Living with a physical disability isn't easy anywhere in the world, but if you live in a country like the United States, there's certain appurtenances available to you that do make life easier. So if you're in a building, you can take an elevator. If you're crossing the street, you have sidewalk cutouts. And if you have to travel some distance farther than you can do under your own power, there's accessible vehicles, and if you can't afford one of those, there's accessible public transportation. But in the developing world, things are quite different. There's 40 million people who need a wheelchair but don't have one, and the majority of these people live in rural areas, where the only connections to community, to employment, to education, are by traveling long distances on rough terrain often under their own power. And the devices usually available to these people are not made for that context, break down quickly, and are hard to repair. I started looking at wheelchairs in developing countries in 2005, when I spent the summer assessing the state of technology in Tanzania, and I talked to wheelchair users, wheelchair manufacturers, disability groups, and what stood out to me is that there wasn't a device available that was designed for rural areas, that could go fast and efficiently on many types of terrain. So being a mechanical engineer, being at MIT and having lots of resources available to me, I thought I'd try to do something about it. Now when you're talking about trying to travel long distances on rough terrain, I immediately thought of a mountain bike, and a mountain bike's good at doing this because it has a gear train, and you can shift to a low gear if you have to climb a hill or go through mud or sand and you get a lot of torque but a low speed. And if you want to go faster, say on pavement, you can shift to a high gear, and you get less torque, but higher speeds. So the logical evolution here is to just make a wheelchair with mountain bike components, which many people have done. But these are two products available in the U.S. that would be difficult to transfer into developing countries because they're much, much too expensive. And the context I'm talking about is where you need to have a product that is less than 200 dollars. And this ideal product would also be able to go about five kilometers a day so you could get to your job, get to school, and do it on many, many different types of terrain. But when you get home or want to go indoors at your work, it's got to be small enough and maneuverable enough to use inside. And furthermore, if you want it to last a long time out in rural areas, it has to be repairable using the local tools, materials and knowledge in those contexts. So the real crux of the problem here is, how do you make a system that's a simple device but gives you a large mechanical advantage? How do you make a mountain bike for your arms that doesn't have the mountain bike cost and complexity? So as is the case with simple solutions, oftentimes the answer is right in front of your face, and for us it was levers. We use levers all the time, in tools, doorknobs, bicycle parts. And that moment of inspiration, that key invention moment, was when I was sitting in front of my design notebook and I started thinking about somebody grabbing a lever, and if they grab near the end of the lever, they can get an effectively long lever and produce a lot of torque as they push back and forth, and effectively get a low gear. And as they slide their hand down the lever, they can push with a smaller effective lever length, but push through a bigger angle every stroke, which makes a faster rotational speed, and gives you an effective high gear. So what's exciting about this system is that it's really, really mechanically simple, and you could make it using technology that's been around for hundreds of years. So seeing this in practice, this is the Leveraged Freedom Chair that, after a few years of development, we're now going into production with, and this is a full-time wheelchair user -- he's paralyzed -- in Guatemala, and you see he's able to traverse pretty rough terrain. Again, the key innovation of this technology is that when he wants to go fast, he just grabs the levers near the pivots and goes through a big angle every stroke, and as the going gets tougher, he just slides his hands up the levers, creates more torque, and kind of bench-presses his way out of trouble through the rough terrain. Now the big, important point here is that the person is the complex machine in this system. It's the person that's sliding his hands up and down the levers, so the mechanism itself can be very simple and composed of bicycle parts you can get anywhere in the world. Because those bicycle parts are so ubiquitously available, they're super-cheap. They're made by the gazillions in China and India, and we can source them anywhere in the world, build the chair anywhere, and most importantly repair it, even out in a village with a local bicycle mechanic who has local tools, knowledge and parts available. Now, when you want to use the LFC indoors, all you have to do is pull the levers out of the drivetrain, stow them in the frame, and it converts into a normal wheelchair that you can use just like any other normal wheelchair, and we sized it like a normal wheelchair, so it's narrow enough to fit through a standard doorway, it's low enough to fit under a table, and it's small and maneuverable enough to fit in a bathroom and this is important so the user can get up close to a toilet, and be able to transfer off just like he could in a normal wheelchair. Now, there's three important points that I want to stress that I think really hit home in this project. The first is that this product works well because we were effectively able to combine rigorous engineering science and analysis with user-centered design focused on the social and usage and economic factors important to wheelchair users in the developing countries. So I'm an academic at MIT, and I'm a mechanical