Seuraavan tason evoluutio: Ihmiskehon parantaminen antrobotien, orgaanisten transistorien, aivoimplanttien ja muun avulla

Teknologinen innovaatio tapahtuu henkeäsalpaavan nopeasti jokaisella elämämme alueella, sähköistämällä ja parantaen ihmisen kehoa syvällisillä tavoilla. Lukuisia mullistavia läpimurtoja tehdään väsymättä ihmisen kehon parantamiseksi, joten ei ole yllättävää, että ihmisen augmentaatiomarkkinan odotetaan räjähtävän arvoon hämmästyttävä 645,9 miljardia dollaria vuoteen 2030 mennessä, nouseen noin 143 miljardia dollaria vuonna 2022.

Parannetut fyysiset ja kognitiiviset kyvyt eivät ole enää pelkkä futuristinen käsite tieteiskirjallisuuden piilossa; sen sijaan ahkera tutkimus ja vahva investointi ovat raivanneet tietä uraauurtaville työkaluille ja prototyypeille, tehden ihmisen augmentaatiosta sujuvasti saavutettavampaa ja käytännöllisempää.

Joten tänään katsotaan, mistä on kyse ja millaisia kokeiluja ja innovaatioita tällä alalla tapahtuu!

Mitä on ihmisen augmentaatio?

Aluksi ihmisen augmentaatio on pohjimmiltaan kehon parantamista, jonka tavoitteena on lisätä kyvykkyyttämme tai tuottavuuttamme. Myös nimellä Human 2.0 tunnettu parannus mahdollistaa sekä henkisten että fyysisten toimintojen suorittamisen ulkoisten työkalujen avulla tai niiden integroinnin kehoomme.

Jo nyt näemme kannettavia laitteita, kuten älypuhelimia ja älykelloja, jotka ovat olennainen osa arkeamme ja parantavat merkittävästi viestintäkykyämme. Samoin muut ulkoiset työkalut, kuten silmälasit, mikroskoopit ja erittäin herkät mikrofonit, otetaan aktiivisesti käyttöön ihmisen kykyjen laajentamiseksi.

Markkinoille on hiljalleen tulossa monia muita erilaisia ihmisen parantamiseen tarkoitettuja teknologioita, jotka kattavat laajan kirjon, mukaan lukien:

• Geeniterapia
• Aivo-tietokone -rajapinnat (BCI)
• Aivoimplantit
• 3D-bioprinttaus
• Orgaaniset transistorit
• Robotit
• Virtuaaliset agentit
• Lisätty todellisuus (AR)
• Kyberlaitteet

Samanaikaisesti tekoälyn (AI) nousu kiihdyttää kehitystä tällä alalla entisestään. Yksinkertaisesta proteesikäsivälineestä täysin tekoälyn ohjaamaan kyborgiin, teknologia mahdollistaa merkittävän ihmisen potentiaalin kasvattamisen.

Katsotaanpa nyt tarkemmin, mitä kaikkea tällä alalla tapahtuu ja miten erilaiset innovaatiot edistävät ihmisen kykyjä.

Ihmisen edistymisteknologiat 

Moderni tieteellinen ja teknologinen kehitys on tuonut monia ratkaisuja ihmisen kehon parantamiseen. Alla tarkemmin esitellyt teknologiat auttavat ylittämään kehon rajoituksia, joko tilapäisesti tai pysyvästi, luonnollisin tai keinotekisin keinoin.

Kannettavat laitteet

Kannettavat interaktiiviset teknologiat tarjoavat saumattoman ja hienostuneen integraation fyysiseen ja digitaaliseen ympäristöömme, yhdistäen nämä kaksi maailmaa vaivattomasti. Ne tarjoavat intuitiivisia, helppokäyttöisiä laajennuksia, muuttaen vuorovaikutuksen älyesineiden kanssa sujuvaksi toisenlaiseksi. Lisäksi ne antavat meille olennaista, ajankohtaista dataa, suodattaen älykkäästi pois kaiken tarpeettoman melun, varmistaen että pysymme yhteydessä siihen, mikä todella merkitsee.

