1. Cyborgernas evolutionfrn BWC till nanoteknikProjektgrupp 2 - McCoy Dalqvist, Martin791031-5592 Hallberg, Frans 791009-5558 Hermansson, Mattias 780401-6611 Jansson, Johannes 791114-2953 Johnard, Anders 780520-0479 Korkchi, Dennis 801020-0551 Kristensson, Peter790707-5050Handledare:Tavakoli, Arash -Ett projektarbete i kursen Helhetsbild av datatekniken-Chalmers Tekniska Hgskola1(54) Datateknologsektionen Gteborg, 1999-11-29

2. Frord Den rapport du nu hller i handen r framstlld av datateknologer i frsta rskursen p Chalmers datateknikutbildning. Det r en del av kursen Helhetsbild av datatekniken, vars ml r att ge en verblick ver datatekniken samt trning i projektarbete. Deltagande teknologer har varit: Martin DalqvistFrans HallbergMattias HermanssonJohannes JanssonAnders JohnardDennis KorkchiPeter KristenssonFr handledningen tackar vi Arash Tavakoli.Nr vi nu ser tillbaka p vrt arbete ser vi att vi har ftt uppleva de flesta problem som en projektgrupp kan rka ut fr, missnje och missfrstnd har funnits i mngder. Vi har dock tacklat problemen och lyckats undvika motsttningar inom gruppen. Antagligen har det faktum att arbetet inte har gtt problemfritt bidragit till att gra den hr kursen meningsfull. Som det r nu har vi lrt oss mycket bde om att arbeta i grupp och om arbete i projektform.Hela projektgrupp McCoy vill rikta ett varmt tack till Ann-Marie som hllit vrmen uppe i BMP, och till Lilla Fjrilens Livs fr att de tillgodosett vrt nringsbehov under hsten.2(54) 3. Sammanfattning Vntar cyborgerna runt nsta krk? Kommer en ny ras modifierade mnniskor ta ver efter oss? Med det hr arbetet vill vi reda ut, dels vad en cyborg egentligen r och dels hur de kommer att integreras i samhllet.Vi har lst problemet genom att inledningsvis underska den allmna uppfattningen om cyborger, drefter klargra tekniken som ligger till grund fr cyborger och slutligen diskutera alla de svra etiska frgestllningar omkring cyborger.Fr att strukturera arbetet med tekniken bakom cyborgerna har vi inriktat oss p tre olika teknikomrden, nmligen de steg i vilka datorn har integrerats med mnniskan. Det frsta steget i cyborgevolutionen anser vi var nr mnniskan brjade bra med sig sin dator. Det andra nr datorer implanteras i mnniskokroppen och det sista steget som vi idag bara kan skymta vid horisonten r nr mnniskan fr sin verlevnad blir tvungen att leva i total symbios med sina datorer.Vi har kommit fram till att frgorna kring cyborger r mnga och svra, tekniken r lngt utvecklad men har mycket mer att erbjuda i framtiden. Vi har ocks insett att varje mnniska sjlv mste ta stllning till om vi verhuvudtaget ska acceptera cyborger som en del av vrt samhlle. Abstract Are the cyborgs waiting around the next corner? Will a new race of modified humans take over after us? With this project we would like to sort out, partly what a cyborg really is and partly how they will be integrated into our society.We have solved the problem by initially examine the general opinion about cyborgs, after that we clarify the technology that lies behind the cyborgs and finally discuss all the difficult ethical questions about cyborgs.3(54) 4. To structure the work with the technology behind the cyborgs we have focused on three different technical areas, namely the steps in wich the computer have been integrated with the human body. The first step in the cyborgevolution, as we see it, was when people started carrying their computers around. The second step is when computers are implanted into the human body and the last step, which we only can catch a glimpse of at the horison, is when man, in order to survive, must live in total symbiosis with their computers.We have reached the conclusion that the questions about cyborgs are many and difficult, that the technology is well developed but has more to offer in the future. We have also realised that every man has to make up his own mind as to if we should accept cyborgs as a part of our society. Innehllsfrteckning 1 Inledning62 Problemformulering 73 Tillvgagngsstt84 Vad r en cyborg?9 4.1 Cyborgen i fantasin och laboratoriet.9 4.1.1 Vetenskapens cyborger.9 4.1.2 Filmens cyborger 10 4.1.3 Litteraturens cyborger 12 4.1.4 Var ligger likheterna? 12 4.2 Hur uppfattar vi ordet cyborg och varfr?14 4.2.1 Frsta reaktionen. 14 4.2.2 CYBernetic ORGanism14 4.2.3 Vad r en cyborg?15 4.2.4 Tuffaste cyborgen 15 4.2.5 Implantat i framtiden15 4.2.6 Skulle du vilja leva i en sdan vrld? 16 4.2.7 Att frbttra sig sjlv16 4.2.8 Att leva med en cyborg16 4.2.9 Sammanfattning 16 4.3 Var gr grnsen mellan mnniska och maskin?17 4.3.1 Grnsen mellan mnniskan och cyborgen 17 4.3.2 Grnsen mellan cyborgen och maskinen 17 4.4 Den moderna cyborgen 18 5 Teknik 19 5.1 Wearables - BWC 19 5.1.1 BWC194(54) 5. 5.1.2 Batteriet20 5.1.3 Processorn 20 5.1.3.1 X86-lsningen21 5.1.3.2 Integrationslsningen21 5.1.4 Hrddisken 22 5.1.5 Skrmen22 5.1.6 Mjukvaran i en BWC 23 5.1.7 Augmented Reality23 5.1.7.1 Fingerfljning 23 5.1.7.2 Ansiktsigenknning24 5.1.7.3 Fltarbetshjlp24 5.1.8 Sammanfattande kommentarer 245(54) 6. 5.2 Medicinteknik26 5.2.1 Kan man f blinda att se?26 5.2.1.1 Vad behvs fr att generera en duglig bild?27 5.2.1.2 Nackdelar28 5.2.1.3 Fr syns skull...28 5.2.2 Smarta knn29 5.2.3 Hrselimplantat29 5.2.3.1 Tekniken finns 30 5.2.3.2 Nackdelar31 5.2.4 Sociala effekter 31 5.3 Mikroteknik och nanoteknik 32 5.3.1 Mikroteknik32 5.3.1.1 Anvndningsomrden 32 5.3.1.2 Verktygen34 5.3.1.3 Svrigheter34 5.3.1.4 Visioner 34 5.3.2 Nanoteknik 36 5.3.2.1 Ett samhllsperspektiv 36 5.3.2.2 Framgngar 37 5.3.2.3 Verktygen37 5.3.2.4 Hinder p vgen37 5.3.2.5 Byggstenarna 38 5.3.2.6 Visioner 386 Etik och Framtid 416.1 Hur kommer framtiden att se ut? 416.1.1 Hur kommer mnniskor att arbeta?416.1.2 Hur ser samhllet p cyborger?436.1.3 Ska vi ge cyborgerna makt?446.2 Vem avgr vad som r rtt eller fel? 446.2.1 Vad ska tilltas? 446.2.2 Anarki eller Polisstat? 456.3 r vi p rtt vg? 456.3.1 Manipulation466.3.2 Hade Darwin rtt? 467 Slutsats 478 Kllfrteckning48 8.1 Bcker 48 8.2 Artiklar 48 8.3 Konferensbidrag49 8.4 Webbdokument 49Appendix A: Cyborgs - En EnktAppendix B: Ansvarsomrden 6(54) 7. 1 Inledning Vi ser idag att vi r p vg mot ett samhlle dr grnsen mellan mnniska och maskin blir allt mer diffus. Var stter man d grnsen mellan mnniska och maskin? Kommer man som person sjlv kunna avgra hur lngt man vill integreras med datorer, eller blir det "storebror" som avgr din framtid? Nr r det frsent att stoppa utvecklingen?Eftersom vi tror att cyborger r ngot vi kan komma att mta under vr livsstid anser vi att det r dags fr var och en att bilda sig en uppfattning om tekniken. Vi ser ocks att cyborgtekniken r en blandning av flera andra teknikomrden som vi var fr sig finner intressanta och detta bidrog starkt till vrt val av projektarbete. Vi har alla mtt sknlitteraturens och filmens cyborger och var intresserade av hur verklighetens cyborger egentligen ser ut.Med denna rapport vill vi ge lsaren en mjlighet att sjlv kunna ta stllning fr eller emot cyborger. Rapporten kommer drmed reflektera mnena objektivt, dvs vi kommer att ta upp bde fr- och nackdelar och varken favorisera eller frkasta. Dock kommer rapporten att bjuda p en subjektiv diskussionsgrundande del fr att frhoppningsvis vcka nya tankar kring cyborgen.Rapporten kommer till strsta delen att avhandla mnena i nutid, eftersom vi hellre ser till framtidens mjligheter istllet fr att lgga ned alltfr mycket tid p den mindre intressanta bakgrunden. 7(54) 8. 2 Problemformulering Fr att kunna ge lsaren en uppfattning om vad en cyborg r, var utvecklingen str idag samt hur cyborgen kommer att frndra samhllet har vi valt att dela in projektet i tre delar.Det frsta avsnittet har vi valt att kalla Vad r en cyborg? Hr reder vi ut begreppet cyborg genom att jmfra vetenskapens uppfattning med den uppfattning vi fr frn litteratur och film. Vi frsker ven ge en bild av hur mnniskor uppfattar ordet cyborg samt utreda huruvida samhllet r redo fr cyborgerna. Vi berttar ven om vrldens frsta riktiga cyborg, Kevin Warwick.I det andra avsnittet, Teknik, beskriver vi teknikens utveckling mot cyborgen, frn datornsom stationr koloss, till integrerad mikrodel av sjlva cyborgen. Det frsta steget iutvecklingen r nr mnniskan, istllet fr att sitta still framfr sin stationra dator,brjar bra med sig datorn var hon n gr. Allts behandlar den frsta delen avteknikavsnittet BWC, Body Wearable Computer. Hur kommer utvecklingen av BWCfrndra vr tillvaro? Datorn har nu kommit ett steg nrmare mnniskan, och fr attkunna komma nnu nrmare mste datorn implanteras i mnniskan. Drfr handlarden andra delen i detta avsnitt om just detta. Vi har valt att kalla delen medicinteknik.Dr tar vi upp var vi str idag, bland annat hrselimplantat, och frgar oss vilka socialaeffekter vidareutvecklingen av detta omrde kan ge. Men fr att kunna gra datornimplanterbar mste en annan teknik utvecklas, mikro- och nanotekniken. Som vrtredje del ser vi allts mikro- och nanotekniken, som mjligr total integration ochsymbios mellan mnniskan och datorerna. Dr behandlar vi vad som r mjligt medtekniken idag och hur denna teknik kan komma att pverka framtiden.Avslutningsvis ger vi i avsnittet, Framtid och etik, en bild av hur framtiden kan komma att se ut. Hur kommer samhllet att reagera nr cyborgerna blir en naturlig del av det? Vem avgr vilka begrnsningar som ska glla inom cybernetiken? Det r exempel p frgor som kommer att behandlas i det hr avsnittet.Begreppet cyborg har vi i det hr projektet definierat som en mnniska med elektroniska implantat. Detta kan diskuteras, men det r allts den definition vi kommit verens om att utg ifrn. 8(54) 9. 3 Tillvgagngsstt Fr att kunna bilda oss en uppfattning om cyborgen har hela projektgruppen insamlat stora mngder information. Strre delen av denna information har kommit frn internet, mest frn databaserna Ebsco-Academic search elite och IEEE men ven frn andra webplatser. Delar av gruppen har ocks haft bcker till sin hjlp, bland annat The Cyborg handbook av Chris Hables. Vi har ocks skt kontakt med forskare p MIT, tyvrr utan resultat. Eftersom en del av projektet bestod i att underska allmnhetens instllning till cyborger lade vi upp en enkt om cyborger p ntet och postade ett tips om den i data- och elektroteknologerna nyhetsgrupper. Svaren vi fick lg sedan till grund fr kapitel 3.2, Hur uppfattar vi ordet cyborg och varfr? Enkten terfinns i sin helhet i Appendix A. Fr att kunna gra jmfrelsen mellan Science Fiction och vetenskapen har vi ocks under ett tidigt skede av projektarbetet studerat ett antal filmer med cyborger i huvudrollen.Alla kllor har granskats extra kritiskt eftersom vi vet att allt som rr cyborger kan vara just ren Science Fiction lika vl som serist forskningsmaterial. Sammanfattningsvis tror vi nd att vi har ftt en bred bas att grunda vrt arbete p och knner oss frvissade om att inga otillfrlitliga kllor sluppit igenom vr kontroll.9(54) 10. 