يافته‌اند. پژوهشگران در دانشگاه کيس وسترن ريزرو و مرکز پزشکي لوئيس استوکس کليولند سيستمي را توسعه داده‌اند که اطلاعات حسگرها را به الگوهای تحريک تبديل می‌کند که از طريق اعصاب به سوی مغز حرکت می‌کنند.

ستون فقرات

محرک عصب جديد مرکز سنت جود مديکال پالس‌های الکتريکي را به نخاع ارسال مي‌کند تا در سيگنال‌هايی که موجب درد مزمن می‌شوند، اختلال ايجاد کند. اين نخستين دستگاهی است که قابليت به روزرسانی دارد و از از اين رو نرم افزار جديد میتواند بر اساس توسعه روش‌های درمانی جديد توسط پژوهشگران به آن اضافه شود.

مثانه

ايمپلنت‌های موجود در بازار با تحريک عصب ساکرال با بهبود کنترل مثانه براي درمان بی اختياری مورد استفاده قرار می‌گيرند. پژوهشگران آمريکايي يک حسگر فشار قابل کاشت برای مثانه را توسعه داده‌اند که محرک را آغاز خواهد کرد.

تخمدان

تراشه تحويل دارو ساخت شرکت ميکروچيپ بايوتک مقادير اندک از هورمون کنترل بارداری را به صورت روزانه و تا 16 سال از زمان کاشت در زير پوست خانم‌ها آزاد خواهد کرد. در صورت تمايل به بارداری، اين ايمپلنت قابليت خاموش شدن با کنترل از راه دور را دارد.

تبديل باکتری‌ها به سايبورگ

شايد روزي سايبورگ‌های ميکروبی که همان باکتری‌هاي ادغام شده با ابزار الکترونيکی هستند، کارآيی لازم را در پيل‌های سوختی، زيست‌حسگرها و راکتورهای زيستی به دست آورند اما دانشمندان بايد ابتدا موادی ابداع کنند که نه تنها ميکروب‌ها را پرورش مي‌دهند، بلکه الکتريسيته يا منابع مورد نياز ديگر را نيز به صورت کارآمد و کنترل‌شده به دست مي‌آورند.

پژوهشگران انجمن شيمي آمريکا (ACS)، گونه‌اي از اين مواد ابداع کرده‌اند که به آن‌ها امکان مي‌دهد يک سيستم بيوهيبريدي قابل برنامه‌ريزی بسازند که الکترون‌هاي به دست آمده از باکتري‌هاي توليدکننده الکتريسيته را هدايت مي‌کنند. اين باکتري‌هاي موسوم به اگزوالکتروژنيک (Exoelectrogenic) برخلاف باکتري‌هاي ديگر می‌توانند الکترون‌ها را در سراسر غشاي بيروني خود حرکت دهند. دانشمندان تلاش کرده‌اند تا با استفاده از مواد گوناگون، اين نيروي الکتريکي را تقويت کنند اما تاکنون، مواد رسانايي که از رشد باکتريايي پشتيباني مي‌کنند، نه کارآيي کافي داشته‌اند و نه به سادگي قابل کنترل و برنامه‌ريزي بوده‌اند. اين گروه پژوهشي به سرپرستي کريستف نيمير، پژوهشگر انجمن شيمي آمريکا تصميم گرفتند يک ماده نانوکامپوزيت ابداع کنند که از رشد کنترل‌شده اگزوالکترونيک حمايت مي‌کند. پژوهشگران، يک هيدروژل متخلخل ابداع کردند که از نانولوله‌هاي کربني و نانوذرات سيليکا تشکيل شده که با رشته‌هاي DNA به هم متصل شده‌اند. پژوهشگران به اين چارچوب، باکتري‌هاي اگزوالکتروژنيک را نيز اضافه کردند. ماده به دست آمده در اين فرآيند، توانست الکترون‌هاي توليدشده توسط باکتري را به صورت کارآمد به سوي يک الکترود هدايت کند. اين باکتری توانست به خوبي روي ديواره ماده مورد نظر رشد کند و در آن نفوذ کند. اين پژوهش، در مجله ACS Applied Materials به چاپ رسيد.