Ne eivät ole uusia, mutta niiden käyttöönotto on selvästi kasvanut: ABI Research ennustaa 1,9 miljardia dollaria vuoteen 2025 mennessä ekso-skeletin markkinoilla, jotka ovat eräänlainen augmentoitu teknologia, joka vahvistaa ihmisen suorituskykyä. Ekso-skelettejä käytetään teollisuudessa rakennus- ja valmistusaloilla sekä kuntoutuksessa fysioterapiassa.

Toinen tuote tällä saralla on älylasit, jotka keräävät resursseja auttaakseen meitä navigoimaan verkossa. Suuret toimijat kuten Meta työskentelevät ahkerasti tämän parissa, ja Netflix sekä AccuWeather ovat jo optimoineet sovelluksensa älylaseille. Jotkut e‑lasit on varustettu kameroilla, jotka tuottavat kuvia etupuolelle ja voidaan yhdistää aivoihin. Älylasit voivat lisäksi mahdollistaa puhelun, liikkeiden tallentamisen sekä GPS‑navigoinnin, säätiedot ja jopa kehon muutokset.

Kääntäjän segmentissä Timekettle mahdollistaa monikielisyyden napin painalluksella. Samaan aikaan liikekääntäjät muuntavat viittomakielen puheeksi ja tulevina vuosina niitä voitaisiin laajentaa mobiilisovelluksina.

Klikkaa saadaksesi listan parhaista kannettavista terveydenseurantayrityksistä, joihin kannattaa sijoittaa.

Orgaaniset transistorit 

Orgaaniset transistorit nousevat lupaaviksi kandidaateiksi biosensorisovelluksissa biokompatibiliteettinsa, joustavuutensa ja laajan prosessoitavuutensa ansiosta. Nämä laitteet perustuvat aktiivikerrosten ja kohdeanalyyttien väliseen vuorovaikutukseen.

Aiemmin orgaanisiin transistoreihin perustuvien biosensorien kehittäminen on ollut haastavaa; kuitenkin viimeaikaiset saavutukset alkavat poistaa näitä esteitä. Keskeisiä strategioita ovat molekyylisuunnittelu, orgaanisten puolijohteiden ja biologisten reseptorien kokoaminen sekä Debye‑suodatusilmiön hillitseminen.

Tutkijat ovat parantaneet näiden orgaanisten transistorien suorituskykyä, jotka toimivat kytkinä, kääntämällä niiden suunnittelun perinteisestä vaakasuorasta asennosta pystyasentoon. Esimerkiksi uusi laite, orgaaninen elektrokemiallinen transistori (OECT), kytkeytyy hallitsemalla positiivisten varauksien (elektronien) määrää puolijohdepolymeerissa ionien avulla elektrolyytistä.

Samaan aikaan tutkijat Tufts Universityssa Silklab luoti mikroprosessorikokoisia transistoreita, jotka voivat havaita ja reagoida biologisiin tiloihin ja ympäristöön. Perinteisen eristemateriaalin sijaan tässä laitteessa on silkki‑fibroiinia, joka voidaan tarkasti levittää pinnoille ja sen jälkeen muokata muiden kemiallisten ja biologisten molekyylien avulla, jolloin sen ominaisuuksia voidaan muuttaa. Tämän avulla tiimi kehitti erittäin herkän ja erittäin nopean hengityssensorin, joka pystyy havaitsemaan joitakin sydän- ja keuhkosairauksia.

Aiemmin tänä vuonna Columbia Engineering researchers also developed ensimmäisen koskaan itsenäisen, muovautuvan, orgaanisen bioelektronisen laitteen, joka on 100 kertaista ihmisen hiuksen paksuutta pienempi ja kykenee paitsi keräämään ja siirtämään neurofysiologisia aivosignaaleja myös tarjoamaan toimintaan tarvittavan energian.

