Mintimis valdomi kompiuteriai, robotai, „protingas“ apšvietimas, individualizuota medicina – tai tik keletas naujausių tyrimų, kurie šiandien atliekami Lietuvos laboratorijose, o rytoj jau galbūt taps mūsų kasdienybe.

Vasario 2–4 dienomis Vilniuje vyks paroda „Mokymasis, studijos, karjera 2012“, kurios lankytojai galės daugiau sužinoti apie profesinį ugdymą, aukštojo mokslo studijas Lietuvoje ir užsienyje, studijų finansavimą bei karjeros planavimą. Kiekviena mokymo įstaiga bandys savaip nustebinti ir patraukti būsimuosius studentus – kas rengs seminarus, kas kalbėsis akis į akį, o kas demonstruos savo mokslininkų atliekamus tyrimus. Tarkime, Kauno technologijos universiteto (KTU) Informatikos fakulteto Programų inžinerijos katedros doktorantai pristatys sraigtasparnio modelį, kurį galima valdyti balsu, gestais ir net… mintimis. Mokslininkai papasakos apie smegenų ir kompiuterio sąsają, apie tai, kaip analizuojant smegenų bangas galima valdyti įrenginius.
Sakyti, kad kompiuteris, robotas ar kitas objektas gali būti valdomas mintimis, – šiek tiek netikslu, mat valdymo sistema fiksuoja žmogaus smegenų bangas. Tai elektromagnetiniai impulsai, kurie atsiranda mintyse bandant „įsakyti“ kompiuteriui daryti vieną ar kitą veiksmą, – šias bangas fiksuoja specialių jutiklių tinklelis, dedamas ant galvos.
Praėjusiais metais Berlyno laisvojo universiteto mokslininkai pademonstravo automobilio valdymo sistemą „Brain Driver“, kontroliuojamą smegenų bangomis. Automobilis su tokia sistema valdomas net nesiliečiant prie vairo ar pedalų. Pasak vieno sistemos kūrėjų dr. Danielio Goehringo, ji tikrai nebus skirta mintimis valdomiems automobiliams kurti – greičiau jau neįgaliųjų vežimėliams, kuriuos galėtų valdyti net ir visiškai paralyžiuoti ligoniai.
Dar vienas smegenų ir kompiuterio sąsajos panaudojimas medicinos srityje būtų protezų, imituojančių tikras galūnes, valdymas. Nepamirštama ir karinė pramonė, ypač šiandien, kai kovos lauke vis dažniau naudojamos nepilotuojamos kovinės mašinos.
„Bene sunkiausia užduotis, kuriant patikimą smegenų ir kompiuterio sąsają, – kompiuteryje veikiančio dirbtinio intelekto apmokymas. Kompiuteris turi „išmokti“, kurie smegenų impulsai reiškia skirtingus veiksmus. Tačiau žmonių smegenų bangos skiriasi, todėl visada reikia tiksliai juos suderinti“, – aiškina KTU Informatikos fakulteto Programų inžinerijos katedros mokslininkas dr. Robertas Damaševičius.
Nieko keista, kad KTU vykdomi tokie futuristiniai projektai – juk Mechatronikos centro mokslininkai jau senokai aktyviai dirba robotikos srityje ir turi nemažai patirties kuriant robotus, kurie dalyvauja tarptautinėse parodose, pavyzdžiui Londone vykusioje „Robotville EU“. Beje, šią gegužę Lietuvoje vyks pirmosios tarptautinės robotų varžybos „Robotų intelektas 2012“.
Todėl įdomu sužinoti, kas dar kuriama Lietuvos universitetų laboratorijose ir kokie inovatyvūs tyrimai žada taikymo būdus, netrukus revoliucingai pakeisiančius kasdienį mūsų gyvenimą.