4 Vad r en cyborg? Begreppet cyborg uppstod d tv forskare, Manfred E. Clynes och Nathan S. Kline, begrundade problemet med rymdfrder. Den mnskliga kroppen r inte gjord fr att vistas i tyngdlst tillstnd. Detta medfrde stora problem nr NASA skulle skicka upp sina astronauter i rymden. Hjrta, muskler och andra krtlar i kroppen frvntades inte fungera normalt. Drfr hade Clynes och Kline en ide om att operera in sm maskiner i kroppen som skulle leverera mediciner till organ, och p s stt se till att mnniskan skulle klara av rymdfrderna. Man kallade den nya sortens mnniska fr cyborg, en frkortning av CYBernetic ORGanism. De delar man skulle operera in i kroppen kallades fr cybernetik. Dessa termer lever kvar n idag.4.1 Cyborgen i fantasin och laboratoriet I det hr avsnittet jmfr vi vetenskapens olika anvndningsomrden fr cyborger med de fiktiva cyborgerna frn filmen och litteraturens vrld, fr att visa att de cyborger vi sttt p inom film och litteratur har stark koppling till verkligheten.4.1.1 Vetenskapens cyborger Krig har alltid varit en sporre fr forskning, och mycket av den mest avancerade teknologin finns inom militr och underttelsetjnst. Detta gr att man lgger ner stora summor pengar p att frbttra frutsttningarna fr dessa omrden, fr att kunna ligga steget fre "fienden". En mjlighet r att frbttra de vapen och den teknologi som finns fr att skapa sig ett vertag. Mjligheterna blir strre om man brjar modifiera mnniskorna istllet; militrer och spioner har genom tiderna alltid efterstrvat att vara bde fysiskt och psykiskt starka fr att kunna prestera s bra som mjligt. Lnge har droger, t.ex. amfetamin, anvnts av specialfrband ver hela vrlden, fr att mjliggra lnga uppdrag och att hlla mannarnas koncentration p topp. Detta r dock inte att rekommendera d droger gr personen allmnt avtrubbad after upprepad anvndning samt att de skapr beroende. Om man istllet modifierar mnniskan rent elektroniskt, kan man n resultat utan direkta biverkningar; man kan ge order genom elektriska impulser, eller mata personer fulla av information om t.ex. vapen, fordon, sprngmedel m.m.En annan mjlighet r att istllet fr att instruera en pilot om hans flygplan, koppla honom direkt till hans fordon via kontakter med nervndar. Det skulle medfra att handlingar och avancerade rrelser krver mindre muskelkraft, vilket i sin tur leder till att energin kan lggas p styra sjlva maskinen med tankekraft. Ett steg p vgen mot dessa mjligheter r amerikanska flygvapnets PA, Pilots Assistance. Detta system samlar in data frn en rad olika sensorer och presenterar detta fr piloten p en liten skrm. Systemet i sig r visserligen inget direkt neuralt interface, men en utkning av systemet skulle kunna medfra att piloten fick informationen direkt in i hjrnan, eller att han skulle kunna styra sitt plan direkt med tankekraft.En uppdelning av de cyborger som figurerar inom vetenskapen blir allts inom tre grupper: Soldatgruppen - cyborger som r modifierade fr kad prestanda. Pilotgruppen - cyborger som frsetts med kontakter som mjliggr direkt komunikationmed "smarta" vapen eller styning av fordon med tankekraft. Astronautgruppen - personer som ftt sm maskiner inopererade eller p annat stt blivit modifierade fr att klara av frhllanden som ingen normal mnniska skulle verleva, t.ex. lng vistelse i tyngdlshet.10(54) 11. Dessa grupper finns samtliga representerade inom filmen och literaturen, och ngra exempel p de cyborger som finns i fantasins vrld kommer att ges nedan.4.1.2 Filmens cyborger Vi har valt att beskriva ett antal cyborger frn filmens vrld genom att frst terge cyborgernas roll i filmerna de frekommer i och drefter ge en kort beskrivning av dem.En av de frsta som gestaltat cyborgen p vita duken r James Earl Jones, som gr rsten till Darth Vader i Star Wars trilogin, (1977, 1980, 1983). Han spelar en stor roll i trilogin d han r hjlten Luke Skywalkers far, men nd r med p det onda rymdimperiets sida. Darth Vader r frn brjan mnniska, men blir under mystiska omstndigheter modifierad och r efter det till strre delen maskin. Han mste sitta i en speciell teruppladdnings-stol med jmna mellanrum och ladda om sina batterier.Mellan andra och tredje Star Wars-filmen dk filmen Bladerunner (1982) upp. Filmen baseras p frfattaren Philip K. Dicks roman 'Do Androids Dream Of Electric Sheep?' (1968). Boken skiljer sig dock avsevrt frn filmen. Cyborgerna i boken r androider, medan de i filmen r genetiskt designade. Filmen utspelas i Los Angeles r 2019. Rick Deckard, spelad av Harrison Ford, r bladerunner. Hans uppdrag r att dda 5 replikanter, som kapat ett rymdskepp och tagit sig tillbaka till jorden fr att trffa sin skapare, Elden Tyrell. Replikanterna r av typen Nexus-6 och r framstllda av Tyrell Corporation, frmst fr att kunna arbeta under frhllanden som r omjliga fr en mnniska att leva i. Nexus-6 r den senaste modellen av replikanter, jmfrt med tidigare modeller utvecklar de knslor, vilket gr att de r mycket svrare att skilja frn mnniskor n de tidigare modellerna, som var knslolsa. Det enda sttet att skilja dom frn mnniskor r genom ett 'empati-test' (engelskans empathy-test), kallat Voight-Kampf d man registrerar gats reaktion p olika frgor. Generna i en Nexus-6 replikant tillter inte replikanten att leva i mer n fyra r, drfr sker de sig till jorden fr att leta reda p de forskare som designat dem. Rutger Hauer gestaltar Roy Batty, replikanternas ledare.Nexusmodellens motsats kan sgas vara Arnold Schwarzeneggers gestaltning av T-101:an i filmerna Terminator (1984) och Terminator 2 (1991). Denna roll r den som oftast associeras med ordet cyborg. Terminator 2 utspelar sig i 90-talets Los Angeles, dr en avancerad mrdarmaskin, T1000, skickas tillbaka i tiden frn r 2029 fr att utplna rebellernas blivande ledare i kampen mot cyborgerna, John Connor. Strax drefter kommer en annan cyborg, T-101 (Arnold Schwarzenegger), fr att skydda John. Filmens handling rr sig omkring kampen om Johns liv. T101:an r ett robotskelett verdraget med mnniskohud. Detta gr att han kan beblanda sig med mnniskor utan att folk blir misstnksamma.En annan cyborg som ligger mycket nrmare Nexus-6:an r androiden L. Bishop, gestaltad av Lance Henriksen i filmerna Aliens (1986) och Alien 3 (1992). Aliens gr ut p att ett team soldater tillsammans med Ellen Ripley skickas till en koloni fr att ta reda p varfr kontakten med kolonin brutits. Bishop r gjord av syntetiska material och han r till skillnad frn Terminatorn programmerad s att han inte kan skada ngon mnniska.Mitt emellan Terminatorn och Bishop ligger RoboCop, som spelas av Peter Weller i filmen RoboCop (1987). Han kom till genom att en dende polis togs om hand av ett forskarteam som tog hans hjrna och ryggrad och satte in dem i en mnniskoliknande robot, byggd fr att bekmpa brott. Med robotens verlgsna sikte, styrka, skydd och hjrnans polisinstinkter r RoboCop snart brottslingarnas vrsta fiende. RoboCop utvecklas genom filmen, han blir allt mer mnsklig och ser fragment av sitt forna liv trots att hans minne r raderat. Han urvecklar11(54) 12. knslor och trotsar sin arbetsgivare, hans knslor gr honom mer lik cyborger som Roy Batty och Bishop.RoboCops like kan finnas i Solo, som gestaltas av Mario Van Peebles i filmen Solo (1996). Han r en mnniska som innan fdseln fick sina gener ndrade fr att han skulle bli en effektiv mrdarmaskin. Under ett uppdrag blir Solo beordrad att mrda en massa oskyldiga mnniskor, detta tycker han inte om och drfr rymmer han frn laboratoriet, dr han har bott, och sluter sig till traktens lokala rebeller fr att hjlpa dem. Solo r en genetiskt manipulerad soldat, men han har dock vissa brister i sin "programmering" som gr att han inte klarar av sina uppgifter utan flyr. Likheterna med RoboCop ligger i att han gr revolt mot sina skapare och hjlper de svaga istllet.En cyborg som skiljer sig helt frn de ovan nmnda r Johnny Mnemonic (1995), som gestaltas av Keanu Reeves. Filmen baseras p novellen med samma namn av William Gibson. Hr spelar Reeves en person, vid namn Johnny Mnemonic, som lagrar data t andra i hjrnan. Johnny kan ven via kontakter i kroppen "koppla upp sig" mot databaser och ladda ner information och lagra den i de mikrochip han har inopererade i hjrnan. Han har ftt i uppdrag att ladda ner och transportera en enorm mngd data, s stor att han riskerar att d av verbelastning i hjrnan, drfr mste han leverera informationen innan det r ute med honom. Vi klassificerar honom som en ny typ av cyborg som icke skdats tidigare i filmens vrld.Johnny Mnemonics like finns i den nyaste cyborgfilmen, Matrix (1999). ven hr r det Reeves som gestaltar hjlten, Neo, i en vrld dr alla r cyborger. Vrlden som mnniskorna i filmen upplever r endast en illusion, allt de ser och hr matas in i deras hjrnor med hjlp av en kontakt i bakhuvudet. Alla mnniskorna r sammankopplade i ett gigantiskt ntverk som skts av robotar. Allt detta fr att robotarna skall kunna ta till vara p mnniskornas kroppsvrme som energi. Endast ett ftal mnniskor lever i den "riktiga" vrlden och kmpar mot maskinerna. Neo r en mnniska med ett implantat i bakhuvudet som gr att han kan "koppla upp" sig och drmed ta del av och manipulera den virtuella vrld som vanliga mnniskor lever i. Likheterna med Mnemonic r slende, de kan bda koppla upp sig och behandla information, men Mnemonic gr detta frivilligt, medans Neo till en brjan r ovetande om att han verhuvudtaget r uppkopplad.D Neo r det senaste tillgget till filmens cyborger kan man tro att han r den som r starkast frknippad med begreppet cyborg. Men s r icke fallet, ty det r terminatorn frn filmen Terminator 2 som r herre p tppan p den vita duken. Detta tack vare att filmen hade mycket banbrytande visuella effekter vilket gjorde att den inprntade sig i minnet hos de flesta som den "mesta action"-filmen som gjorts. Innan Terminator 2 kan RoboCop sgas ha varit den dominerande cyborgen i Hollywood, han uppfyller alla krav p den "klassiska" cyborgen och dominerade filmbranschen innan Terminatorn.D film ofta baseras p bcker knns det naturligt att redogra fr en del av de cyborger som terfinns inom litteraturen. 4.1.3 Litteraturens cyborger Litteraturens frsta cyborg sg dagens ljus d romanen "Frankensteins monster" slpptes. 