Antrobotit

Toinen ihmisen parantamista tukeva teknologia on antrobotit, jotka ovat ihmisen kaltaisia robotteja. Viime aikoina tutkijat ovat osoittaneet niiden potentiaalin parantamis- ja regeneratiivisessa lääketieteessä luomalla näitä biologisia, itsekoostuvia robotteja ihmisen henkitorven soluista ilman geneettistä muokkausta. Nämä monisoluiset robotit voivat olla hiuksenleveyttä tai lyijykynän kärjen kokoisia ja ne pystyvät liikkumaan sekä edistämään neuronien kasvua.

Nämä robotit, kuten todettiin tutkijoiden mukaan, on luotu sammakon alkion soluista, joita kutsutaan Xenobots. Nämä laitteet voivat navigoida käytävissä, tallentaa tietoa ja kerätä materiaalia. Lisäksi ne voivat parantaa itseään vammoista ja jopa monistaa itseään. Nämä botit auttavat ymmärtämään, miten genomi ja ympäristö toimivat yhdessä kudosten, elinten ja raajojen muodostamisessa ja miten ne voidaan palauttaa regeneratiivisten hoitojen avulla.

Myös nanobotit, jotka mahdollistavat tarkan vuorovaikutuksen nano-objektien kanssa, voivat olla merkittäviä lääketieteessä. Näitä laitteita sijoitetaan ihmisen kehoon suorittamaan toimintoja immuniteetin lisäämiseksi.

Proteesit 

Toinen tapa parantaa ihmisen kehoa ihmisen augmentaation kautta tapahtuu replikaation avulla, sillä teknologia pystyy nyt korvaamaan heikentyneet ihmisen kyvyt. Esimerkiksi proteesit, jotka jäljittelevät raajaa, voivat suorittaa tehtäviä yllättävän samankaltaisesti alkuperäisen raajan kanssa, jolloin ne ovat välttämättömiä laitteita ihmiskäytössä. Nämä laitteet eivät ainoastaan mahdollista kehitysvammaisten ihmisten suorittaa arkipäiväisiä toimintoja, vaan myös saavuttaa korkean taitotason.

Tämä voi olla niin yksinkertaista kuin nostolaitteiden augmentaatio, joka tarjoaa ruokailuvälineitä ikääntyneille tai henkilöille, joilla on tärinää tai rajoitettu liikkumiskyky, tai sormiproteesit niille, jotka ovat kokeneet onnettomuuden tai amputoinnin. Esimerkiksi Naked Prosthetics erikoistuu räätälöityihin käden proteeseihin, jotka antavat käyttäjille erittäin korkean tarkkuuden.

Teknologinen kehitys tehostaa myös näiden proteesien valmistusta. Tässä yhteydessä 3D‑tulostus mullistaa suunnitteluprosessin, muuttaen sen täysin digitaaliseksi työnkuluksi. Prosessi sisältää raajan 3D‑skannauksen digitaalisen skannerin avulla ja sen jälkeen CAD‑ohjelmiston avulla luodun henkilökohtaisen suunnitteluprofiilin, jonka voi saumattomasti viedä 3D‑tulostimeen räätälöityjen proteesikotelojen valmistamiseksi.

Aivoimplantit 

Aivoimplanttien osalta yritykset kuten Elon Muskin Neuralink mullistavat ihmismielen ja tietokoneiden välistä vuorovaikutusta. Yritys valmistautuu parhaillaan aivochipin kliiniseen kokeiluun, jonka on hyväksynyt Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA). Samaan aikaan muut yritykset, kuten Kernel ja NextMind, tutkivat keinoja toteuttaa tämä ilman invasiivisia menetelmiä, kuten leikkausta.

Vaikka BCI:stä on vakavia huolenaiheita, sillä on myös potentiaalia avata neuronien mahdollisuuksia. Aivoimplantit tarjoavat valtavan lupauksen neurologisten sairauksien, kuten Parkinsonin taudin, epilepsian ja kroonisen kivun hoitoon. Ne ovat myös keskeisiä neuromodulaatiossa, proteesilaitteiden ohjauksessa ja aivojen toiminnan seurannassa.