رشد و توسعه اندام‌های کوچک سايبورگ خارج از سلول‌های بنيادی

پژوهشگران دانشگاه هاروارد در مطالعات اخيرشان موفق به رشد اندام‌هاي کوچک سايبورگ در خارج از سلول‌هاي بنيادي شدند. محققان دانشگاه هاروارد با ادغام فناوري نانوالکترونيک در کشت سلولی، موفق به ايجاد «ارگانوئيد يا شبه اندام سايبورگ» شدند. دانشمندان اغلب براي يادگيري در مورد بيماري‌ها و توسعه داروها بايد آزمايش‌هايی را بر روي حيوانات يا سلول‌هايي که در يک ظرف کشت سلولي پرورش داده مي‌شوند، انجام دهند. از آنجا که اندام‌ها کوچک يا ارگانوئيدهاي شبه اندام انسان هستند، گزينه‌اي مطلوب براي انجام آزمايش محسوب مي‌شوند. در سال‌هاي اخير دانشمندان نسخه‌هايي کوچک از مغز، قلب، ريه‌ها، کبد، کليه‌ها و معده را توسعه داده‌اند. اما مطالعه اين اندام‌هاي کوچک و سه بعدي چندان آسان نيست. استفاه از حسگرها هم مناسب نيست زيرا حتي اگر به بافت سلول آسيب نرسانند، بازهم قابل استفاده نيستند چرا که براي جستجو و بررسي درون اين اندام‌ها نيز بسيار بزرگ هستند بنابراين محققان دانشکده مهندسي و علوم کاربردي هاروارد (SEAS) راهي براي ادغام حسگرها پيدا کرده‌اند. پژوهشگران در مطالعه اخير خود ارگان‌هاي کوچک سايبورگ موسوم به سايبورگانوئيد Cyborg Organoids يا Cyborganoids ايجاد کردند.

پژوهشگران براي اين کار ابتدا از حسگرهای نانوالکترونيک در قالب شبکه‌های کششی استفاده کردند. اين شبکه‌ها از حسگرهای کوچک داراي رابط‌هاي خم شدني تشکيل شده‌اند. اين شبکه‌هاي نانويي سپس روي يک صفحه سلول‌هاي بنيادي قرار گرفتند و به تدريج در اطراف آن‌ها رشد کردند. با گذشت زمان، سلول‌ها به ساختارهاي ارگانوئيدي سه بعدي تبديل شدند و دوباره شبکه‌های الکترونيکی را با آن‌ها تنظيم کردند و درنهايت توانستند سايبورگانوئيدهاي مجهز به حسگر توسعه دهند. در اين مطالعه، محققان توانستند سلول‌های بنيادی را در کارديوميوسيتها (Cardiomyocytes) که يک نوع سلول قلب هستند جدا کرده و سپس حسگرهايي را براي نظارت و ضبط فعاليت سلول‌ها به مدت 90 روز تعبيه کنند. به گفته پژوهشگران از اين روش مي‌توان براي مطالعه چگونگي توسعه و تمايز سلول‌ها به بافت‌هاي مختلف و همچنين يافتن راه‌هايي براي ايجاد داروهای جديد و ساير روش‌های درمانی استفاده کرد. يافته‌هاي اين مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شد.

نظارت بر سلامت و رديابی تومورها براساس فناوری سايبورگ

محققان يک فناوري جديد  همانند سايبورگ ابداع کرده‌اند که با ادغام بي‌خطر دستگاه‌هاي الکترونيکي با بافت انسان، سلامت افراد را بهتر کنترل کرده و تومورها را رديابي مي‌کند. محققان دانشگاه «دلاوير» در آمريکا در جريان مطالعه‌اي موفق به ابداع روشي براي اتصال دستگاه‌هاي الکترونيکي به داخل بدن انسان شدند. در اين روش دستگاه‌هاي الکترونيکي با استفاده از پوششي که از لحاظ مصرف انرژي، کم مصرف‌تر است به بافت انسان متصل مي‌شوند. محققان اتصال دستگاه‌هاي الکترونيک به بافت انسان را يک «چالش بزرگ» عنوان مي‌کنند زيرا مواد مورد استفاده در اين فناوري مانند طلا و سيليکون، باعث ايجاد زخم مي‌شوند و مي‌توانند جريان داده را مختل کنند. براي دستگاه‌هايي که در بافت عضله يا مغز کار گذاشته مي‌شود، لازم است که سيگنال‌هاي الکتريکي به سمت آن‌ها هدايت شوند تا بتوانند به درستي کار کنند  اما اسکارها اين فعاليت را مختل مي‌کند. اکنون اين محققان آمريکايي پوشش‌هاي جديدي براي دستگاه‌هاي الکترونيکي که در بافت انسان کار گذاشته مي‌شوند، ابداع کرده‌اند که با مسائل ناشي از اسکارهاي ايجاد شده توسط مواد مورد استفاده در ميکروالکترونيک‌ها، مقابله مي‌کند.