12(54) 13. Boken, som r skriven av Mary Shelley, satte skrck i en hel vrld. Mnniskan fick upp gonen fr det som kan vara mjligt att skapa med modern vetenskap. Boken handlar om hur en vetenskapsman skapar ett monster med hjlp av gamla likdelar frn mnniskor, som genom blixten fr liv i denna skapelse. Monstret har vldigt begrnsad talfrmga och primitivt intellekt. Det kan tyckas att Frankensteins monster inte passar in i vr definition av cyborg; mnniska med elektroniska implantat, men eftersom monstrets ges liv med hjlp ett elektriskt maskineri borde det drfr rknas till cyborgerna, ven om det r ett grnsfall.Ett annat grnsfall r robotarna i Isaac Asimovs bcker. Han beskriver jorden som ett stlle dr endast mnniskor lever. Robotar har blivit bannlysta frn jorden och fr endast vistas p de andra vrldarna som mnniskan befolkat. Tv robotar har en speciell plats i Asimovs romaner, Daneel och Giskard. Giskard r doktor Fastolfes smartaste robot, som blivit modifierad, s att han kan lsa och manipulera andras tankar. Detta gr honom till en nyckelperson i Asimovs robot-noveller. Daneel dremot r en robot gjord att efterlikna mnniskan, och ser precis ut som en mnniska. Att han r en robot gr honom inte till cyborg, men han kan sgas ligga i cyborgdefinitionens periferi, eftersom han r spass mnsklig att inte ens mnniskorna kan avgra om han r en robot.Motsatsen till Asimovs robotar finns i William Gibsons verk. Hans bcker handlar inte om cyborger i egentlig mening, de handlar om en vrld dr mnniskor trffas via ett sorts "internet" dr man navigerar med hjlp av dataglasgon och rrelseknsliga handskar. Hans romaner handlar ofta om ngot freml eller ngon sorts information som hamnar i hnderna p en oskyldig person, som ovetandes om vad det r som han / hon har ftt tag p, blir jagad av maffia / fretag / regeringar. Huvudpersonerna i Gibsons romaner r oftast unga mnniskor som sysslar med det virtuella internet, och som sagt rkar de i problem nr de fr tag i ngot hemligt. Inte heller ungdomarna r "riktiga" cyborger, d de inte surfar med hjlp av implantat, utan med utrustning som stts utanp kroppen. De r dock s nra cyborger man kan komma utan att g ver grnsen.Som synes r det inte mnga av litteraturens figurer som r egentliga cyborger, utan de flesta ligger i utkanten av vr cyborgdefinition. Men det r nd mjligt att hitta cyborger, d frmst inom serietidningarnas vrld. Ett exempel r Wolverine. Han r cyborg genom att hans skelett har bytts ut mot en titaniumlegering vilket gr det tligare och mer flexibelt. Han har ven klor inopererade i hnderna som han kan "aktivera" med en enkel tanke.Efter dennna titt p de cyborger som finns i bcker och tidningar, samt de som figurerar inom filmen r det dags att se efter om det finns ngra paralleller mellan dessa cyborger och de som man forskar om.4.1.4 Var ligger likheterna? Som nmndes innan, kan de olika cyborgerna frn forskningen delas in i tre grupper; soldat, pilot och astronaut. Om man tittar nrmare p soldatgruppen ser man att fyra stycken av filmens cyborger passar in hr, Solo, Bishop, RoboCop och Terminatorn. Solo platsar hr fr att han r skapad speciellt fr strid, liksom de soldater som nmndes innan. ven RoboCop har en given plats i soldatskaran d han skapats fr polisarbete. Till skillnad frn Solo och RoboCop har Bishop en sprr som gr att han inte kan skada ngon mnniska. Men han platsar nd i soldatgenren, eftersom han r en genetiskt frbttrad mnniska, i likhet med de soldater som nmndes i forskningsavsnittet. En cyborg som skiljer sig frn de andra r terminatorn. Som i grund och botten r maskin, men som nd hamnar i soldatgruppen eftersom terminatorn r skapad fr att, som namnet antyder, terminera mnniskor. 13(54) 14. De tv cyborger som skiljer sig mest frn soldatgruppen r Neo och Mnemonic. De r inte alls inriktade p fysisk strid utan de utfr de mesta av sina handlingar genom de ntverk som de kopplar in sig p, vilket gr att de kan jmfras med de stridpiloter som introducerades i forskningsavsnittet. ven de ungdomar som figurerar i Gibsons bcker placeras hr, eftersom ven de anvnder sig av teknik fr att skaffa tillgng till virtuella vrldar och drigenom interagera med andra personer. I och fr sig fr Neo, i filmen Matrix, efter hand vermnskliga krafter som han anvnder i den virtuella vrlden, han blir extremt snabb och stark och kan styra sin omgivning med bara tankekraft, han blir ven nst intill osrbar vilket placerar honom nrmare soldatgruppen.En annan cyborg som r extra tlig r Nexus-6 modellerna frn Bladerunner, som skapats just fr att klara av utomjordiska frhllanden, t.ex.tynglshet, och att klara av den strlning som finns utanfr atmosfren. Just detta faktum gr att de placeras i astronautgruppen, eftersom forskare har tnkt sig att frbttra mnniskor fr just sdana frhllanden.Vi ser tydliga paralleller mellan forskning och fiktion. De cyborger som finns i fiktionen finns ven representerade i forskningen, ven om inte vetenskapen kommit lika lngt som fantasin. Men dessa forskningsomrden r inte srskilt stora, och har hitintills inte varit freml fr allmnhetens uppmrksamhet. Drfr kan det vara interessant att se hur mycket vi teknologer egentligen vet om cyborger, samt vad vi tycker om dem. 14(54) 15. 4.2 Hur uppfattar vi ordet cyborg och varfr? Hur stller sig mnniskor i dagens samhlle till cyborger? Vet de vad en cyborg r? Fr att f svar p dessa frgor lade vi ut en enkt p webben. Eftersom vi spred ut informationen om enkten p D och E:s nyhetsservrar s fick vi mestadels svar av mn mellan 15 och 29 r. Allt som allt svarade 120 personer p enkten. Hela enkten finns i Appendix A.4.2.1 Frsta reaktionen Det frsta folk tnkte p nr de hr ordet cyborg varierade mycket. Allt frn Frsta Intrycket fingerborgar till gigantiska utlggningar sades vara det frsta intrycket, men vi delade in svaren i 18 grupper. I diagrammet till hger har vi slagit samman de 15 minsta Terminator grupperna till en vrigt-grupp, dr den Mnniska / strsta av grupperna r Robot med 6 %.Maskin Ingenting vrigt De tre stora grupperna r fljande: Terminator (24 %) Mnniska / Maskin (24 %)Ingenting (14 %)Allts drygt 60 % av kakan. Vi blev inte frvnade ver resultatet, eftersom Terminatorfilmerna har satt standarden fr cyborgen p vita duken och interaktionen av mnniska och maskin r vad den allmnna uppfattningen om vad en cyborg r. Att Ingenting-gruppen erhll spass stor del av rsterna r inte heller mrkligt eftersom frgan krvde att man skulle formulera sig, och drfr kan man tnka sig att den frgan prioriterades bort till frmn fr de andra flervalsfrgorna.4.2.2 CYBernetic ORGanism Den andra frgan i enkten ld: Visste du att ordet CYBORG r en frkortning av engelskans CYBernetic ORGanism? Drygt 60 % av de tillfrgade ansg sig vara medvetna om detta faktum. Den observante undrar genast om det r samma 60 % som i fregende frga. Det r det till strsta delen. Att de som hamnade i Terminator- och Mnniska / Maskin-grupperna r medvetna om detta r ingen strre verraskning. Men att de som inte orkade formulera sig, eller kanske hoppade ver den frsta frgan, svarade ja p denna frga kan frklaras med att alternativet ja var ikryssat i frvg.15(54) 16. 4.2.3 Vad r en cyborg? Den tredje frgan var uppbyggd som en flervalsfrga, dr man fick vlja mellan de Vad r en cyborg? fem vanligaste definitionerna av vad en cyborg r. Det alternativ som fick klart mest rster var Mekaniskt modifierad livsform (72 Mekaniskt %), vilket r den mest allmnna definitionen ModifieradLivsform av begreppet cyborg. Darth Vader och Artificiell RoboCop r tv bra exempel p mekanisktMnniska modifierade livsformer. Det br dock Robot tillggas att Arnold Schwarzeneggers Bakterie Terminator inte kan klassificeras som en AllaMnniskor mekaniskt modifierad livsform. Han klassas bttre som en biologiskt modifierad robot, dvs att han hamnar under alternativet Robot tillsammans med bland annat C-3PO. P delad andraplats hamnar allts Robot- alternativet tillsammans med alternativet Artificiell Mnniska, bda 11 %. Exempel p artificiella mnniskor har vi till exempel i Roy Batty, Nexus-6 replikanten i Bladerunner, och L. Bishop i Alientrilogin.4.2.4 Tuffaste cyborgen Enligt vr underskning r Terminator den klart tuffaste cyborgen (30 % av rsterna).Tuffaste cyborgen Han blev vinnare bde bland de kvinnliga och de manliga rsterna. Det var naturligtvis ingen verraskning att just T-101:an vann, eftersom det r s att det r just filmerna T- 101 Terminator och Terminator 2 som ligger till Darth Vader grund fr dagens uppfattning av vad enRoy Batty cyborg r. Att det dessutom r Arnold som Neo gestaltar honom gr inte saken smre. Tvavrigt blir Darth Vader med 18 %, utan hjlp av ngra kvinnliga rster. Tredjeplatsen delas mellan Neo frn Matrix och Roy Batty frn Bladerunner, bda med 14 % av rsterna, men ven Roy Batty har slagit sig fram enbart med hjlp av mnnens rster.4.2.5 Implantat i Framtiden Mer n 80 % av mnnen i vr underskning tyckte att det r okej att man i framtiden ska kunna frbttra sina naturliga frmgor. Kvinnorna var lite mer restriktiva, endast 56 % av dem svarade ja p den frgan. De som svarade ja, var till strsta delen personer som tidigare visat sig vara kunniga inom cyborgomrdet, vilket tydligen medfr en mindre restriktiv hllning n annars.16(54) 17. 4.2.6 Skulle du vilja leva i en sdan vrld? P frgan om man skulle vilja leva i en vrld dr mnniskor frndrade sig med diverse implantat, svarade 71 % ja. Endast 44 % av kvinnorna svarade ja p frgan. Skillnaden kan motiveras med att mnnen r mer positivt instllda till att frndra kroppen med hjlp av cybernetik, enligt vad som redovisades i fregende frga. Om man tittar nrmare p resultaten frn de fregende frgorna visar det sig att de som haft strre frkunskaper om mnet varit mer positivt instllda till en framtid som innefattar cyborger.4.2.7 Att frbttra sig sjlv Tre av fyra hade behov att frbttra ngon frmga och 70 % av mnnen, men endast hlften av kvinnorna skulle gra det om de kunde. Om man ser till de tv fregende frgorna s ser man att det i princip r samma personer som svarat ja p de frgorna som p denna. Ett ganska vntat utfall eftersom det finns en rd trd genom dessa frgor och r man positiv till den frsta av dessa frgor r inte steget s lngt till att vara det ven p de andra frgorna.4.2.8 Att leva med en cyborg Knappt hlften av de tillfrgade tyckte att det var okej att leva tillsammans med en maskin / robot / cyborg om den sg ut som en mnniska. Hr svarade 31 % av kvinnorna och 55 % av mnnen ja. Resultatet kan tyckas lite paradoxalt, d 66 % ansg sig redo att frndra sin egen kropp med cybernetik, och sledes frvntar sig att ngon annan skulle kunna tnka sig att leva tillsammans med dom. ven i denna frga ser man att de som haft strre frkunskaper varit mer positivt instllda till att leva tillsammans med cyborger. Vilket kan tolkas som att man ser att steget frn dagens medicinska hjlpmedel till framtidens cybernetiska hjlpmedel egentligen r ganska litet.4.2.9 Sammanfattning Sammanfattningsvis skulle man kunna sga att data- och elektroteknologerna p Chalmers r vl medvetna om vad en cyborg r fr ngot. De flesta anser att definitionen av en cyborg skulle vara ngon form av symbios mellan en mnniska och en maskin, vilket str mycket nra vr definition, en mnniska med elektroniska implantat. Vidare r merparten av eleverna positivt instllda till en framtid dr cyborgen r en naturlig del av samhllet, men endast hlften av de tillfrgade skulle kunna tnka sig att leva med en cyborg i framtiden. Hur skulle det samhllet se ut? Skulle vi f ett nytt apartheid med mnniskor p ena sidan och cyborgerna p den andra?Vr sista slutsats r att Terminator r den figur som flest sammanknippar med begreppet cyborg och han r enligt flertalet ven den tuffaste. 17(54) 18. 