Aivochipit voivat lisäksi olla ratkaisevia unihäiriöiden hoidossa ja muistin parantamisessa erityisten elinten stimulaation ja neurofeedbackin avulla. Tulevaisuudessa voimme kuvitella niiden käytön ihmisen kapasiteetin laajentamiseen, jotta se pystyy tallentamaan enemmän tietoa, tarjoten näin parannettuja kykyjä.

Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja aivoimplanteista.

Bioprinttaus

Sitten on bioprinttaus, joka kerää paljon huomiota. Se käsittää orgaanisten kudosten, kuten elinten, luiden ja ihon, luomisen 3D‑tulostustekniikoilla. Vaikka tämä teknologia on vielä alkuvaiheessa, yritykset kuten TissueLabs ovat aktiivisesti mukana ihmisen elinten ja kudosten rakentamisessa laboratoriossa, mikä uudelleenmäärittelee lääketieteellistä alaa. Vuonna 2022 Texasin kirurgit saavuttivat merkittävän virstanpylvään implantoimalla 3D‑bioprintatun rakenteen potilaan korvaan.

Tässä kentässä käytetään erilaisia tekniikoita, kuten bio‑muste‑pohjaista 3D‑tulostusta, puristukseen perustuvaa 3D‑bioprinttausta, laser‑avusteista 3D‑bioprinttausta ja stereolitografista 3D‑bioprinttausta, joiden avulla kehitetään bio‑tekoelimiä.

Samaan aikaan yritykset kuten Altos Labs ja Calico Labs keskittyvät ikääntymistekniikkaan. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Altos Labs on kehittänyt erikoistuneita soluterapioita, erityisesti indusoituja pluripotenttisia kantasoluja.

Klikkaa tästä saadaksesi listan parhaista 3D‑bioprinttaus‑osakkeista.

Tekoäly

Viestinnästä, rahoituksesta, terveydenhuollosta ja rekrytoinnista taiteeseen, viihteeseen, ruokaan ja muotiin, tekoäly muuttaa elämämme eri osa-alueita, merkittävästi laajentaen mahdollisuuksiamme ihmisenä ja parantaen kehoa ennennäkemättömillä tavoilla. Tässä yhteydessä DeepMind, jonka Google on hankkinut, on kehittänyt tekoälyn nimeltä Alphafold, jonka tavoitteena on ennustaa rakenteellisten proteiinien muoto, parantaen kykyämme torjua sairauksia ja kehittää lääkkeitä, näin parantaen ihmisten terveyttä.

Tekoälyä hyödynnetään yhdessä neuroimplanttien kanssa myös epilepsian ja Parkinsonin kaltaisten häiriöiden hoitoon. Se kerää syvällistä tietoa ja aktivoi neuroimplantit optimaalisimmalla hetkellä. Teknologian soveltaminen voi myös syventää aivojen ymmärtämistä ja lisätä kognitiivisia kykyjä suoraan yhdistämällä ja stimuloimalla tiettyjä aivoalueita.

Lisäksi on tekoälyavustajia, jotka voivat toimia puolestamme käyttäytymismalliemme ja mieltymystemme perusteella, suorittaen tehtäviä yksinkertaisista monimutkaisiin tehokkaasti. Nämä järjestelmät voivat olla erityisen hyödyllisiä ikääntyneille ja vammaisille, keskittyen tiettyjen kehon toimintojen avustamiseen.

Tekoälyn integrointi robotiikkaan johtaa myös kirurgisten robottien kehittämiseen, joissa on sisäänrakennettu optiikka lisäinformaatiota varten. Nämä robotit pystyvät suorittamaan erittäin tarkkoja leikkauksia, auttaen kirurgeja saavuttamaan suurempaa tarkkuutta, erityisesti monimutkaisissa toimenpiteissä kuten neurokirurgiassa.

Klikkaa tästä oppiaksesi kaiken tekoälyyn sijoittamisesta.

