Йоки Мацуока — гений. Официальный, со справкой и печатью. В свои 37 она успела создать новое направление науки — нейроробототехнику — и сконструировать самый совершенный в мире аналог человеческой руки. С японкой, которую считают идеальным воплощением женщины-ученого нового типа, побеседовала Галина Столяр

Ключевые слова: герой
Опубликовано в № 16 (237)


фотография: University of Washington

Голос в трубке сказал: «У меня для вас такая новость, что если держите что-нибудь хрупкое — ребенка, например — положите, пожалуйста, на пол». Звони­ли из Фонда Макартура, крупнейшего американского грантодателя. Почти 13 лет подряд специальный комитет Фонда выбирает от 20 до 40 жителей США и выдает каждому награду, имеющую неофициальное название Genius Award. По престижности Genius Award приближается к Нобелевской премии, особен­но в денежном выражении — сейчас это полмиллиона долларов (нобелевка — 1,2 миллиона). В 1981-м, когда награда была вручена впервые, ее выдали в чис­ле прочих Бродскому, Дереку Уолкотту и Роберту Пенну Уоррену. Поэты и историки соседствуют в списке с орнитологами и исследователями Африки, а вместе с Мацуокой в 2007 году награду получили блюзмен, три биолога, два антрополога, специалист по посттравмати­ческому синдрому и еще 17 гениев. Оповещает победителей один и тот же человек, и свою коронную шутку про ребенка он успел отшлифовать до блеска. Йоки Мацуока оказалась первым человеком за всю историю премии, которая действительно в момент звонка держала в руках ребенка — своего собственного сына, родившегося восемью днями ранее. Теперь этот анекдот она рассказывает в каждом интервью.

В формулировке награды Йоки называют лидером совершенно нового направления в науке — нейроробототехники, «которое меняет наши представления о том, как работает связка между центральной нервной системой и мускуль­ной активностью человека». Йоки созда­ла ее практически в одиночку — на стыке биомеханики, неврологии, робототехники, био- и психофизики. «Йоки — это це­лый междисциплинарный факультет в од­ном лице», — говорит о ней Эд Лазовски из Фонда Билла и Мелинды Гейтс. Профессор Родни Брукс, важный авторитет в мире робототехники и искуственного интеллекта, у которого Йоки стажировалась, говорит, что японская студентка прежде все­го поразила его тем, как быстро вникала в совершенно неизвестные ей материи: «Она бралась за вещи, которыми никогда прежде не занималась, и через 2—3 недели начинала выдавать очень интересные результаты».

Лаборатория Йоки Мацуоко — это скопище веселых студентов за мониторами, пластиковые коробочки с мертвецкими надписями «большие пальцы», «средние пальцы» и «старые пальцы» и внушительное устройство посредине, которому и требуются все эти запчасти — ACT, «анатомически правильная рука», прославившая ее далеко за пределами науки о роботах. Рука выглядит так, словно ее делал скрипичный мастер — 30 моторчиков и бесчисленное количество струн, делающих ту же работу, которую делают мускулы и сухожилия в человеческой руке. Рука безукоризненно повторяет все движения аспиранта, нацепившего на пальцы специальные сенсоры. «Ну, почти безукоризненно, — поясняет Йоки. — Наша задача — добиться той же свободы, которая есть у человеческой руки, а главное — чтобы ей можно было управлять так же легко, как мы управля­ем своими руками. Я хочу сделать руку, которой можно писать и делать фокусы». На публичных лекциях Йоки говорит еще короче: «Смотрели «Звездные войны»? Помните руку, которую приделали Люку Скайуокеру? Вот я примерно этим и занимаюсь».

