Наука и техника будущего

– Очень просто. Компьютер выдаёт полный каталог деталей и все их размеры. Чип-флэшку с цифровыми данными можно сразу закладывать в универсальный 3D-принтер – станок с числовым программным управлением. Обычно он использует метод послойной печати детали. Распечатает любую деталь с точностью до микрона.

– Значит, так можно спроектировать любой станок, любую машину?

– Конечно. Но для компьютера нужны программы. А современные программы очень сложны и дороги. Есть программы, по которым проектируют автомобили, корабли, самолёты. Они моделируют нагрузки, вибрации, удары. Сначала компьютерную модель самолёта подвергают компьютерным испытаниям. Модель ломается, разрушается, но всё это не настоящий самолёт, а его виртуальный образ. Такие испытания не требуют затрат. И только потом виртуальный самолёт воплощается в реальный.

– Теперь мне ясно, почему авиация, кораблестроение и автомобилестроение так далеко шагнули вперёд. Да и роботы великолепные! Всё что хочешь сделают, и костюм сошьют, и телевизор соберут, – заметил Андрей. – Значит, манипуляторы универсальных строительных роботов это твоё детище?

– Не только моё. У нас коллектив, и все мы в той или иной степени участники разработки. А вообще-то, у нас Гена Фёдоров всему голова. Он обычно выдаёт новые идеи, а мы претворяем их в жизнь. У нас его зовут «Генератор Гена» или «ГГ».

– А я его знаю, – вдруг заявила притихшая Катя. – Он заходил к нам два раза. Ты ему варенье давала.

– Верно. Он болел, и я давала ему малиновое и брусничное варенье.

– А нам в садике говорили про робота-хирурга. Он сам все операции делает.

– Это не совсем так, – пояснил Андрей. – Врач-хирург есть, но он находится далеко. В какой-нибудь клинике. Ему передают по интернету изображение операционного поля, а он делает операцию как бы понарошку. Надевает на руку специальный экзоскелетон, берёт в руку хирургический инструмент, на голову надевает видео-шлем и выполняет операцию. При этом он видит объемное цветное изображение своего пациента. Больной лежит в какой-нибудь захудалой районной больнице, где есть робот-хирург, а настоящий хирург управляет этим роботом за сотни и тысячи километров. Благодаря роботам-хирургам теперь крупнейшие специалисты могут выполнять сложнейшие операции, не выходя из дома. Они могут выполнять операции на космических станциях, на кораблях в океане, высоко в горах, в Арктике и Антарктике, и даже в подводных камерах. Робот-хирург не укачивается в море, не боится невесомости, не устаёт и не болеет. Он может трудиться и день и ночь, лишь бы на другом конце им управляли специалисты. Настоящему хирургу теперь не куда спешить, не надо срочно куда-то ехать, лететь.

Например, человек попал в аварию и ему оторвало руку или ногу. Тут важно не упустить время, важно сделать операцию быстро. Пострадавшего привозят в ближайшую больницу, устанавливают связь с крупным медицинским учреждением, где есть специалисты по сшиванию сосудов, нервов и робот-хирург приступает к работе.

– Разве можно пришить оторванную руку? – усомнилась Катя. – Человек же не кукла!

– Можно, – если не терять зря время. Есть специальные манипуляторы для микрохирургии. Они копируют кисть человека, уменьшенную в 15 раз. А изображение операционного поля увеличивают в 15 раз и более. Таким образом, микро-хирург видит в шлем всё очень хорошо. Каждый сосудик, каждый нерв и делает буквально ювелирную работу.

А ещё есть универсальный строительный робот – гигант. Он выполняет все строительные работы. Оператор в нём сидит в экзоскелетоне, а робот повторяет все его движения.

– А у оператора тоже есть видеошлем?

– Конечно. Все роботы управляются через видеошлем. Даже робот – водолаз. Он может работать на любых глубинах, а оператор сидит в кабине надводного корабля. Ему тепло и уютно. А робот – космонавт может работать в открытом космосе не подвергая риску настоящих космонавтов.

– Мама, а ты купишь мне видео-шлем? Я хочу смотреть стереокино и играть в компьютерные игры.

– Но у нас дома есть стереовизор.

– А я хочу смотреть одна, чтобы мне не мешали.

– Нет, Катюша. Смотреть слишком много тебе вредно. Ты станешь телеманкой.

– А у нас девочки смотрят много.

– Значит, родители неправильно их воспитывают. Эти девочки будут жить в своём компьютерном виртуальном мире, не зная настоящей жизни, не умея играть и общаться со сверстниками. У них будет слабое здоровье, поскольку они мало двигаются, переутомляются, и им будет трудно в жизни.

