Бионика

Интересувам се от "бионика", да го наречем.

Филмът "Ghost in the Shell" и факта, че имаме ЕЕГ апарат(баща ми е невролог) ми дава основата да мечтая за тези технологии. Нека под "бионика" разбираме способността на човешката нервна система да комуникира с външни прикирепени устройства - протези. Става въпрос за контролиране на изкуствени крайници като ръце и крака, а също устроиства които възтановяват зрението. ЕЕГ апарата е (скъпо) устройство, което разчита електромагнитните импулси от мозъка. Тези импулси са много слаби и точно ЕЕГ апарата действа като усилвател. Електроди се поставят най-близо до черепа (без да се отваря - просто ти ровят в косата докато стигнат скалпа) и след това се използва и паста, която дава по-добра проводимост. Може да се прави ЕЕГ и като се отвори черепа - тогава сигнала ще е най-добър естествено.

Нека да обобщя - сигналите от мозъка могат да бъдат разчитани, може да е трудно, но компютрите допринасят за това. Възможно е дори компютъра да се адаптира към нервните импулси на даден човек. В информатиката автоматичната адапатация се прави чрез алгорими за невронни мрежи . Разбира се тези невронни мрежи са под формата на програма, която имитира функцията на човешкия неврон. Тук нещата не трябва да се смесват - тук не говоря за физически неврони, които могат примерно да се имплантират в човека, а за понятието неврон в информатиката. Компютърният неврон съществува само в рамките на софтуер.

Един вариант, който си мисля, е за създване на изкуствена ръка чрез хидравлика. Като интересното е, че за течност на хидравликата може да се използва кръвта. Хидравликата може да доведе до това, че да е нужен само един мотор, който да променя налягането и по този начин да се постигат различи състояния на ръката. Може да звучи малко кофти да се ползва кръв, но нека видим предимствата. Циркулиращата течност освен за хидравлика може да се използва и като източник на енергия - иначе ще трябва да зареждате винаги ръката си с ток, а батериите не са много леки (все още) и не държат дълго (все още). От една страна енергия може да се произвежда от самото движение на кръвта, но няма как да е много или ще затрудним сърцето. Другият вариант е да се използва топлината на кръвта. Има примерно стирлингови двигатели, които работят с човешка топлина и въртят перка само от топлината на дланта. Стирлинговите двигатели са типичният за света на механиката начин за преобразуване на топлина в енергия, когато има значение КПД-то. Примерно при колите няма толкова значение КПД-то и затова те не се ползват там. Проблемът обаче в случая е, че големината на двигателя е доста на фона на произведения ток.
Нанотехологиите ще променят всичко - ще бъде създаден такъв електропроводников елемент, който да конвертира топлина в електричестово - вероятно на първо време с ниско КПД. После кръвта ще преминава през нещо с много голяма повърхност (заемащо малко обем) покрито с този електропроводников елемент и тази комбинация от голяма площ и малки размери ще дава нужната енергия в крайна сметка. Може електричестовото да се увеличи като се пусне някаква мрежа в тялото на човека, която да играе същата роля на "орган", който преобразува топлината на тялото в ток, ако кръвта преминаваща през ръката не дава нужното електрозахранване. А може и ръката да е покрита с боя, която допълнително оползотворява падащата светлина (има такова нещо - click here).

Темата просто е интересна.

По-долу може да видите low temperature Stirling engine: