Люди получат виртуальных двойников

АрхивБиология и Медицина

В DARPA задались целью создать "голомер" - полноценную голографическую модель человеческого тела, учитывающую индивидуальные анатомо-физиологические параметры. Модель должна значительно облегчить работу военных медиков. Предполагается, что скоро "голомер" появится и у всех граждан США

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, Управление перспективных исследовательских программ США) объявило о начале реализации проекта Virtual Soldier, конечной целью которого является создание сверхсложной и точной голографической модели человеческого тела. Персональные копии данной модели, учитывающие индивидуальные особенности анатомии и физиологии организма, которые получит каждый солдат, позволят поднять на качественно новый уровень систему диагностики и лечения боевых ранений, что, соответственно, должно повысить боеспособность войск.



Как отмечает Ричард Сетава (Richard Satava), руководитель проекта и профессор хирургии Вашингтонского университета (Сиэтл), поставленная задача является весьма и весьма амбициозной и нуждается в крупных капиталовложениях и колоссальных по объёму вычислительных ресурсах.

Голографическая модель или "голомер" (holomer) будет включать морфологический компонент и т.н. уровень свойств. Первый - "органно-тканевой" компонент - должен адекватно и точно отображать строение каждого из органов организма и их структурное взаимоотношение. Уровень свойств будет содержать информацию о параметрах модели на серии иерархических уровней - генетическом, молекулярном, цитологическом, органном и на уровне целостного организма. Финальный вариант модели, реализованный в 3D, должен представлять полноценную целостную модель организма, причём доступную не только для "рассмотрения и считывания показателей", но и для "моделирования повреждений любой из его структур". Иначе говоря, модель должна быть способна адекватно воспроизвести эффект повреждения, например, огнестрельное ранение, и показать, как изменится структура повреждённых органов и их физиологические показатели.

Информация о персональной модели организма будет записана на специальном носителе, который, возможно, будет выполнен наподобие идентификационного солдатского жетона. Таким образом, военные медики, принимая раненого с поля боя, смогут тут же получить как бы исходную версию состояния организма, сравнивая с которой текущее состояние пострадавшего можно будет судить об особенностях повреждения. Как известно, организм каждого из нас имеет индивидуальные особенности, в том числе и на морфологическом уровне. Так, например, у кого-то сердце может быть расположено несколько иначе или крупный сосуд проходит немного "необычно" - согласитесь, такие детали могут иметь критическое значение в момент, когда дело доходит до оперативного хирургического вмешательства.

В качестве исходных данных при создании морфологической составляющей модели предлагается использовать магниторезонансную съёмку, позитроно-эмиссионную томографию, рентген, УЗИ и другие методы исследования. Важным этапом проекта является разработка системы, которая будет способна "извлекать" информацию из данных, полученных вышеуказанными путями, перерабатывать и, в конечном счёте, представлять её в форме трёхмерной модели. При этом каждое из полученных значений следует присвоить показателю соответствующего органа.

Требования, предъявляемые к самому "голомеру" - максимальная реалистичность и "интуитивная понятность". Согласно описанию на сайте DARPA, "взаимодействие и манипуляции с моделью должны по возможности быть как можно ближе к реальным манипуляциям, применяемым к живому человеку". Модель должна быть пригодна для работы на различных платформах, в частности должна быть совместима с КПК, обычными ноутбуками, настольными компьютерами, а также специализированными устройствами, используемыми медперсоналом.

Сетава отмечает, что видит в "голомере" больше, чем просто статическую модель прошлого состояния организма. Ожидается, что Virtual Soldier будет автоматически обновляться по мере поступления новых биометрических данных. Кроме того, в систему должны быть включены алгоритмы прогнозирования, позволяющие моделировать будущие изменения в организме.

Ориентировочные объёмы вычислительных ресурсов, необходимых для создания Virtual Soldier, можно прикинуть исходя из результатов другой, в некотором роде похожей программы Visible Human - проекта, целью которого является создание базы подробных анатомических карт человеческого организма на основе анализа трупов. Д-р Вик Спицер (Vic Spitzer) вместе с коллегами из Колорадского университета заняты данным проектом вот уже более десятилетия. Спицер отметил, что полуторалетние усилия его команды и "64-х процессоров Pentium" потребовались для компьютерного моделирования движений всего одного только коленного сустава.

Сетава, однако, настроен оптимистично, и полагает, что медики смогут воспользоваться возможностями первых "голомеров" уже через 10 лет. Учитывая серьёзную настроенность правительства финансировать данное направление исследований, достаточно вероятно, что так и будет.

Следует отметить, что в DARPA использование "голомерных" моделей организма видят не только для военных целей - по мнению её представителей, в своё время электронная копия своего организма может появиться у всех без исключения жителей США.

Также высказывались предложения "связать" Virtual Soldier с некоторыми другими проектами DARPA, в частности LifeLog (суть последнего заключается в том, чтобы фиксировать абсолютно всё, что видит, слышит, читает и т.д. человек, создавая таким образом нечто вроде "параллельной" памяти индивидуума). LifeLog весьма яро критикуется защитниками гражданских прав и свобод.

Однако это в перспективе. А пока участники проекта Virtual Soldier начинают "с малого": задачей первого этапа программы, на который отводится 18 месяцев, является создание мини-"голомера" свиного сердца. Учёные отсканируют сердце животного и создадут его модель, на которой попытаются смоделировать результат попадания шрапнели.