پروفسور ديويد مارتين از دانشگاه دلاوير که سرپرستي اين مطالعه را برعهده داشته است، گفت: آن‌ها ايده استفاده از اين پوشش را در هنگام تلاش براي اتصال يک دستگاه به مغز به دست آوردند. «ما يک نمونه شيميايي پايدار کشف کرديم که به عنوان يک پوشش ضد استاتيک براي نمايشگرهاي الکترونيکي، به صورت تجاري فروخته مي‌شد». محققان پس از آزمايش، متوجه شدند که اين پليمر- ماده‌اي متشکل از مولکول‌هاي بسيار بزرگ، داراي خواص لازم براي اتصال سخت افزار و بافت انساني است.

اين پليمرهاي مزدوج (Conjugated Polymers) هم از نظر الکتريکي فعال هستند و هم از نظر يونوني. يون‌هاي ضد شارژ به آن‌ها شارژ مورد نياز را مي‌دهد، بنابراين زماني که آن‌ها در حال کار کردن هستند، هم الکترون‌ها و هم يون‌ها در حال گردش هستند. اين پليمر که به عنوان PEDOT شناخته مي‌شود، عملکرد دستگاه‌هاي پزشکي که در بدن بيمار کار گذاشته مي‌شوند را به طور چشمگيري بهبود مي‌دهند. پليمرهاي PEDOT در شماري از تحولات اخير مورد استفاده قرار گرفته است که از جمله آن‌ها مي‌توان به روکشي براي آجرهاي هوشمند اشاره کرد که مي‌توانند انرژي را مانند باتري ذخيره کنند. يافته‌هاي اين مطالعه در نشريه American Chemical Society منتشر شده است.

اولين انسان با تکنولوژی سايبورگ

نيل هاربيسون متولد سال 1982 در بريتانيا، مبتلا به کور رنگي مادرزادي است و جهان را سياه و سفيد مي‌بيند. وي هنرمند معاصر، نوازنده و فعال سايبورگ است که بيشتر براي توانايي گسترش داده خود در درک رنگ‌هاي خارج از توانايي چشم انسان شناخته مي‌شود. از طريق يک آنتن که به جمجمه‌ هاربيسون متصل است، سيگنال‌هايي از مغزش به گوش داخلي‌ فرستاده مي‌شود که موجب درک رنگ‌ها مي‌شود. سايبورگ، به معناي يک موجود با هر دو اجزاي ارگانيک و مکانيکي است که علاوه بر اعضاي طبيعي بدن، ارگان‌هاي عملکردي مصنوعي هم دارد. در دسامبر 2003، در کلينيکي در بارسلون، با انجام يک عمل جراحي چهار سوراخ در استخوان پس‌سري (پايه جمجمه) هاربيسون حفر شد، اين سوراخ‌ها به ساقه يک دوربين متصل شدند. لنز قابل انعطاف دوربين بر روي سر هاربيسون و درست مقابل پيشاني‌اش، قرار مي‌گرفت و رنگ هر چيزي که او مي‌ديد را ثبت مي‌کرد. تراشه‌اي درون جمجمه هاربيسون، رنگ را به فرکانس متناسب با رنگ تبديل مي‌کرد و بعد از آن هر فرکانس را تبديل به ارتعاشي مي‌کرد که توسط گوش داخلي هاربيسون قابل دريافت بود.

هاربيسون مي‌گويد در ابتدا فقط قادر به حس طيف‌هاي بصري نور بود، اما اين حس را با طيف مادون قرمز و ماورا بنفش آپديت کرد؛ «وقتي در جنگل قدم مي‌زنم، سطح بالاي اشعه ماورا بنفش را ترجيح مي‌دهم. شايد تصور کنيد، جنگل محيطي آرام و ساکت است، اما زماني که در آنجا گل‌ها ماورا بنفش هستند، جاي بسياري پر سر و صدايي است. همچنين بايد هرچند ماه يک‌بار، باتري کوچکي که فراهم کننده نيروي لازم براي پردازنده، دوربين، محرک و سيستم‌هاي بي‌سيم است را شارژ کنم». در اين سيستم هيچ کليدي براي خاموش و روشن کردن تعبيه نشده است. در سال 2010، هاربيسون بنياد سايبورگ که يک سازمان بين‌المللي است را تاسيس کرد. مأموريت اين بنياد کمک به انسان‌ها براي تبديل شدن به سايبورگ و ترويج استفاده از سايبرنتيک به عنوان بخشي از بدن انسان و دفاع از حقوق سايبورگ‌ها است.

ربات سايبورگ با عضله حلزون دريايی

محققان دانشگاه کيس‌وسترن رزرو با استفاده از عضله حلزون دريايي در يک بدنه پليمري چاپي سه‌بعدي توانسته‌اند يک ربات کوچک به طول پنج سانتيمتر توليد کنند که از کاربردهاي زيادي برخوردار خواهد بود. محققان در مقابل عملگرهاي سفت، به دنبال يک ربات نرم و انعطاف‌پذير بودند. از اين رو از عضله استفاده کردند که منبع سوخت خود را داشته و از توان وزني بالاتري برخوردار است. حلزون دريايي نيز يک موجود وفق‌پذير است و مي‌تواند تغييرات دمايي، شوري و ديگر متغيرهاي محيطي مانند فشار عمق را تحمل کند. عضله اين ربات در اثر اعمال يک ميدان الکتريکي خارجي، منقبض و منبسط شده و بازوهاي ربات را حرکت مي‌دهد. ربات مذکور اکنون تنها مي‌تواند چهار ميليمتر در دقيقه حرکت کند. اما محققان تصميم دارند يک نسخه پيچيده‌تر را با استفاده از غدد گانگليون بسازند که سيگنال‌ها را از مغز به عضلات انتقال مي‌دهند. به گفته آن‌ها، عضله با گانگليون مي‌تواند حرکات بيشتر و پيچيده‌تري را انجام بدهد و همچنين توانايي يادگيري دارد. محققان همچنين از کلاژن پوست حلزون براي ساخت يک داربست استفاده کردند تا بدنه پليمري را براي يک ربات کاملاً ارگانيک بر روي آن توليد کنند. ربات‌هاي از اين دست مي‌توانند براي حفاظت از محيط زيست و ماموريت‌هاي تحقيقاتي در اقيانوس به کار گرفته شوند. به دليل ارگانيک بودن اين ربات‌ها، توليد آن‌ها ارزان است و براي محيط زيست آلايندگي نيز نخواهند داشت.

تفاوت Cyborg و Robot

يک سايبورگ عموماً موجودي زنده است اما ربات غير زنده و بي جان است و تمام ويژگي‌هايش مشابه با جانداران است ولي ساختگي و از پيش برنامه ريزي اما سايبورگ همانطور که از نام کاملش پيداست (Cybernetic Organism) يک موجود نيمه زنده است. يعني موجودي با اجزايي رباتيکي و سايبرنتيکي شبيه يک ربات، منتها اجزاي ارگانيکي هم دارد.

تفاوت ديگر اين است که ربات به طور کلي يک هوش مصنوعي و غالباً پيشرفته است اما سايبورگ مي‌تواند انسان باشد يا حتي حيوان يا پرنده‌اي باشد که آزادي کامل در تصميم گيري دارد. همچنين اجزاي مکانيکي يک سايبورگ معمولاً پيچيدگي بالايي دارد چون با اجزاي زنده و ارگانيک پيوند خورده است.

بدين ترتيب يک سايبورگ معمولاً سيستم پيشرفته‌اي دارد ولي ربات مي‌تواند ساده، پيشرفته و پيچيده باشد و اينکه ربات يک ماشين خودکار است ولي سايبورگ ترکيبي از ماشين و ارگانيسم است.