Daiktai turės savo internetą

Dar vienas ypač inovatyvus KTU padalinys – Kompiuterių katedroje veikiantis Realaus laiko kompiuterių sistemų centras (toliau RLKSC). Jame konkretų pavidalą po truputį įgauna išmaniojo būsto sistema, pakeisianti kasdienę buitį iš esmės. Šio padalinio vadovas prof. Egidijus Kazanavičius kartu su kolegomis jau dabar kuria vadinamojo daiktų interneto (angl. Internet of Things) apmatus.
„Ar esate tikri, kad jūsų kišenėje gulintis išmanusis telefonas tikrai išmanus? Juk visus nurodymus jam privalote duoti patys, tad kur čia jo išmanumas?“ – klausia E.Kazanavičius. Pasak jo, išties išmanūs įrenginiai turi tarpusavyje „bendrauti“ be vartotojo įsikišimo – tai ir yra daiktų interneto kūrimo tikslas.
Mokslininkas pasakoja, kad išmaniuose namuose visos šildymo, apšvietimo, signalizacijos bei kitos sistemas bus sujungtos ir valdomos iš bet kurios namo vietos, o jei šeimininkai išvykę – internetu iš bet kurio pasaulio krašto. Visame name išdėstyti jutikliai rinks informaciją apie apšvietimą, temperatūrą bei kitus duomenis, kuriuos apdoros išmaniųjų namų valdymo sistema.
RLSKC ir bendrovės „Elsis TS“ kuriama namų valdymo sistema SNAPAS galės transformuotis realiu laiku ir joje, esant minimaliam vartotojo įsikišimui, bus integruojami nauji įrenginiai ar paslaugos. Pavyzdžiui, įsigijus naują telefoną ar televizorių, tereikės juos prijungti prie išmaniųjų namų sistemos, ir po kelių akimirkų jie taps valdymo įrankiais. RLSKC kuriamų sistemų išskirtinis bruožas – universalumas, mat vartotojui nereikės rūpintis dėl įrenginių suderinamumo: visą reikalingą programinę įrangą sistema pati „pasiims“ iš interneto.
„Įsivaizduokite, kad žiūrite mėgstamą televizijos laidą, tačiau skubiai prireikia išeiti į kiemą. Mūsų kuriama sistema jums beinant pro duris automatiškai perkels TV vaizdą iš televizoriaus į rankoje laikomą išmanųjį telefoną“, – prognozuoja E.Kazanavičius.

Gyvenimo spalvos paklūsta mokslininkams

Lietuvos mokslininkai atskleidžia šviesos paslaptis ne vien lazerių srityje. Štai Vilniaus universiteto Taikomųjų mokslų instituto, Matematikos ir informatikos bei Filosofijos fakultetų mokslininkų grupė, kuriai vadovauja prof. Artūras Žukauskas, kuria naują mokslo ir technologijos kryptį – spalvų inžineriją.
Spalvos pojūčio atsiradimas – sudėtingas procesas, kuris priklauso ne tik nuo šviesos šaltinio, bet ir nuo apšviestų paviršių savybių. Juk jie atspindi tik tam tikras spektro dalis, todėl juos matome vienos ar kitos spalvos.
Šiandien jau nieko nestebina šviestukai – puslaidininkiniai šviesos diodai (angl. light-emitting diode, arba LED), kurie naudojami daugelyje gyvenimo sričių, pradedant šviesoforais ir baigiant ligoninių operacinėmis. Labai svarbi šviestukų savybė – grynos spalvos šviesa. Sudėjus į vieną telkinį kelis skirtingų spalvų (raudonos, mėlynos ir žalios) šviestukus, gaunamas baltas „mišinys“, tam tikru būdu perteikiantis apšviestų objektų spalvas.
A.Žukausko vadovaujamų mokslininkų sukurtas šviesos šaltinis sudarytas ne iš trijų, o iš keturių šviestukų. Tai leidžia gauti baltą šviesą, kurios gebėjimas perteikti spalvas yra valdomas. Žinoma, nereikia pamiršti ir to, kad šviestukai ypač taupūs – šviesinis našumas viršija kaitinamąsias lempas apie dešimt kartų. Be to, jie neperdega – šviestuko „gyvenimo ciklas“ siekia 15 metų.
Naudodamas derinamą šviesos šaltinį, A.Žukauskas su kolegomis pernai atliko psichologinį eksperimentą, kurio metu žmonės galėjo pasirinkti, jų nuomone, natūraliausią, sodriausią, blyškiausią ir maloniausią akiai apšvietimą. Tyrimo išvados – dauguma žmonių renkasi šiek tiek sodresnį apšvietimą nei natūralus, bet ne tokį sodrų kaip TV ekrane. „Žmogus nori rinktis ir matyti pasaulį šiek tiek spalvingesnį nei įprasta“, – daro išvadą A.Žukauskas.
Šio išradimo panaudojimo sritys pačios įvairiausios – namuose galima susikurti nuotaiką atitinkantį apšvietimą, parduotuvėse patraukliau apšviesti produktus. Toks šviesos šaltinis praverstų operacinėse – parinkus jo spektrą, galima padidinti spalvų kontrastą, kad chirurgai geriau skirtų įvairius audinius ir kraujagysles. Ne paskutinėje vietoje ir muziejai – meno šedevrams apšviesti galima būtų imituoti tokią šviesą, prie kurios jie buvo sukurti, pagyvinti laiko išblukintas spalvas.