4.3 Var gr grnsen mellan mnniska och maskin? Eftersom vi i arbetets definition definierat en cyborg som en mnniska med elektroniska implantat, s behandlar detta avsnitt just grnsen mellan mnniskan och maskinen och inte grnsen mellan organismen och maskinen. Grnserna mellan mnniskan, cyborgen och maskinen r vldigt suddiga, de beror helt p vad man lgger i sjlva begreppen mnniska, cyborg och maskin. Vi skulle helst se att lsaren bildar sig en egen uppfatning om hur man skall stlla sig i frgan om cyborger, men vi kommer nedan att ge en liten diskussion fr att vcka tankar till liv och frhoppningsvis f lsaren att inse att cyborgens vrld inte r svart- vit utan en diffus skala av grtoner.4.3.1 Grnsen mellan mnniskan och cyborgen Var man drar grnsen beror p hur man definierar mnniska respektive cyborg. Nr man vl har tv definitioner s r det ltt. Enligt vr definition, till exempel, s r man en cyborg om man har ngot elektroniskt implantat, har man inte det r man helt enkelt en mnniska. Men eftersom vr definition av cyborgen inte alls r ngon allmngiltig definition erknd vrlden ver av allehanda vetenskapsmn, s r det svrt att dra en allmn grns mellan mnniskan och cyborgen. Mste man vara till 100 % av ktt och blod fr att vara mnniska? D r mnniskor med till exempel en titanskruv i knt eller lsnaglar cyborger. Ska man f ha ett visst mtt av modifikation och nd f vara mnniska? Hur stora ska de modifikationerna f vara? En aspekt kan vara att man inte ska modifiera sig mer n vad som krvs fr att leva ett "normalt" liv. D r till exempel titanskruvar, pacemakers och hftledsproteser tilltna. Men de som knner sig undermliga p ngot stt, ska de f frbttra sig s att de kan leva vad de anser vara ett "normalt" liv, och vem stter standarden fr vad som r normalt? Som synes leder varje frga till ett flertal nya, detta gr mjligheterna till debatt mycket stora. Vi uppmanar drfr lsarna att fundera och debattera mnet cyborger, samt att frska vcka allmn debatt i samhllet i vrigt fr att alla skall bli medvetna om problematiken runt cyborger.4.3.2 Grnsen mellan cyborgen och maskinen Hur lngt kan man modifiera en cyborg innan den skulle betraktas som en maskin? Svaret r nog att man aldrig skulle kunna modifiera cyborgen s mycket, eftersom en cyborg frn brjan r mnniska s mste en mnniska i s fall avkrvas sin mnsklighet och jmnstllas med vilken maskin som helst.Hur lngt skulle man i s fall kunna modifiera en maskin innan den skulle klassificeras som en cyborg? Hr skulle man kunna sga att det finns tv alternativ, antingen blir maskinen till cyborg nr man brjar stoppa in levande delar i den eller nr den brjar f ett sdant invecklat beteendemnster s att den liknar mnniskan. Rcker det d att stoppa in vilken levande materia som helst i en maskin fr att den skall bli en cyborg? Inte enligt vr definition av vad en cyborg r. Eftersom vi definierat cyborgen som en mnniska med elektroniska implantat s krvs det att man, vid konstruktionen av en cyborg, p ngot stt brjar med en mnniska som man sedan modifierar p olika stt. Att brja med en maskin och sedan modifiera den s att vi till slut fr en mnniska ligger mycket lngre bort i vr frestllningsvrld. 18(54) 19. 4.4 Den moderna cyborgen Troligen finns det idag endast en mnniska som frvandlat sig till cyborg utan att tvingas drtill av en skada eller ett handikapp, denna man skulle man kunna kalla vr tids frsta moderna cyborg. Mannen vi talar om r frsts Kevin Warwick, professor i cybernetik vid universitetet i Reading, England. Han blev vrldskndis nr han lt operera in ett elektroniskt chip i sin underarm. Chipet innehll en radiosndare som snde ut en unik signal till mottagare utplacerade i en av universitetets byggnader. Nr Warwick vistades i denna "smarta byggnad" lstes drrar upp nr han nrmade sig, ljuset slogs p nr han kom in i ett rum och datorn vaknade till liv nr han satte sig vid sitt skrivbord, dessutom justerades vrmen i rummet automatiskt till Warwicks frvalda temperatur. Vi skriver justerades eftersom detta r ett avslutat experiment. Implantatet opererades in den 24 augusti 1998 och togs ut redan 10 dagar senare efter den ansvarige lkarens rekommendationer. Man befarade att det skulle uppst infektioner och skadorna kunde blivit stora om glaskapseln gtt snder.Glaskapseln var 23 mm lng och ca: 3 mm i diameter, den innehll flera kiselchip och en elektromagnetisk spole. Nr en radiosignal sndes till kapseln genererade spolen en elektrisk strm som anvndes till att snda tillbaka en 64-bitars ID-kod till en dator som styrde alla tidigare nmnda frlopp.Professor Warwick ser stora mjligheter med ID-chip tekniken, speciellt en mjlighet att erstta allt ifrn legitimation till PIN-koder. Han frutspr ocks en arbetsplats dr anstllda med implantat automatiskt stmplas in och ut nr de gr igenom ytterdrren, och passkontroller dr man enkelt passerar genom en scanner fr att identifieras. Warwick ppekar ocks att med ett ID-chip implanterat behver man aldrig mer oroa sig fr att tappa bort sina nycklar eller bli bestulen p plnboken. Men om datorerna kraschar eller ett strmavbrott intrffar vore man strandsatt, utan legitmation, pengar eller nycklar och skulle du inte hellre bli bestulen p plnboken n bestulen p ditt implantat?Naturligtvis har mnga reagerat mot Warwicks visioner. Det blir lttare fr "storebror" att kontrollera var ngon person befinner sig och vad de gr under varje stund. Man kan dra paralleller till den dystopi som mlades upp i Orwells roman 1984. Warwick r dock inte helt omedveten om detta, han erknner att det kanske inte vore s populrt bland de anstllda p ett fretag om chefen direkt kunde se nr de lmnar sin arbetsplats fr att g till toaletten.Warwick anser sig ha skapat en ny cyborgras med sitt experiment, medan andra avfrdar hans s kallade genombrott som en PR-kupp. Skulle han inte kunnat uppn exakt samma resultat med en radiosndare buren i handen? Dessutom hade han aldrig kontroll ver tekniken, han kunde inte frhindra att datorn slogs p nr han kom in i rummet utan var helt beroende av de instllningar som gjorts i frvg. Men trots detta s fr vi nog ge professor Warwick ran och titeln "Vrldens frsta moderna cyborg".Eftersom tekniken bakom Warwicks implantat inte var fullndad var han som sagt tvungen att ta ut det efter en kort tid. Allts r tekniken inte tillrckligt utvecklad fr den hr typen av implantat. Warwick behver lra av medicintekniken som har gjort stora framsteg inom implanterade mikrochip. Tillsvidare fr man nog sga att vi fortfarande befinner oss p frsta trappsteget i cyborgevolutionen. I nsta kapitel gr vi nrmare in p tekniken som krvs fr att cyborgevolutionen ska bli verklighet. 19(54) 20. 5 Teknik 5.1 Wearables - BWC Under 1950-talet trodde man att mnniskorna r 2000 skulle g kldda i pappersklder. Med detta i tanke kan man lsa resten av dettta dokument och minnas att det mesta trots allt r visioner, men att nyttiga tilllmpningar visst kan finnas i teknik som kanske verkar frvnande. Att g omkring med en dator stndigt, r det en belastning eller en tillgng? Det r upp till anvndaren att ta stllning till.Body Wearable Computer (BWC) r det engelska namnet fr ett datorsystem som r byggt fr att bras nra kroppen, tex som ett blte, en vst eller p ryggen. Fr att en dator skall kunna definieras som en BWC mste den uppfylla ett visst antal kriterier. Den mste kunna bras p ett av de ovan beskrivna stten, vara batteridriven och i allra hgsta grad mobil.Man kan se BWC som en fusion mellan mobiltelefonen och den brbara datorn. Med nya grnssnitt integrerade i vstar, blten eller glasgon och utveckling av varaktiga batterier och strmsnla processorer. De som skulle ha mest nytta av wearables r personer med stor rrlighet. Lkare skulle kunna ha direkt tillgng till journaler, poliser skulle under fltarbetet kunna ha tillgng till brottsarkiven. ven reportrar som behver snabb access till arkiv och mjlighet att kunna skicka in reportage och aktiemklare som behver tillgng till noteringar och kurser dygnet runt vinna p BWC.I framtiden kanske BWC kan rdda liv. En BWC som knner av ditt hlsotillstnd kan om du rkar ut fr en hjrtattack ringa till SOS och tala om din position med hjlp av en inbyggd GPS. Ambulanspersonalen vet redan nr de kommer fr att hjlpa dig vad som har hnt och hur de bst skall agera fr att rdda ditt liv. Om du rkar ut fr en bilolycka kan din BWC ringa SOS medan du ligger medvetsls och annars skulle ha dtt.Ytterligare en mjlighet med BWC r att kunna se vad andra ser med hjlp av sm kameror och skrmar. En militr anvndning kan vara att p gruppniv ge mjlighet att ha ljud och bild kommunikation mellan alla soldater. Om alla poliser utrustades med BWC skulle ord inte lngre st mot ord i rttegngarna, bildbevis finns redan p allt!r stndig uppkoppling ett ml? Kan vi undvika det och fortstta leva i samhllet. Datorerna kommer in i vra liv som livrddare och slavar, men gr oss nd ondligt srbara. De frndrar vr krigfring snart kanske det kommer vara omjligt att fra krig som mnniskan gr idag. Konflikter kommer att finnas men de kommer sl mot vran digitala infrastruktur och vi kan komma att kastas tillbaka ett rhundrade i tiden.5.1.1 BWC E7n BWC r tnkt att ha ett litet annat frhllande till anvndaren r vad en stationr eller en ordinr brbar dator har. Fr att enkelt beskriva frhllandet stller vi upp ngra olika punkter som ocks ger en indikation om vad fr krav hrdvaran mste uppfylla. Fljande gller fr BWC:n, den skall vara;1. Omonopoliserande, dvs inte ta anvndarens fulla uppmrksamhet frn anvndaren i ansprk och drmed inte avskrma honom frn yttervrlden. Det r tnkt att fokus inte ska ligga p datorn hela tiden utan p det som man egentligen hller p med. Det hr r mjligt med en skrm som antingen bara tcker ena gat p anvndaren eller en skrm som uppfr 20(54) 21. sig transparent genom att en kamera tar in omvrlden och sedan visar den som bakgrund.2. Anvndaren ska kunna syssla med annat under tiden han tar hjlp av datorn. Det ska tex vara mjligt att stressa till jobbet p morgonen och samtidigt sammanstlla grkvllens arbete. Hr stlls ju ven krav p anvndarens simultanfrmga men en lttarbetad och kraftfull maskin r viktigt.3. Alltid tillgnglig. Maskinen skall alltid vara redo att leverera information till anvndaren, undantagslst. Anvndaren lever ihop med den helt enkelt, frn morgon till kvll. Det hr stller stora krav p batterikapaciteten och anvndarvnligheten.Ovanstende punkter indikerar att en BWC str anvndaren mycket nra. Sett till anvndarens vardag skulle den ocks bli integreread med honom/henne. Det skulle den dock inte bli om man ser till det fysiska frhllandet mnniska/maskin, inte idag med dagens teknik tminstone. Drfr kan man se en BWC som en eventuell vergng, ett frstadie till en kroppslig integration mellan dator och mnniska.En BWC bestr i av i princip samma delar som en vanlig brbar dator gr. Man behver ett moderkort, dr de vanligaste styrkretsarna finns inbyggda ssom ljud, grafik och I/O. P moderkortet sitter processorn och minnet. Vidare har vi hrddisk, skrm och inenheter, som tex tangentbord, ngon slags mus och kanske en kamera.Dock stlls det lite andra krav p delarna nr de ska anvndas i en BWC gentemot en PC. Visst r det trevligt med en brbar dator som r fjderltt och inte fr stor och klumpig till formatet men nr det gller BWC r det hr a och o. Den ska ju bras p kroppen, frmodligen mnga timmar i strck och inte som en brbar dator stllas p ett bord vid anvndargonblicket. Drfr har man satsat p lite andra tekniker i vissa delar som nedanstende text kommer att ta upp d den behandlar varje komponent fr sig och ven tar upp mjliga framtida frslag och lsningar. Det gr ven att lsa om mjukvarulsningar till BWC:n som r mer eller mindre etablerade.5.1.2 Batteriet Rubriken r i sig lite missvisande d det i en BWC sllan handlar om ett batteri utan om flera stycken som p ngot stt sitter nra kroppen. Batteritypen kan vara vilken som helst, de vanligaste r Ni-Cad och Lithium-ion. D de kommersiella BWC-tillverkarna r ganska f till antalet nnu tvingas man i stor utstrckning frlita sig till andra produktbranscher dr konkurrensen r hrdare, omsttningen strre och drmed utvecklingstakten r hg ssom tex mobiltelefoni och brbara datorer, fr att f fram batterier. Det hr r dock inget problem eftersom BWC har mycket gemensamt sett till krav och uppbyggnad med ovanstende produkter. Dock finns det lite