– Я с тобой согласен, – кивнул Андрей. – Когда все вместе смотрят телевизор, то есть общие эмоции, общие впечатления. Можно комментировать, обсуждать увиденное. Так создаётся общее мнение, воспитываются дети. А если каждый уткнётся в свой видео-шлем и будет смотреть своё кино, то людям просто станет не о чем разговаривать. Каждый будет сам по себе. Кроме того, родители не знают, что смотрит их ребёнок. А он может смотреть совсем не детские фильмы. Это могут быть и порнофильмы, и фильмы ужасов, которые перевозбуждают, травмируют неокрепшую психику детей. Это могут быть и какие-нибудь сектантские фильмы, уводящие детей из реальной жизни в мир духов, призраков, ложных идеалов. Поэтому, я думаю, видео-шлем детям противопоказан.

– Ууу… – недовольно протянула Катя и пошла спать.

8. Ключ генетики

(Отрывок из романа «Новые кроманьонцы»)

Андрей – студент пятого курса медицинского института, генетик,

Сергей – студент пятого курса медицинского института, генетик, друг Андрея.

Профессор Лебедев – преподаватель медицинского института.

Заканчивался ноябрь. За окном мела позёмка, а в лаборатории института было тепло и тихо. Андрей сидел за компьютером, завершая оформление заявки на своё открытие. Сергей работал с компьютерной моделью 23-ей X-хромосомы.

В лабораторию вошёл профессор Лебедев.

– Добрый вечер, друзья. Как успехи?

– Нормально, – ответил Андрей.

– Это хорошо. А у меня к вам просьба. Небольшая. Надо считать геном одного пациента клиники. Проверить его клетки на наличие мутаций. Хотел поручить это начальнику лаборатории Кондееву, да он сильно загружен. Пишет итоговый отчёт по теме «Детектор». В декабре у него защита.

– Что за необходимость? Чьи клетки? – спросил Сергей.

– Да парнишки одного, который долгое время болел после облучения.

– А в чём дело? Зачем ему понадобился генный анализ? До сих пор делали только хромосомный. Этого достаточно, чтобы судить о степени поражения генома.

– Хромосомный анализ уже сделали. Все хромосомы на месте. Мейоз нормальный. Полный гаплойдный набор. Но когда лаборантка показала фотографии профессору Звереву, тот заметил некоторые утолщения в локусах 6-ой и 7-ой хромосом. Диски как бы слегка пуфированы. Это его заинтересовало. Вот Зверев и попросил меня сделать анализ генома. Разобраться в чём дело. Ты сможешь это устроить?

– Когда надо?

– Желательно сегодня.

– Но уже семь часов… Это займёт часа два, если исследовать только две эти хромосомы… Попробуем, конечно… И Сергей стал готовить к работе многоканальный секвенатор.

– Что нового в генетической науке? – задал он профессору дежурный вопрос, чтобы поддержать разговор.

– Что новенького? Да как тебе сказать? Всё новенькое ты знаешь не хуже меня. Каждый день открытия в науке не делаются… Вот Институт генетики в Москве берёт на следующий год тему: «Моделирование саморазвития зародыша человека по заданному генетическому коду». Теперь у них есть полная модель генома человека со всевозможными мутациями. Раньше институт вёл подобную тему по геному мыши. Получалось неплохо. Компьютер моделировал процесс саморазвития зародыша от единичной оплодотворённой яйцеклетки до зрелого плода, готового к рождению. Все дефекты генома чётко прослеживались в дефектах плода. Они совпадали с набранной статистикой по мутациям генома мыши. Компьютер чётко показал, какие уродства возникают при тех или иных хромосомных мутациях, какие дефекты формируются при генных мутациях. Когда плод жизнеспособен, а когда нет. Они также имитировали влияние внешних условий на развитие плода. Меняли температуру, рН крови, вводили разные химические соединения в плазму, геномы вирусов и всё это условно, на генетической модели. Но модель саморазвития зародыша абсолютно адекватно реагировала на все эти изменения. На дисплее можно было видеть контуры мышонка, его внутренние органы, как будто там был настоящий зародыш.

– Здорово, – отозвался прислушивавшийся к разговору Андрей. – Значит, теперь решили сразу перейти к геному человека?

– Да. А чего тянуть? Ведь генетическая модель – это не сам человек. Здесь не надо делать эксперименты на людях. А с моделью можно экспериментировать сколько угодно. Я не думаю, что у них всё сразу получится, но попытка – не пытка.

Тем временем Сергей уже заканчивал подготовку секвенатора.

– Всё, – заявил он, – давайте, Леонид Иванович, пробирку.

Через несколько минут секвенатор был запущен и компьютер начал анализ генома.

– Ну вот, теперь остаётся только ждать, – сказал Сергей. – А пока давайте попьём чайку! Андрей, хватит тебе корпеть над наукой, отдохни.

Андрей оторвался от своего занятия.

– Я слышал про эксперименты на растениях. Там генетики действительно добились больших успехов. Ещё лет десять назад у них из модели генетического кода пшеницы появлялся какой-то «лопух», а теперь компьютерную модель растения не отличишь от настоящего.