Yritykset, jotka kehittävät ihmisen kehoa parantavia teknologioita 

Nämä kaikki edistysaskeleet eivät rajoitu vain suurten teknologiayritysten toimintaan; monet pienet ja keskisuuret yritykset, erityisesti startupit, ovat aktiivisia toimijoita tässä vallankumouksessa. Tarkastellaanpa muutamia merkittäviä nimiä tällä alalla:

1. BrainGate

Yritys istuttaa mikro‑elektrodeja aivoihin, mahdollistaen selkäydinvammoista, aivorungon aivoinfarkteista ja ALS:stä kärsivien henkilöiden hallita ulkoisia laitteita, kuten tietokoneita, pelkästään ajatuksella. Vuonna 2021 yrityksen kliinisessä kokeessa esiteltiin korkean kaistanleveyden BCI, jossa oli ulkoiset langattomat lähettimet. Viime aikoina BrainGate saavutti merkittävän virstanpylvään palauttaessaan puhekyvyn henkilöille, jotka menettivät puheensa halvaantumisen vuoksi, saavuttaen nopeuksia, jotka lähestyvät keskustelun tasoa, 160 sanaa minuutissa.

2. Synchron

Stentrode‑BCI‑implantin kehittäjä, joka hyödyntää verisuonia aivosignaalien kaappaamiseen, keskittyy pääasiassa neurologisten häiriöiden hoitoon ja menettäneiden toimintojen palauttamiseen vakavasti halvaantuneille potilaille. Synchron toteuttaa aktiivisesti kliinisiä kokeita arvioidakseen laitteensa turvallisuutta ja toteutettavuutta, mikä mahdollistaa potilaan ohjaaman aivokontrollin. Merkittävää on, että yritys, jonka sijoittajina ovat muun muassa Yhdysvaltain puolustusministeriö ja DARPA, oli ensimmäinen, joka onnistui istuttamaan BCI:n ihmispotilaaseen viime vuonna.

3. Emotiv

Yhdysvalloissa toimiva bioinformatiikkayritys, joka tunnetaan EEG‑tekniikalla ihmisen aivojen ymmärtämisestä, valmistaa tällä hetkellä intuitiivisia kannettavia neuro‑headsetteja. Ne on suunniteltu erityisesti skaalautuvaa ihmisen aivojen tutkimusta varten. Emotiv tarjoaa myös pääsyn ammattilaistason aivo­dataan. Sen toimitusjohtaja ja perustaja Tan Le näkee tämän datan käytettävän “käyttäytymis‑ ja kognitiivisen suorituskyvyn seurannassa”, mahdollistaen entistä henkilökohtaisempien tuotteiden luomisen.

Muita ihmisen augmentaatiosta kiinnostuneita yrityksiä ovat Google, Raytheon, Apple, Microsoft, Meta, Samsung Electronics, Neurable, Vuzix Corporation, Blackrock Neurotech, Ekso Bionics, Magic Leap, Temia, Kernel, MindMaze, Rewalk Robotics ja Second Sight Medical.

Johtopäätös

Kuten näimme, paljon tapahtuu ihmisen kehon parantamiseksi, jotta ihmisen kyvyt laajenevat ja elämämme paranevat. Ihmisen augmentaatio ei kuitenkaan ole ongelmaton; se onkin saanut kasvavaa eettistä kritiikkiä, erityisesti tekoälyn kehittyessä ja sen riippuvuuden kasvaessa. Lisäksi haasteita on epäreilun kilpailun, korkean hinnan, saavutettavuuden, yksityisyyden, luotettavuuden ja turvallisuuden muodossa.

Ihmiset ovat aina pyrkineet parantamaan luonnollisia kykyjään, ja ihmisen augmentaatiomarkkinan tarjotessa mahdollisuuden ja lupauksen tulla “superihmisiksi” teknologisen evoluution myötä, kaikki haluavat olla mukana. Se on jo megatrendi, joten tärkeintä on löytää oikea tasapaino teknologisen innovaation ja käyttäjien turvallisuuden välillä ennen kuin se otetaan laajemmin käyttöön yhteiskunnassa.