speciella nskeml om hur batterierna r kopplade. I och med att en BWC brs kanske en hel dag i strck mste man kunna byta ut ett batteri som r urladdat mot ett nyladdat utan att f ett systemstopp. P s stt kan man, frutsatt att laddningsutrustning eller frberedda extrabatterier finns i nrheten, alltid vara igng utan att vara beroende av ngot ntuttag. Batterierna kan bras p olika stt, det r helt upp till anvndaren att bestmma vilket. De vanligaste r dock vst respektive blte.5.1.3 Processorn Processorvalet r en ganska viktig frga nr det gller ett datorsystems prestanda i helhet. Givetvis gller det ven BWC. Hr finns det dock tv lger med olika uppfattningar nr det gller vilken typ av processor som ska anvndas. Det strsta av de tv r det som frdrar den vanliga processorn som man finner i en stationr eller brbar dator och populrast d r 21(54) 22. x86. Det andra lgret hvdar dremot att en lsning med en processor som har en mngd av de funktioner som man i vanliga fall hittar p moderkortet, eller till och med p separata instickskort, integrerade i processorn r bttre.5.1.3.1 X86-lsningen De mest anvnda processorerna i BWC kommer, som i s mnga andra fall i datorvrlden, frn Intel. Deras Pentium MMX r vida utbredd men nu brjar Pentium II ta ver. Det uppstr dock problem nr allt snabbare processorer anvnds. Dels fr man en kad vrmeutveckling som inte r speciellt ltt att bli av med i en BWC, det r trngt i skalen och flktar inte anvnds d de ger ifrn sig fr mycket ljud. Ett annat problem r att batterierna kommer att behva laddas alltmer frekvent. Hgre klockfrekvens betyder nmligen strre strmkonsumtion och det hr r ett stort problem d processorkraften behvs i allra hgsta grad.Tekniska lsningar har dock tagits fram och den i BWC s populra Pentium II finns i en mobile-version. Ngra av skillnaderna gentemot originalversionen r att cacheminnet har flyttats till processorchipset, vilket snker strmfrbrukningen. Spnningen har snkts frn 2.0V till 1.5V och drtill har strmspararfunktioner lagts, exempelvis gr processorn ner i ett stand-by-lge d anvndaren r inaktiv och inga berkningsuppgifter finns. Ngot annat som bidrar till mindre strmfrbrukning r minskade avstnd i processorn. Nr mobile- versionen kom var den frst i processorfamiljen med att kliva ner frn 0.35- till 0.25- mikronsteknik. Nu r den nere p 0.18 mikron vilket r minst hittills fr en PC-processor. Den hr processorn frbrukar bara ca 7.5W medan 0.25 mikronsversionen ligger p 9.2W (de har samma spnning p 1.5V) vilket ger en skillnad p ungefr 20%. Nya versioner av x86-baserade processorer kommer hela tiden just p.g.a. den hrda konkurrensen p processormarknaden. Det hr r ngot som gynnar BWC tillverkarna d de fr mycket kraft och ny teknik fr ett bra pris.5.1.3.2 Integrationslsningen Den hr lsningen r nnu p ett alfastadie nr det gller BWC. Tillverkarna har inte kommit s hr lngt nnu och det r en lng vg att g innan vi r dr. De satsar istllet p de redan existerande och drmed vl beprvade lsningarna som finns i x86-tekniken. Intressanta alternativ finns dock i kretsar som Intels StrongARM-familj. Det r en mikroprocessor som r framtagen speciellt fr bli av med externa hjlpkretsar, vilka istllet byggts in i StrongARM-processorn fr att p s stt minska antalet chips och drmed spara bde plats, kraft och drmed strm i systemet. Det blir dock vldigt styrt och fga uppgraderingsbart men det r nackdelar som inte spelar ngon stor roll i de hr sammanhangen eftersom en BWC nd kommer att vara fga uppgraderingsbar, d de hr funktionerna i x86-lsningen nd sitter ldda p direkt p moderkortet. StrongARM- processorn SA-110 bjuder till exempel p en enchipslsning som direkt kan kommunicera med DRAM-minnen och Flash-ROM:en. Den har integrerade funktioner som DMA- och avbrottsfrfrgningkontroller, parallell- och serieport och en komplex integration med PCI- bussen. Processorn kan kras under en mngd operativsystem dr bla Linux, som r p stark frammarsch inom BWC finns med.Intel-konkurrenten AMD slppte fr tv r sedan en mngsysslande processor vid namn MediaGX. Den klarar av grafik- och ljudkortsuppgifter och den lg d i linje med den hos tillverkarna genomgende vilja att ta fram chips som just eliminerar, eller tminstone stillar behovet av externa systemkomponenter. Den blev d, som s mnga andra liknande satsningar hos andra fretag, en flopp. Trenden slog aldrig igenom, men mnga hvdar nd fortfarande att liknande lsningar skulle vara goda alternativ, ven till stationra PC:s. Till 22(54) 23. BWC r dessa kretsar utan tvivel ett mycket intressant alternativ som ven skulle kunna fra med sig kostnadsbesparingar som direkt skulle gynna konsumenten.5.1.4 Hrddisken Fr att lagra operativsystem, applikationer och anvndardata, dr det sistnmnda i en BWC ofta r olika sorters databaser, krvs det ett minne som har stor kapacitet och inte nollstlls d strmtillfrseln bryts. I stationra och fr all del ven brbara datorer r det hrdiskar som anvnds fr ndamlet medan det i t.ex. en digitalkamera ofta anvnds minneskort av typen Flash.En BWC r, som tidigare diskuterats, knslig fr komponenter som krver mycket strm. Dessutom gr hela idn med BWC:n ut p att den ska kunna anvndas utan att behva gra sig pmind alltfr mycket, dvs anvndaren ska inte knna att han gr och br p ngon tung och otymplig utrustning eller behva g som p nlar fr att inte riskera att utrustningen chockskadas. De hr sakerna r rimmar dligt med just en hrddisk, d den varken r srskilt strmsnl, fjderltt eller sttsker. Trots detta r det nd just vanliga hrddiskar som anvnds i de BWC som finns ute idag. I de sitter hrddiskar som man kan hitta i vilken brbar dator som helst, allts en 2,5 tums disk. Den r ju visserligen ngot mindre n de 3,5 tums- enheter man r van vid i en stationr dator men den r fortfarande inte p ngot stt frsvinnande liten.Det finns dock alternativ dr de problem som finns med en traditionell hrddisk kan undvikas. Den hetaste lsningen och mest intressanta lsningen just nu r IBM:s Microdrive. Det r en hrddisk i ett betydligt mindre format n vi r vana vid. Den mter bara en tum diagonalt och vger blyga 16 gram (jmfr en standardhrdisks halvkilo) men kan lagra 340 eller 170MB beroende p modell. Strmsnl r den ocks, den frbrukar ca 1 W vid intensiv anvndning vilket ska jmfras med en genomsnittlig hrddisks ungefrliga 8W. D den inte anvnds gr den ner till ynka 0,65W i strmfrbrukning. Disken r skapad s att den ska kunna anvndas som ett CompactFlash-kort och passar drmed i den utrustning som har sdana anslutningar, tex digitala kameror. D krvs det att hrddisken klarar av rtt tuffa tag med andra ord eftersom den i de hr fallen anvnds som delvis flyttbart lagringsmedia. n en gng kan BWC-tillverkarna dra nytta av andra branschers tekniker allts, Microdriven klarar nmligen en stt p 150G (2ms) d den r igng vilket fr anses vara fullt tillrckligt fr en BWC. Prestandan r god, dock ngot smre n sina storebrders. Rotationshastigheten r 4500 rpm och sktiden ligger p 15 ms. Det fr anses vara godknt men kan bli bttre. Det som blir mest lidande just p.g.a. diskens lilla format r verfringshastigheten d skivorna i hrddisken har en mycket liten diameter.5.1.5 Skrmen En stor skrm r bra. De flesta har den uppfattningen och nstan alla man frgar vill ha en strre skrm till sin dator. Det r ju helt frsteligt d mjlighet ges att arbeta med en hgre upplsning och drmed f plats med mer data p skrmen. Nr det gller en BWC r det precis tvrt om nr det gller storleken. Skrmen ska vara s liten som mjligt, dels fr att inte bli fr tung och drmed besvrande att bra, och dels vara s diskret som det bara gr. Hela idn gr ut p att placera skrmen mycket nra anvndarens ga. Exempelvis uppfattas en 1.1 tums skrm sittande 3cm frn gat som en 15 tums skrm stende ca 60 cm frn anvndaren. Mycket sm skrmar som klarar av att visa mer tta bitars frg (256 st) och dessutom r kapabla att gra det med en vertygande kvalitet och upplsning var fr ngot r sedan sllsynta och i den mn de fanns dyra. Men utvecklingen gr framt och idag gr det att hitta en 1.1 LCD-skrm med 640x480 punkters upplsning fr en rimlig kostnad medan det om23(54) 24. ett r, enligt ledande tillverkare, ska g att f tag p en skrm av samma storlek och typ men med en upplsning p 800x600. Det r ven mjligt att f tag p nnu mindre skrmar, som r obetydligt strre n en tangentbordsknapp. De baseras p en mikrodisplay som avger en bild vilken optiskt leds till det stlle p glaset som ligger i linje med anvndarens pupill. Med den hr tekniken r det mjligt att flytta bilden i djupled dvs anvndaren kan sjlv bestmma hur lngt han vill sitta frn skrmen. n s lnge finns bara varianter som klarar 8-bitars grskala i 320x240 ute p marknaden men i labben finns det modeller som klarar fullfrg i 800x600 punkters upplsning och som inte har lngt kvar innan ven de slpps.5.1.6 Mjukvaran i en BWC Det spelar ingen roll hur kraftfull hrdvara en dator r begvad med om det inte finns en bra mjukvara som kan utnyttja den. D en BWC ofta befinner sig i helt andra situationer och miljer n vad en stationr dator gr stlls det lite andra krav och nya mjligheter skapas.Som grund fr all mjukvara finns det, likt i en PC ett operativsystem. Vilket operativsystem som anvnds r av mindre betydelse. Linux r ett populrt och utbrett sdant. Det har en del frdelar framfr andra d det tex gr att konfigurera i en mycket hg grad.Vilka program som ska anvndas r naturligtvis helt upp till anvndaren att bestmma. Givetvis kan man kra samma program som man r van vid att kra p sin PC men d frloras hela pongen med BWC. Tnkas kan att devanligaprogrammen kompletteras med exempelvis rstigenknning s man drmed kan minska behovet av en alfanumerisk inenhet.5.1.7 Augmented Reality Genom de i stycket ovan beskrivna stten gr man miste om en stor del av de mjligheter som finns med en BWC. En teknik som tar tillvara p dem heter Augmented Reality (AR) som fritt versatt till svenska heter tillkad verklighet. AR gr allts ut p att tillfra verkligheten ngot fr att hjlpa och frenkla fr anvndaren.Tekniken kan beskrivas s att ytterligare information lggs p objekten i verkligheten. Fr att det hr ska fungera rent tekniskt krvs det naturligtvis att BWC:n r utrustad med en kamera. Anvndaren fr drmed information bde frn datorn och omgivningen. Drmed missas inga detaljer frn verkligheten (som i viritual reality) eller frn datormiljn (som i real life). Man fr det bsta av tv vrldar helt enkelt. Det r just det hr som gr en BWC riktigt intressant. Fr nog r det s, att det mste till ngot som r bde fascinerande och anvndbart fr att vertyga de tilltnkta anvndarna att stta p sig en massa elektronik p kroppen och se ut som riktiga teknikmonster om ordvalet tillts. AR r det.Vad kan man d anvnda AR till? Anvndningsomrdena r mnga, ngra exempel kommer att ges nedan fr att p s stt frska ge lsaren frstelse fr mjligheterna med AR.5.1.7.1 Fingerfljning Det hr r en teknik som tagits fram fr att bli av med pekdonet (tex musen) men som ven ger en hel del andra frdelar. Fingerfljningen fungerar genom att BWC:ns kamera tar in fingrets rrelser, sprar fingret i bilden och kvantiserar rrelsen s den blir anvndbar i den aktuella applikationen. Tekniken finns redan idag, men n s lnge krvs det att anvndaren har p sig en slags fingerborg i en stark frg s att datorn lttare ska kunna skilja ur vad som r fingerspets och inte i bilden. Detta kommer dock inte att var ndvndigt i framtiden d bttre datorkraft kommer att erbjudas.24(54) 25. 