Руки — это то, в чем Йоки разбирается очень хорошо. «Анатомически правильную руку» она делала, пригласив в лабораторию специалистов из Голливуда, пластических хирургов и скульпторов; ее карьера в робототехнике тоже началась с рук — в Массачусетском технологическом институте она участвовала в изготовлении человекоподобного робота COG, который позже даже попал в Книгу рекордов Гиннесса. Проект был студенческим, руководил им как раз Родни Брукс, каждый делал что-то свое — Йоки выбрала руки. В этой отрасли было с кем соревноваться — удачные робо-руки делали еще в 1983-м, потом был прорыв в НАСА (там делали роботов, которые могли бы работать в открытом космосе), и Йоки это ужасно увлекло. На своих лекциях — а Мацуока очень востребованный лектор, она часто и очень эффектно выступает — показывает эти механические руки и комментирует: «Мы все гнались за гибкостью пальцев — и, в общем, если вы изучите вопрос, то обнаружите, что довольно много лабораторий умеют делать механические руки, у которых пальцы гнутся поч­ти как человеческие. Все гоняются за степенью свободы пальцев — но это на самом деле мало что меняет: на человеческие они все равно не похожи. А по­чему? Потому что у них жесткая ладонь. Так проще, в ладонь можно напихать кучу микропроцессоров и всякой электроники. Но представьте, что у вас движутся только пальцы, а ладонь — нет. Много вы ею схватите?»

Создатели COG полагали, что робот может стать человекоподобным, если с ним с утра до вечера будут общаться люди. Буквально нянчиться — к COG требовалось относиться как к младенцу, которого надо учить самым простым вещам. Со временем оптимизм создателей COG несколько угас, а в 2003 году проект был официально прекращен. К роботу теперь водят платные экскурсии.

Но считается, что часть задуманного все-таки удалось воплотить в жизнь. В частности, Йоки сделала для робота COG ладонь, обладающую простейши­ми человеческими рефлексами — если ребенку дать палец, он его инстинктивно сожмет, если пощекотать тыльную сторону ладони — разожмет. Руки робота, над которым работала Йоки, скоро мог­ли делать то же самое. «Мы заложили в робота всю эту информацию, и он начал учиться хватать вещи, — рассказывает Йоки. — Довольно скоро — месяца через два — он мог схватить практически любой предмет, который помещался у него в ладони. Это был довольно серьезный прорыв». Правда, недолгий — «через полгода у COG начался артрит — руки стали костенеть, заедать. Все оказалось не так просто».

Вообще-то Йоки Мацуока не планировала заниматься роботами. В детстве она мечтала стать выдающейся теннисисткой. В Японии она тренировалась по нескольку часов в день, и в конце концов даже прошла квалификационные зачеты на участие в Уимблдоне. В японском теннисном рейтинге она была 23-й, и в Америку поехала, чтобы поучиться в теннисной академии, выпустившей Агасси. Она готовилась к завоеванию мира, и даже сменила понятное японское имя Йоко на выдуманное Йоки — чтобы быть уверенной, что ее никто никогда и ни с кем не спутает. Но в Америке, к ее ­соб­ственному ужасу, обнаружилось, что у нее ничего не получается. «Я трениро­валась все усерднее — и почему-то нача­ла себе все ломать, — рассказывала потом Йоки. — Три раза сломала руку, несколь­ко раз порвала связки. А потом вдруг поняла, что выдающейся теннисисткой мне не стать».

В лаборатории Йоки до сих пор висит небольшой эскиз — чудаковатый робот с теннисной ракеткой и надписью «My tennis buddy». На занятиях она часто думала, что неплохо было бы иметь для тренировок идеального механического партнера, который умел бы подстраиваться в процессе. Когда стало ясно, что с теннисом покончено, Йоки взяла в руки эту бумажку и пошла искать, кто в Штатах занимается роботами. В паре лабораторий ей сказали — берем с опытом работы в робототехнике не менее 10 лет. Потом она встретила Брукса, который довольно быстро и внятно объяснил ей, почему «теннисного робота» в ближайшие лет десять никто не создаст. Но профессор и неудачливая японская теннисистка так понравились друг другу, что Йоки пошла к нему в студенты — и начала заниматься искусственными руками.

Впрочем, то, чем занимается Йоки сейчас, так же далеко от прикладной робототехники, как робот Вертер — от Евгения Евтушенко. В какой-то момент ее стали искренне раздражать коллеги по роботостроению, а в особенности — то, что самые совершенные искусственные руки и близко не похожи на человеческие. Поэтому она бросила роботов и стала изучать невралгию, анатомию и психологию. То, чем она занимается сегодня, похоже на передачу «Очевидное-невероятное», причем в таком ее футуристическом виде, какой не мог бы привидеться Сергею Капице в самом страшном сне.