کاربردهاي سايبورگ در علم پزشکي

يکي از موثرترين کاربردهاي سايبورگ در حوزه پزشکي به خصوص در زمينه تقويتي و ترميمي است. سايبورگ‌هاي تقويت‌شده از قوانين ورودي محدود و خروجي نامحدود پيروي مي‌کنند که باعث بهبود عملکرد آن‌ها مي‌شود. سايبورگ‌هاي ترميم‌يافته نيز همانطور که از نامشان پيداست، اعضا و اندام‌هاي از دست رفته بدن را بازيابي مي‌کند. اين نوع سايبورگ به عنوان جايگزين مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اندام‌هاي مصنوعي هوشمند، رابط مغز و کامپيوتر، تحريک عميق مغز و ايمپلنت‌هاي شبکيه از نمونه‌هاي کاربرد سايبورگ در پزشکي به شمار مي‌روند.

هزينه سايبورگی شدن

ادغام اجزاي طبيعي و مکانيکي هزينه گزافي دارد. فرانک سواين، که پس از دست دادن حس شنوايي خود به دليل بيماري از سمعک هوشمند استفاده مي‌کند، مي‌گويد: «مغز من نمي‌تواند بدون کمک پروتز به حيات ادامه دهد. شنوايي من بدون سمعک‌هايم از حالت طبيعي نيز بدتر است. شاخه‌هاي الکترونيک به بخشي از زندگي روزمره‌ام تبديل شده است. در حالي که مي‌توانم به صورت فيزيکي از سمعک‌هايم جدا شوم اما احساس شنوايي به راحتي قابل‌ تفکيک نيست. بخشي از آن در گوش‌هايم و بخشي از آن در دستگاه وجود دارد. سايبورگ بودن من نه به انتخاب بلکه از سر نياز بوده است. بخشي از بدنم از ماشين تشکيل شده است.»

با توجه به تطبيق‌پذيري و گسترش دستگاه‌هاي حسي فني قابل‌کاشت در بسياري از کشورهاي جهان شبکه‌هاي پزشکي، تجاري و دولتي در حال تحقيق و آزمايش در خصوص فناوري سايبورگ هستند. تاکنون شاهد انجام جراحي‌ها و به کارگيري موفقيت‌آميز فناوري‌هاي سايبورگي در انسان‌ها بوده‌ايم. براي مثال شرکت «Three Square Market» ميکروتراشه‌هايي را در دست کارمندان خود ايمپلنت کرد تا بتوانند به راحتي به منابع، کامپيوترها و ونديگ ماشين‌هاي (دستگاه فروش خودکار خوراکي) موجود در محل کار دسترسي داشته باشند. احتمالات و چشم‌اندازهاي بسياري در خصوص بهبود و پيشرفت تحقيقات و آزمايش‌هاي حوزه سايبورگ در آينده وجود دارد. برخلاف هوش مصنوعي که آگاهي و هوشياري به طور کامل در دستان يک سيستم است، سايبورگ‌ها تحت کنترل ذهن انسان قرار دارند. بنابراين شايد تعداد سايبورگ‌ها در آينده بيشتر شود اما احتمال تسخير زمين توسط آن‌ها نسبت به مخلوقات هوش مصنوعي بسيار کمتر است.

موضوع سايبورگ ها در ميان روشنفکران بحث‌هايي را به راه انداخته است. بسياري از آن‌ها سايبورگ ها را تهديدي عليه بشريت تلقي مي‌کنند، زيرا ويژگي افکار ممکن است به خطر بيافتد و از ميان رفتن ارزش‌هاي انساني و هنرهايي نظير شعر ممکن است از پيامدهاي آن باشد. با اين حال از آن جا که هميشه فناوري شمشيري دوسويه بوده است، جامعه بشري هم سود فراواني از پيشرفت انسان‌ها مي‌برد.

خواه ناخواه سايبورگ ها راه خود را در جامعه بشري باز خواهند کرد. اما واکنش ما نسبت به فکر کاشتن قطعات رايانه در اعصاب ممکن است متفاوت باشد. بدون شک سايبورگ ها کاربرد فراواني دارند. شايد بتوانند ما را باهوش‌تر، کارآمدتر، سازنده‌تر و حتي ثروتمندتر کنند. اما به نظر بيشتر مردم، اين منافع بالقوه، به از ميان رفتن آن چه ما ر ا به صورت انسان در مي‌آورد، نمي‌ارزد.

   منابع

https://civilica.com/doc/1039024

http://engadget.com

https://digiato.com

https://www.isna.ir

https://www.irna.ir

https://vista.ir

http://techranfashionweek.com