5.1.7.2 Ansiktsigenknning Svrt fr att komma ihg namn p folk? Den hr AR -applikationen hjlper dig med dligt minne, eller andra personer som behver namn och kanske ven annan information om personer de mter i vardagen. Med ansiktsigenknning installerad p en BWC rcker det att anvndaren tittar p en person och drmed startar programmet en skning i en databas och ger dig omedelbart den information som r frknippad med personen du str framfr.En sn hr applikation har tagits fram av MIT och har visat sig fungera mycket vl. Den kan knna igen ett ansikte och matcha det i en databas om 8000 personer och plocka fram rtt information om personen med en imponerande precision. Dessutom r den tolerant med avseende p ljusskillnader och ansiktsbehring. Ngon ovanligt kraftfull processor krvs inte heller, ovanstende frfarande grs p mindre n en sekund p en 80486.5.1.7.3 Fltarbetshjlp Nr en fackman, tag som exempel en skrivarreperatr, r ute p fltet och jobbar krvs det att han gr sitt jobb snabbt och rtt. Nr han r p platsen och skall utfra ett jobb mste han frst frska analysera problemet och komma fram till vad det r fr fel p skrivaren. Kanske mste han ta skrivarens kryptiska felmeddelanden till hjlp. Sedan r det dags att tgrda problemet. D gller det att veta var den felande komponenten sitter och demontera skrivaren p korrekt stt fr att allt ska g s snabbt och smidigt som mjligt. Fr att s ska kunna bli fallet mste han eventuellt konsultera manualen till skrivaren i frga och stmma av sitt arbete mot ritningen.Om denne reparatr skulle ha varit begvad med en BWC och ett lmpligt AR-program skulle mycket tid ha kunna sparats. Han skulle med sin BWC kontaktat skrivaren, genom tex IR kommunikation och drmed direkt ftt fram vad som var problemet. Sedan skulle han ftt steg-fr-steg-instruktioner direkt p sin skrm om hur han kommer t felet. Detta genom att BWC:n lser en enkel ritning, avstmd mot verkligheten (skrivaren), som pekar ut vilka komponenter som ska lossas och som uppdateras allt eftersom reparatren arbetar.AR r redan nu ute i verkliga arbetslivet. NASA anvnder tekniken fr att underltta reparation och underhll p sina rymdfrjor. En tekniker kan nu, genom att han br en BWC f hjlp av dels de inlagda programmen, som innehller komponentinriktad information, samt en expertis som fljer hans arbete och drmed kan hjlpa till i de ofta komplicerade situationerna.5.1.8 Sammanfattande kommentarer BWC:n finns redan idag ute i handeln och drmed tillgnglig fr gemene man. Frsljningen har dock inte riktigt kommit igng n och det r vl inte heller s konstigt. F vet vad en BWC r och de som vet det skulle antagligen vilja ha lite strre mjligheter n vad som bjuds idag. Utvecklingen r dock i full gng och mjligheterna blir bara strre och strre ju mer prestanda man kan bygga in i maskinerna. Bttre upplsning p skrmarna, mer processorkraft och en rad andra frfiningar ger mjlighet till realisering av tex de avancerade AR-program som faktiskt redan r frdigskrivna och vntar p att kunna anvndas fullt ut p fltet.Fr att en BWC ska kunna bli gngbar i sociala situationer krvs det att den krymps avsevrt sett till storleken. Anvndarna som skulle vilja g omkring med dagens utrustning t.ex. en lrdagkvll r antagligen lttrknade. Drmed behver komponenterna bli mer osynliga och vissa, om inte alla, till och med "byggas in i kroppen". Dagens applikationer inom25(54) 26. medicintekniken krver att komponenterna kan byggas in eller ha en mycket liten storlek. Denna teknik, som har gjort en del framsteg skulle kunna adopteras av BWC -utvecklarna som ju grna lnar teknik frn andra branscher fr att n sina ml p vgen i ett nrmande av den mnsliga kroppen. Detta skulle kunna vara fullt mjligt och nmnas skall att bransherna BWC och medicinteknik redan idag har mycket gemensamt.26(54) 27. 5.2 Medicinteknik I fregende kapitel behandlade vi enbart datorer utanfr kroppen. Vi skall hr behandla nsta fas i cyborgevolutionen, d elektoniska hjlpmedel integreras i kroppen. Idag bygger medicintekniken mycket p att man br med sig externa hjlpmedel i form av BWC. I detta kapitel skall vi behandla nr ngra av dessa kombineras med hjlp av elektroniska implantat. Fr att fullnda detta evolutionssteg mste man kunna g nnu lngre och helt integrera datorn i mnniskan. Men detta krver en utveckling inom mikrotekniken.Dagens cyborger r vid sidan av professor Warwic uteslutande funktionshindrade mnniskor. Fr att dessa fullstndigt skall kunna ta del av det vriga samhllet krvs att deras hjlpmedel blir s sm att de kan fullstndigt integreras med kroppen.Mnniskor som r fdda med eller som senare har har ftt funktionshinder som pverkar mjligheten att kommunicera och ta sig fram i samhllet r srskilt berrda av utvecklingen av implantattekniken. Exempel p sdana grupper r dva, blinda eller mnniskor som blivit invalidiserade och frlorat kroppsdelar p.g.a. sjukdom eller olyckor.Det finns olika ider om implantat, en del gr ut p att pverka kroppsfunktioner med mekanisk kraft. T.ex. sm servomotorer i ngon led, vervakade av en dator eller chip med inbyggda instruktioner. Det vi tnkte titta nrmare p r just dessa samt de anvndningar av implantat som har till uppgift att stimulera nerver som kanske utsatts fr skada eller annan negativ pverkan.5.2.1 Kan man f blinda att se? Detta r en mycket intressant frga som fr inte lnge sedan medfrde svaret, sjlvklart inte. Dock har det p senare tid visat sig att det kanske r mjligt i alla fall. I takt med att man mjliggjort konstruktion av allt mindre elektriska kretsar, har man kommit p tanken att det skulle g att stimulera nthinnan och syncentrum p elektronisk vg. Den id som kanske ligger nrmast idag, r att man med hjlp av ngot slags glasgon, fungerande som videokamera, skulle kunna f en bra bild. I systemet ingr en signalprocessor som brs tillsammans med ett batteri i ett blte. Tekniken r i mnga delar inte s avancerad, utan finns redan idag ute p marknaden. En stor del av alla synskador beror p att en skada skett ngonstans p synnerven, mellan hjrnans syncentrum (syncortex) och nthinnan i gat. Idn r drfr att genom ovannmnda glasgon och signalprocessor, ge ett substitut till den verkliga bilden genom ett implantat p syncortex. Det gr till s att den digitala signalen frn kameran i processorn grs om till en nervsignal som implantatet kan bearbeta. Implantatet bestr av ett litet chip med elektroder p. Elektroderna ska fungera som en konstgjord nthinna, dr de skall erstta de stavar och tappar som i det riktiga gat fungerar som ljusreceptorer. Med tanke p att nthinnan har ca 200*106 tappar och stavar, s kan man kanske tro att det vore svrt att f plats med s mnga elektroder p ett chip. Faktum r att det r svrt, och p de frsk som gjorts p djur har chip med 10x10 elektroder anvnts. Det har dock visat sig att ett sdant chip skulle kunna rcka fr en, inte perfekt men duglig syn. I framtiden hoppas man kunna f plats med fler elektroder, kanske nda upp till 40x40 st, bilden skulle d givetvis frbttras.Ovannmnda metod handlar om att implantera chipet direkt i syncentrum. En annan metod r att stta chipet direkt p nthinnan som ju ligger i andra nden av synnerven, frn syncortex sett. Detta skulle kunna fungera i de fall dr synnedsttningen eller blindheten beror p en skada just i nthinnan. Problemet med implantat p nthinnan r att den r knsligare n syncortex. Dessutom skulle chipet utsttas fr stora pfrestningar nr gat rr27(54) 28. sig. Detta skulle kunna leda till skada, bde p implantat och nthinna. En annan nackdel r att det r svrt att terge en vrdefull bild med hjlp av chipet. Elektroderna skulle ge upphov till en punktmatris av den bild som nr nthinnan. Bilden skulle se ut som det den avbildade. Nr signalen sedan skulle skickas vidare till de olika syncentra som behandlar nervsignalerna skulle en felaktig bild uppst. Detta p.g.a. att punktmatrisen som bildas p en frisk nthinna inte liknar den bild som elektroderna skulle avge. Fr att frenkla det hela kan man sga att bokstaven A med hjlp av implantatet skulle ge en punktmatris som sg ut som ett A. P nthinnan bildas i verkligheten dock mycket mer komplexa mnster som tolkas i p olika stllen i hjrnan. Om man anvnder syncortex som bas fr chipet s undviks dessa problem, eftersom signalprocessorn i den varianten kodar om signalen s att hjrnan begriper. Frdelen med ett smart chip p nthinnan som direkt nr det utsattes fr ljus, skulle avge en fr hjrnan tolkningsbar signal vore dock stor. Man skulle d kunna angripa problemet utan att behva operera genom skallbenet.S lngt har vi allts tv olika metoder fr att kunna erhlla konstgjord syn. En metod dr implantatet grs p syncortex och den andra, som inriktar sig p nthinnan. Vi har ocks utrnt att den frra metoden i dagslget ligger nrmast en lsning.5.2.1.1 Vad behvs fr att generera en duglig bild? Skall man d se till tekniken, se p hur lngt man ntt inom de detaljer som skulle behvas fr att kunna skapa syn med ett implantat p syncortex, s fr man titta p detaljerna var fr sig. Frst och frmst vill man ha en kamera monterad p ett par glasgon. Sdana finns redan idag p marknaden och de mste d uppfylla de krav p skrpa och vikt som krvs. Man rknar med att glasgonen behver en kapacitet att kunna verfra en bild med 32x32 bildpunkter. Den digitala signalen gr sedan vidare till en signalprocessor. Signalen skall nu gras om fr att passa de avancerade nervsignaler som implantatet krver fr att kunna stimulera syncortex p rtt stt. Det svra hr r att ha samma strmpuls som nervsignalerna. Mellan olika individer kan det skilja p 100-200 mikrosekunder samt finnas en frekvensskillnad p 10-250Hz i pulserna. Tekniken fr att utjmna sdana skillnader finns dock redan i dagens signalprocessorer. Man tror ven att alla de viktiga saker man kan uppfatta genom synen, kontraster, former och liknande skall kunna tas till vara p den bild som kameran ger.Frn processorn skickas sedan signalen vidare till chipet och det r i denna fas svrigheterna kommer. I de tester som gjorts p djur har man anvnt sig av en fast koppling genom huden, d.v.s. med sm elkablar. Detta anses dock inte vara ngon hllbar lsning, d infektioner ltt skulle kunna uppst. Betnker man sedan att en sdan kontakt i hjrnan skall sitta dr i flera decennier, inser man att andra lsningar behvs. Den frmsta iden r att med hjlp av spolar, en p insidan och en p utsidan av skallbenet skapa kontakt. Genom att utnyttja induktion s inducerar man en strm i den inre spolen genom att skicka en strm i den yttre.Det sista som behvs fr att chipet skall fungera r en strmklla. Detta ordnas via verfring med radiosignaler. En svrighet med en sdan verfring r att signalen mste ligga inom ett vldigt precist omrde, annars riskerar man strningar frn andra nervsignaler. Man tror sig dock kunna lsa sdana problem i framtiden.Ser man p sjlva chipets konstruktion och beskaffenhet, s har vi framfrallt tv olika saker som pverkar dess egenskaper. Framfrallt mste man hitta ett material som kroppen kan acceptera. De chips som finns idag p marknaden, bestr till stor del av platina eller irridium. Det material man dock tror mest p med hnsyn tagna till kroppens immunsystem r kisel. Den andra detaljen som r avgrande r hur sm elektronikkretsar man kan