Pagal Jurgį ir… gydymas

Dar viena tyrimų sritis, kuri yra palyginti jauna ir kurioje Lietuvos mokslininkai žengia su savo kolegomis koja kojon, – tai vadinamoji personalizuota medicina bei siauresnė jos atšaka farmakogenomika. Šios disciplinos esmė – skirti gydymą, vaistus ar jų dozę, atsižvelgiant į konkretaus paciento ar jų grupės genotipą, mat nuo jo priklauso tiek gydymo efektyvumas, tiek šalutinis poveikis: juk kai kurie vaistai gali netgi kenkti. Aktualiausios personalizuotos medicinos sritys – onkologija, kardiologija, diabeto gydymas. Ir kalbama ne tik apie gydymo skyrimą, bet ir apie kuo ankstyvesnį ligos diagnozavimą ar net rizikos susirgti įvertinimą.
Tokios asmeninės medicinos suklestėjimą lėmė per pastarąjį dešimtmetį stipriai patobulėję mikrobiologiniai bei biocheminiai tyrimų metodai, kurie leido mokslininkams nuodugniau ir pigiau ištirti skirtingų pacientų genetinę „architektūrą“, proteinų, fermentų bei metabolizmo skirtumus. Remdamiesi individualia kiekvieno paciento tyrimų informacija, gydytojai gali nustatyti, kaip reikiamos ląstelės reaguos į konkretų vaistą bei kokios dozės reikia, kad jis būtų veiksmingas.
Personalizuotos medicinos srityje intensyviausiai dirba Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) mokslininkai – kol kas opiausios sritys yra onkologija ir kardiologija. Kardiologijos instituto Molekulinės kardiologijos laboratorijos mokslininkas Vacis Tatarūnas atlieka konkrečių genų polimorfizmo įtaką krešėjimą veikiantiems vaistams: klopidogreliui, kuris slopinamai veikia trombocitus, ir varfarinui, blokuojančiam aktyvių krešėjimo faktorių sintezę. Pasak V.Tatarūno, šie vaistai yra labai svarbūs, nes jiems neveikiant gali susidaryti trombai ir ligoniui grės gyvybei pavojingos komplikacijos.
Priklausomai nuo to, koks ligonio genotipas, vaistai gali veikti arba neveikti, o kai kuriems jie gali ir kenkti. Panašius tyrimus onkologijos srityje atlieka ir Kauno klinikų Onkologijos klinikos profesorė Elona Juozaitytė.