В сущности, она делает сразу две вещи — идеальную механическую руку и идеальный способ управлять ею. И если с первой все более-менее понятно, то вторая выглядит так: непосредственно в человеческий мозг имплантируется специальный чип, и человек управляет искусственной рукой, просто думая об этом. «Считывать самые простые сигналы мы уже научились, — говорит Йоки. — Вверх, вниз, вправо, влево — нет проблем. А вот сигналы мозга, соответствующие хватательным движениям, пока, к сожалению, расшифровывать не умеем. Но и это уже кое-что: представьте себе человека после инфаркта или аварии — у него работает мозг, но парализовано тело. Он зачастую лишен возможности даже разговаривать — а так он может усилием ума двигать механической рукой. Ну или печатать тексты на мониторе, просто переводя стрелку с буквы на букву. Или даже просто выбирать между да и нет. Для некоторых больных и это — гигантское подспорье». Йоки демонстрирует достижения на примере подопытной обезьянки, которой вживили этот самый чип и нау­чили управлять искусственной рукой, ­чтобы брать банан: неловко, рывками, но обезьянка все-таки дотягивается до ба­нана, только схватить его пока не мо­жет, и поэтому механическую ладонь за нее сжимает и разжимает ассистент, нажимая на специальную кнопку.

Разумеется, то, что делает Йоки, в первую очередь рассчитано на инвалидов — искусственная рука, работающая как настоящая, задумана как идеальный протез, и Йоки спокойно подтверждает, что прорыв в этой области произошел благодаря войне в Ираке: «В протезирование хлынули громадные деньги, и теперь с бюджетами, в общем, нет проблем». И как ни сложно в это поверить, в Штатах уже есть коммерческая фирма (пока одна), имплантирующая чипы людям в голову, а чикагский Центр бионической медицины понемногу ставит на поток операции по вживлению протезов, пусть и неидеальных. Первые удачно прооперированные поневоле стали рок-звездами медконференций — похожий на владельца букинистической лавки грузный мужчина по имени Джесси Салливан и попавшая в автокатастрофу 40-летняя короткостриженая американка Аманда Киттс. Они немного похожи на терминаторов, эти люди: к телу приделаны механические руки, сквозь пластик видны провода и клеммы. Но в том, что именно так выглядит прогресс, сомневаться не приходится.

Идеальные руки Йоки могут быть ­запущены в массовое производство через 25 лет, полагает она, — с ними все еще слишком много сложностей. Пока же Йоки пытается превратить Сиэтл, где она сейчас работает, в Силиконовую долину нейробиологов и роботоведов, а также тратит часть своей жизни на написание книги, цель которой — убедить молодых студенток, что наука — это сексуально. «Смотрите, я воспитываю троих детей, у меня семья. Женщина вполне может заниматься математикой или наукой и не быть при этом синим чулком», — говорит она. Протезы — не самая увлекательная тема для студенток, нейроробототехника звучит куда симпатичней, и Йоки быстро перечисляет все области, в которых она может быть полезна. «Самые разнообразные вспомогательные устройства и гаджеты. Реабилитация после инфарктов. Спорт и все, что с ним связано. Мы также работаем над экзоскелетонами». Это внешние устройства, которые позволяют облегчить любое усилие, предпринимаемое телом. Что-то вроде небольших каркасов, надеваемых на тело, благодаря которым можно поднимать больше обычного, прыгать выше и ходить дольше и быстрей (основные заказчики, разумеется, тоже военные).

Экзоскелетоны — очевидно, только первая ласточка. Можно ли ожидать носильщиков с дополнительными механическими руками? Соревнования среди бегунов с усиленными меганогами? Нейророботизированную Параолимпиаду? «Разумеется, компенсация утерянных функций существенно важнее, но мы активно думаем и о том, чтобы увеличить возможности, которые человек имеет от природы», — после таких слов оптимизм Йоки приобретает немного зловещий оттенок.