gra. Ju28(54) 29. fler elektroder man kan f plats med p ett chip desto bttre mjligheter att stadkomma en bra syn. Elektroderna skall var ungefr 1,5mm p hjden och ha ett inbrdes avstnd p ungefr 400-500 mikrometer fr att verka optimalt.5.2.1.2 Nackdelar Nr det gller synersttande produkter som kanske skulle kunna hjlpa mnniskor till ett drgligare liv bortser man ibland frn att behovet inte r s stort som man skulle kunna tro. Det har visat sig att mnga synskadade/blinda har lrt sig leva med sina handikapp. De r helt enkelt tryggare, hur konstigt det n lter, som de har det idag. Detta har kommit fram i underskningar. Sdana efterfrgansproblem tillsammans med det faktum att tekniken r svrutvecklad gr att mnga frgetecken terstr. Ett av de allvarligaste problemen r naturligtvis hur man ska lyckas f kroppen att acceptera implantatet, med tanke p freliggande infektionsrisk.Nr kan vi d rkna med att den frsta anvndningen av implantat fr att frbttra eller terskapa synen hos en mnniska? Svaret p denna frga r, trots de optimistiska upptckter som gjorts, att det kan drja mnga r nnu. Forskare pratar om 10-20 r, men tekniken framskrider ju snabbt och det skulle inte vara helt otroligt att vi inom kortare tid n s, kan se resultat av forskningen.5.2.1.3 Fr syns skull... Det finns ven en annan tillmpning inom omrdet synteknik som har utvecklats de senaste ren och som kommit betydligt lngre n frsken med artificiell syn. Det r en uppfinning som bygger p forskning nda tillbaka till 50-talet. Det r att kunna erstta ett frlorat ga med en smart protes som skall ha samma rrelser som ett riktigt ga. De experiment som legat tillgrunds bygger p att patienten har ett friskt ga kvar. Genom att lta sensorer bevaka det friska gat har man frskt att f det gat till att styra protesen i den andra gonhlan med sina rrelser. Den forskning man hllit p med sedan flera rtionden handlar och som jag nmnde ovan har fokuserat just p det friska gats rrelse, d framfrallt p vad som pverkar blinkningar.Det man kommit fram till r att genom placering av fotoreflektorer strax under det friska gat s kan man f ut en styrsignal till protesen. Signalen r digital och reflektorn fungerar som en switch. S lnge gat inte blinkar har utsignalen det logiska vrdet 0. Vid en blinkning ndras vrdet till 1 samt erhller spnningen 5V, det andra gat med protesen blinkar d ocks. Reflektorerna faststller dessutom gats lge, med centrumpunkten rakt fram. Protesen mste ju f plats inuti gonhlan, drfr krvs minimala mtt p de delar som ingr. En av dessa delar r en s.k. Pikoprocessor, en programmerbar minikontroll som trots sin relativa litenhet, har flera viktiga funktioner. Bl.a. en realtidsklocka och rknarfunktion. Denna tar emot signalen frn reflektorerna vid gat och omvandlar dessa indata till utdata som anger gats position p ett fr servomotorerna begripligt stt. Servomotorerna som ocks r extremt sm, vger ca 3,5g. Med drivspnningen 5V kan man stta motorn i arbete och justera protesen i rtt lge. Det svraste arbetet ligger sedan i att kalibrera systemet s att rrelserna ter sig naturliga. Detta grs genom att simulera ett riktigt ga i en dator. Kalibreringen lagras sedan i Pikokontrollerna.Denna anvndning av tekniken att gra elektroniska implantat kanske inte verkar lika viktig som att kunna stadkomma artificiell syn, men troligen kan systemet komma till gldje fr de som mist ett ga av ngon anledning.29(54) 30. 5.2.2 Smarta knn Ett omrde som man kanske inte tnker p s mycket idag, fast det betyder mycket fr otroligt mnga mnniskor, r benproteser. Detta handikapp pverkar kanske inte lika mycket som en defekt p ngot av sinnena, men har nd stor betydelse fr livskvaliteten. Liksom p synomrdet finns snart hjlp att tillg ven hr.Till skillnad frn implantat med avsikten att frbttra synen, s mts forskningen om smarta benproteser av lite andra problem. De mste ta hnsyn till krafter och moment tillsammans med nervsignalerna. En typ av protes man inriktat sig p r den som anvnds nr en patient frlorat benet ovanfr knt. Man vill kunna behandla data om pfrestningar p benet och med dessa kunna ndra protesens egenskaper.Sensorer anvnds fr att mta de invrden man behver. Antalet sensorer som behvs r fler n de invrden man vill mta. De vrden man pratar om r nervsignalerna frn de kvarvarande musklerna, knts fregende vinkel samt trycket under foten. Dessa indata bearbetas i en mikroprocessor fr att ge knt instruktioner om hur det skall agera. Mikroprocesorn kan bras i ett blte med strmklla, men ocks inbyggd tillsammans med batteriet i sjlva protesen vilket r bekvmare fr patienten. Fr att protesen skall kunna verka stabilt s mste man p ngot stt simulera motstnd i knleden. Till detta ndaml anvnder man sig av en magnetbroms i kombination med en mekanisk broms. Den drivande kraften i knt skts av en servomotor som bjer leden i knt p ett naturligt stt. Motorn styrs dels av signaler frn signalprocessorn, dels av bromsarna som stter dess rrelsebegrnsning. De signaler som tas upp frn muskelnerverna och som utvrderas i signalprocessorn, styr nu vilken vinkel knt fr. Detta genom att ledens moment stts till vrdet 0-50 Nm, beroende p vilken vinkel man vill ha. 0 Nm ger ett rakt ben och 50Nm dess maximala vinkel vid knt. Vilken vinkel som blir aktuell ges allts av de nervsignaler som kommer frn muskelnerverna.I processorn ges alla utvrden av en algoritm som klassificerar alla indata till olika rrelsemnster. T.ex. finns inlagt i dess minne olika standardrrelser som den knner igen och direkt applicerar som en given instllning p knts bromsfunktioner. Algoritmen i mikroprocessorn r protesens svaga punkt, man har frskt att optimera den genom att frfina alla steg i en rrelse. Man vet dock inte skert om man ntt en optimal algoritm utan att gra frsk med patienter. Sdana har gjorts med ganska gott resultat, men man tror allts att ytterligare frsk behvs.Nr man ser p framtiden fr en sdan hr produkt s ligger den mycket nrmre n t.ex. artificiell syn. Detta mest med tanke p att det krvs mycket mer av skerhet nr man gr experiment i trakten av hjrnan. En benprotes r lttare att gra tester p, d inga operationer av den dignitet som ett kirurgiskt ingrepp p hjrnan behvs. Mlgruppen till protesen har ocks visat sig vara mera positiva till tester n synskadade. Tekniskt sett r man lngt framme och kan anvnda sig av teknik som existerar i nulget.5.2.3 Hrselimplantat P samma stt som man frskt skapa artificiell syn, s har man lnge frskt att stadkomma liknande framsteg p hrselomrdet. Faktum r att principerna r ganska lika, men man har kommit betydligt lngre med att terskapa hrseln fr dva och gravt hrselskadade. En av orsakerna till detta r skert att man hllit p lngre med att utveckla externa hjlpmedel ssom hrselapparater och liknande. Skall man gra en jmfrelse med synomrdet kan man t.ex. ta digitalkameran som r en av dess externa delar och jmfra med en vanlig mikrofon. Den sistnmnda har funnits avsevrt mycket lngre. Annars r som30(54) 31. sagt principerna ganska lika.Nthinnans motsvarighet i rat r hrselsnckan. Den tar liksom nthinnan in en analog signal och omvandlar till en nervsignal. Skador p snckan uppkommer genom olika orsaker. En kan var infektioner d man behandlas med antibiotika, en annan hga ljudvolymer. Gemensamt fr skadorna r att de sm hrceller som sitter p snckans yta tillbakabildas och ibland frsvinner. Varje hrcell har till funktion att kunna bja sig p olika stt och p s vis omvandla analog signal genom luftpartikelsvngning, till en nervsignal. Det r lite grovt uttryckt, men ungefr s gr det till. Skadan kan variera frn total dvhet till hrselbegrnsningar inom ett speciellt ljudomrde. Med implantatet vill man, liksom p nthinnan, med hjlp av elektroder terskapa en konstgjord sncka. Tillggas skall dock att implantat bara fungerar nr skadan r p snckan, har den uppsttt lngre in i hjrnan s mste man ta till annan teknik liknande den p syncentrum.En snabb vergng av systemet ger oss att de externa delarna i konstruktionen bestr av en mikrofon och ett speciellt headset. Man tar till vara p bde andras tal och sitt eget. Dessa analoga signaler skickas till en talprocessor som inte r mycket strre n ett kassettband. Denna tillsammans med ett batteri brs antingen fst vid ett plagg eller i ett blte. Sttet att fra in data till implantatet r genom en magnet som sitter bakom rat. En liknande magnet sitter innanfr huden vilket gr att de bda sitter p plats. Via en radiolnk mellan de bda frs sedan data och strm ver till implantatet, som i sin tur stimulerar nerverna i snckan.5.2.3.1 Tekniken finns Skall man se p utvecklingen av tekniken runt hrsncks-implantat kan vi flja utvecklingen mer n tjugo r tillbaka. D anvnde man sig av en enda elektrod i implantatet. Ljudet blev d sjlvklart inte det bsta, men det var svrt nr man inte hade den datorkraft vi har idag. Varfr behvs d datorkraft till att skapa ljudet? Det var s att nr bruket av flera elektroder p ett chip brjade, s drabbades man av problem. De bestod i att en elektrod kunde stimulera nerverna som lg omkring mlnerven. Fr att undkomma detta problem har man tagit datorerna till hjlp. Man har kommit p att varje mnniska tar t sig ljud lite olika. Detta kan liknas vid det vi nmnde synavsnittet om att olika individer har olika nervsignaler fr samma upplevelse. Fr att kompensera detta anvnder man sig av den ovan nmnda talprocessorn. Algoritmen fr att omvandla den analoga signalen r samma fr alla patienter, men man stller in vissa parametrar olika. Detta kallas frmappingoch varje patients instllning fr en map. Parametrarna provas fram genom olika tester tills de blir dugliga.Till skillnad frn artificiell syn, s spelar inte sjlva implantatet s stor roll hr, i den mening att ett chip med rtt antal elektroder inte skulle finnas p marknaden. Det finns i nulget, och antalet elektroder r frre n p ett synchips Man behver inte mer n 4-6 kanaler fr att f en fungerande hrsel. Istllet r det samspelet mellan elektroderna som r viktigt. Det som istllet utvecklats enormt p senare tid r de processorer som gr att elektroderna kan verka p ett effektivt stt. Den processor som visat sig fungera bst har jobbat med hrselsnckans eget ljudspektrum som parametrar, d.v.s. inte gjort versttningen till strmpulser alltfr krnglig.Liksom problemen med hur man skall verfra information till implantatet nr det gllde synimplantat, s har man hr liknande problem. Skall man vlja en fast koppling genom huden eller ngon annan variant. Problemet har diskuterats i tidigare stycken och slutsatsen r ven hr, att en fast koppling r mer riskfylld ur infektionssynpunkt. Man tror mer p verfring med induktion eller radiolnk. 31(54) 32. 5.2.3.2 Nackdelar Trots att tekniken gr framt snabbt, s tror forskare nd bara att man kommer kunna uppn en duglig hrsel. Med det menar man att patienten kan uppfatta tal men fr svrt att hra vissa andra ljud, allts ingen riktigt bra hrsel. vriga problem gller kroppens reaktion p implantatet, kanske kan infektioner uppst. Det tredje frgetecknet gller tekniken. Hller den i flera tiotals r?Trots de frgetecken som framgick under nackdelar, s ser det betydlig ljusare ut fr hrselimplantat n fr synimplantat. Man har helt enkelt kommit lngre och redan gjort massor av frsk p mnniskor med lyckat utfall. Detta har i sin tur lett till att man i dagslget har flera produkter ute p marknaden som bygger p implantat mer eller mindre i kombination med hrapparater. Utvecklingen av mikrotekniken tyder p att vi kommer att kunna ge implantaten nnu bttre funktioner. Detta skall vi behandla i nsta kapitel.5.2.4 Sociala effekter Utvecklingen av implantat tekniken kommer att frndra vr syn p handikappade. Vem som helst kan vara fdd blind eller utan ett ben eller ha ett articifiellt hjrta. Ingen kommer lngre behva sjukpensionera sig eller leva sitt liv som krympling. Men r man handikappad om man inte klarar av den kande informations stressen och kraven p utbildning. Skall rika frldrar kunna underltta sina barns studier genom att investera i lite extra minne och processorkraft?Men nr r det rtt att gra ett implantat? Att ge ett ben eller en armprotes till ngon som rkat ut fr en svr bilolycka r en sjlvklarhet. Men skall vi ge hrselfrmgan tillbaka till de dva?Mnga dva hvdar att om man ger hrsel implantat till spdbarn som r fdda dva s kommer det att fr all tid vara hemlsa, bosatta i en grnszon, med det ena benet i de dvas vrld och med det andra i de hrandes.r det d rtt att hrande frldrar lter operera in implantat i sina dva barn och drmed gr dem hemlsa? Frutom att dva med implantat kommer att ha svrigheter att identifiera sig med de dva kommer de aldrig riktigt att kunna ta plats i de hrandes vrld. De kommer knna sig utanfr dvsamhllet och underlgsna de hrande.Vissa dva menar att genom att samhllet systematiskt genomfr cochlera implantat ses dva som en handikappad och mindre vrd grupp mnniskor som man skall passa in i de hrandes norm utan att ta hnsyn till de sjlva.I de fall d man genomfrt operationer med cochlera implantat p mnniskor som en gng varit hrande och sedan blivit dva har resultatet varit mycket lyckat och mnniskor som frr skulle vara dmda till isolering frn sin familj och sina vnner har ftt mjligheten att kunna kommunicera igen.Ett argument som ofta vcks mot cochlera implantat r att det r en vldigt kostsam och resurskrvande operation som krver en omfattande rehabilitiering. Men eftersom en person som har genomgtt en operation har stora mjligheter till kommat in p arbetsmarknaden. Slutsatsen blir att samhllet kommer att vinna p att genomfra cochlera implantat, liksom vi skulle vinna p fullt utvecklade synimplantat. Fr att n bsta resultat mste dock biotekniken utvecklas lngre och implantaten bli mindre.32(54) 33. 5.3 Mikroteknik och nanoteknik Miniatyrisering r ett nyckelord bde nr det gller BWC och implantat, utan den frminskning av datorer och processorer som skett de senaste tjugo ren vore det knappast ngon som skulle frestlla sig ett mikrochip inopererat i kroppen! Hr nedan ska vi frska frklara begreppen mikroteknik och nanoteknik p ett allmnt plan samt ge exempel p vilka anvndningsomrden som finns.De tv flten mikro- och nanoteknik r givetvis verlappande. Eftersom det skiljer 1000 gnger i storlek p en nanometer och en mikrometer r det svrt att veta inom vilket omrde man ska placera det som hamnar mitt emellan. Allmnt kan man dock uttrycka det som att mikroteknik handlar om frminskning av tillgnglig teknik, man utgr frn en normalstor applikation och frsker gra den s liten som mjligt. Nanotekniken arbetar istllet frn andra hllet, dr manipulerar man enskilda atomer fr att frska bygga upp ngot anvndbart. Inte helt ovntat s r det mikrotekniken som r mest utvecklad idag med massproduktion i full gng medan nanoteknologi n s lnge endast existerar i laboratorier men lovar mycket infr framtiden.5.3.1 Mikroteknik Ett hrstr p ditt huvud r mellan 50 och 100 mikrometer brett, en rkpartikel r ca 4 mikrometer i diameter. Forskare tillverkar idag delar i mikrochip som r mindre n s. Men miniatyrisering r inget nytt fenomen, det har pgtt lnge och inom mnga omrden. Armbandsur r kanske den viktigaste frminskningen som vi alla nu tar fr given. I detta fall har frminskningen dock avstannat fr lnge sen, det finns inte lngre behov av klockor som r mindre, man mste ju fortfarande kunna lsa av urtavlan! Redan 1929 tillverkades den minsta handgjorda mekaniska klockan, den var 14 * 4,8 * 3,4 millimeter och skapades av Jaeger-Le Coultre. Den tunnaste klockan som ngonsin tillverkats r bara 0.98 millimeter tjock, den gjordes 1981 och har ner till 10 mikrometer stora delar. Efter att armbandsur slutade vara en drivkraft fr frminskning har andra saker tagit ver den rollen, i vr tid tnker vi frsts frmst p datorer men ven t.ex. walkmans och mobiltelefoner har haft stor del i utvecklingen. Nu under de senaste ren har fokus i stor grad flyttats frn storlek till rrlighet, det r inte lngre nog med riktigt sm mikrochip utan nu utvecklas helt nya saker. Nmligen vad som kallas MEMS, eller Microelectromechanical systems.MEMS kan enklast beskrivas som ett microchip med rrliga delar, inte med enbart processorkraft utan ocks med mjlighet att knna av och att pverka sin omgivning. Det r dessa mikroelektromekaniska system som r mest intressant i detta arbetet, visserligen s r sm mikroprocessorer anvndbara som implantat och i wearables men det riktigt intressanta sker inte frrn implantaten kan samverka och interagera med kroppen helt autonomt.5.3.1.1 Anvndningsomrden Till skillnad frn nanoteknikerna som r mer fokuserade p framtiden, gnar sig mnga forskare t mer realistiska och tillmpbara maskiner. MEMS (Micro electromechanical systems) bygger p en liknande teknik som frst anvndes av mikrochipindustrin. I sjlva verket r mikroteknik r minst lika revolutionerande som nanotekniken kan komma att bli eftersom nstan all modern teknik str p dess grund. Hr nedan ger vi ngra exempel p hur mikroteknikapplikationer anvnds och kommer att anvndas i framtiden.Redan idag byggs motorer i storlek mindre n 0,7 mm som kan driva en mikrobil 5 cm per sekund. Denna teknik skulle kunna revolutionera medicinindustrin t ex genom att33(54) 34. mjliggra tillverkning av mikroinstrument som kan frdas genom blodkrlen drivna av en mikromaskin. En annan tillmpning fr sjukvrden r analys av kemiska preparat. Som kan gras genom att man tillverkar ett labratoriekit, kapabelt till fullskalig medicinsk diagnos, som inte r strre n ett chip. Detta ger frdelar som mobilitet, bland andra framtida anvndningsomrden nmns bland annat snabb identifikation av brottsmisstnkta, omedelbar diagnos av smittsamma sjukdomar och kategorisering av utrotningshotade arter p plats i regnskogen. Liknande chip skulle kunna anvndas i kroppsintegrerade sjlvreglerande system som genom att knna av insulinhalt, blodsocker, hormonfrndringar eller andra vitala mnen och pverka dem till en stabil kemisk jmnvikt, samt fr att vervaka astronauter och hlla deras kroppsfunktioner i balans.Tillmpningar i den vanliga industrin skulle kunna vara att gjuta in sm tryckknsliga mikrosensorer i byggstlet som avger signaler vid en eventuell jordbvning. Eller applicerade utanp flygplansvingar automatiskt kunna stlla in rodren efter de aktuella vindfrhllandena. En militr tillmpning skulle kunna vara att bestycka soldater med mikrosensorer fr gas och fientlig rrelse insydda i klderna. Dessa kroppsnra sensorer burna av varje soldat skulle kunna anvndas fr att skapa ett enormt underrttelseunderlag och frndra dagens synstt p spaning. Sensorerna skulle p s stt ocks kunna anvndas fr att automatiskt avknna stora terrngomrden och automatavfyra raketartelleri eller lngdistans robotar. Detta kommer gra det oerhrt kostsamt att anfalla och ven om militren omarbetar sin taktiska doktrin s kommer krig i framtiden vara s oerhrt kostsamt att ingen ngonsin ens kommer p tanken att frska genomfra ett anfall.Sonder uppbyggda av mikromaskiner skulle kunna ge kirurgerna mjlighet att genomfra komplicerade ingrepp med mikrometer precision. Dessa operationer skulle kunna frndra vrt synstt p kirurgi. I stllet fr att ligga sjuk under lng tid efter en operation kommer man att kunna lmna sjukhuset samma dag som operationen genomfrdes. En effekt av detta r att kerna till operation kommer att minskas och fler mnniskor med t ex elakartade cancertumrer kommer att kunna f behandling i tid.Redan idag anvnds MEMS inom flera olika branscher och en strre spridning r att vnta i takt med att priserna sjunker. Ett exempel p vad som redan idag har tillverkats, och anvnds, r pacemakers som anpassar sig efter kroppens anstrngningsniv. Genom en accelerometer som knner av minsta rrelse justeras hjrtrytmen blixtsnabbt upp eller ner. Mnga liknande chip som stimulerar nerver nr de knner tryck eller utstts fr hg vrme kan i framtiden ge stor hjlp till personer med skadade knselorgan. Man har ocks planer p att anvnda MEMS som ventiler eller pumpar i mnskliga blodkrl. Eftersom man kan gra rrliga mekaniska delar s sm gr det alldeles utmrkt att operera in dem ven i lite mindre blodkrl.Airbag sensorer, det vill sga de sensorer som knner av en krock och utlser bilens krockkudde, har ocks frbttrats genom MEMS. Tidigare anvndes system med metallklot eller liknande som knde av pltsliga hastighetsfrndringar och kraftiga sttar, fem sdana behvdes fr att skydda mot krockar frn alla riktningar. Numera bygger man sensorerna p ett enda kiselchip, med delar i mikrometerstorlek. Genom att frndra tillverkningen med MEMS teknik har man pressat priset p sensorerna till en sjundedel av det ursprungliga. Detta exempel visar att just lgre kostnader r en viktig drivkraft fr utvecklingen av MEMS liksom ofta r fallet inom all industriell utveckling.Fr att illustrera mikrotteknikens mjligheter och visa att MEMS r en realitet idag ger vi hr ytterligare ett exempel p hur mikroelektromekaniska system frndrat beprvad teknik. Nmligen en ny sorts digital filmprojektor som Texas Instruments i Dallas har utvecklat.34(54) 35. Deras projektor r uppbyggd av 1,2 miljoner mikrospeglar monterade p ett enda mikrochip. Varje spegel r individuellt upphngd p ett gngjrn och dess vinkel kontrolleras av en dator. Principen fr projektorn kan jmfras med det stt som publiken p en idrottsarena kan framstlla bilder genom att hlla upp frgade skyltar. Ljus som fokuserats av en lins skickas genom en roterande genomskinlig skiva som delar upp ljuset i snabbt vxlande pulser av rtt, grnt och bltt ljus. Pulserna skickas mot spegelchipet som reflekterar ljuset beroende av signalerna frn styrdatorn och reflektionen leds genom nnu en lins till duken dr den projicerade bilden byggs upp av 1,2 miljoner punkter i olika frg. Med hjlp av elektriska attraktionskrafter kan man skifta speglarnas position upp till 10 000 gnger per sekund, vilket medfr att flimmer frsvinner, bilden blir skarpare och man fr mer kta frger n med vanlig projektorutrustning. Den hr nya projektortekniken kallas DLP, Digital Light Processor och r i pincip frdigutvecklad. Under sommaren 1999 demonstrerades en biografprojektor byggd med DLP teknik med Star Wars - Episode I som premirfilm. Som kuriosa kan nmnas att hela filmen krvde 360 gigabyte lagringsutrymme! Det finns mnga fler anvndningsomrden av MEMS idag, till exempel anvnds mikromaskinerna i blckstrleskrivare och till lshuvudet i hrddiskar. Vi gr inte in nrmare p dessa tillmpningarna hr men vi ser tydligt att potentialen hos MEMS r vldigt stor.5.3.1.2 Verktygen Tillverkningen av mikrochip och komponenter i mikrometerstorlek har sedan lnge gjorts med litografi. Det gr frenklat till p s stt att man med hjlp av en mycket