engineer, so I can do things like look at the type of terrain you want to travel on, and figure out how much resistance it should impose, look at the parts we have available and mix and match them to figure out what sort of gear trains we can use, and then look at the power and force you can get out of your upper body to analyze how fast you should be able to go in this chair as you put your arms up and down the levers. So as a wet-behind-the-ears student, excited, our team made a prototype, brought that prototype to Tanzania, Kenya and Vietnam in 2008, and found it was terrible because we didn't get enough input from users. So because we tested it with wheelchair users, with wheelchair manufacturers, we got that feedback from them, not just articulating their problems, but articulating their solutions, and worked together to go back to the drawing board and make a new design, which we brought back to East Africa in '09 that worked a lot better than a normal wheelchair on rough terrain, but it still didn't work well indoors because it was too big, it was heavy, it was hard to move around, so again with that user feedback, we went back to the drawing board, came up with a better design, 20 pounds lighter, as narrow as a regular wheelchair, tested that in a field trial in Guatemala, and that advanced the product to the point where we have now that it's going into production. Now also being engineering scientists, we were able to quantify the performance benefits of the Leveraged Freedom Chair, so here are some shots of our trial in Guatemala where we tested the LFC on village terrain, and tested people's biomechanical outputs, their oxygen consumption, how fast they go, how much power they're putting out, both in their regular wheelchairs and using the LFC, and we found that the LFC is about 80 percent faster going on these terrains than a normal wheelchair. It's also about 40 percent more efficient than a regular wheelchair, and because of the mechanical advantage you get from the levers, you can produce 50 percent higher torque and really muscle your way through the really, really rough terrain. Now the second lesson that we learned in this is that the constraints on this design really push the innovation, because we had to hit such a low price point, because we had to make a device that could travel on many, many types of terrain but still be usable indoors, and be simple enough to repair, we ended up with a fundamentally new product, a new product that is an innovation in a space that really hasn't changed in a hundred years. And these are all merits that are not just good in the developing world. Why not in countries like the U.S. too? So we teamed up with Continuum, a local product design firm here in Boston to make the high-end version, the developed world version, that we'll probably sell primarily in the U.S. and Europe, but to higher-income buyers. And the final point I want to make is that I think this project worked well because we engaged all the stakeholders that buy into this project and are important to consider in bringing the technology from inception of an idea through innovation, validation, commercialization and dissemination, and that cycle has to start and end with end users. These are the people that define the requirements of the technology, and these are the people that have to give the thumbs-up at the end, and say, "Yeah, it actually works. It meets our needs." So people like me in the academic space, we can do things like innovate and analyze and test, create data and make bench-level prototypes, but how do you get that bench-level prototype to commercialization? So we need gap-fillers like Continuum that can work on commercializing, and we started a whole NGO to bring our chair to market -- Global Research Innovation Technology -- and then we also teamed up with a big manufacturer in India, Pinnacle Industries, that's tooled up now to make 500 chairs a month and will make the first batch of 200 next month, which will be delivered in India. And then finally, to get this out to the people in scale, we teamed up with the largest disability organization in the world, Jaipur Foot. Now what's powerful about this model is when you bring together all these stakeholders that represent each link in the chain from inception of an idea all the way to implementation in the field, that's where the magic happens. That's where you can take a guy like me, an academic, but analyze and test and create a new technology and quantitatively determine how much better the performance is. You can connect with stakeholders like the manufacturers and talk with them face-to-face and leverage their local knowledge of manufacturing practices and their clients and combine that knowledge with our engineering knowledge to create something greater than either of us could have done alone. And then you can also engage the end user in the design process, and not just ask him what he needs, but ask him how he thinks it can be achieved. And this picture was taken in India in our last field trial, where we had a 90-percent adoption rate where people switched to using our Leveraged Freedom Chair over their normal wheelchair, and this picture specifically is of Ashok, and Ashok had a spinal injury when he fell out of a tree, and he had been working at a tailor, but once he was injured he wasn't able to transport himself from his house over a kilometer to his shop in his normal wheelchair. The road was too rough. But the day after he got an LFC, he hopped in it, rode that kilometer, opened up his shop and soon after landed a contract to make school uniforms and started making money, started providing for his family again. Ashok: You also encouraged me to work. I rested for a day at home. The next day I went to my shop. Now everything is back to normal. Amos Winter: And thank you very much for having me today. (Applause)
Жить с инвалидностью нелегко в любой стране, но если вы живёте в такой стране, как США, в вашем распоряжении приспособления, делающие жизнь легче. Например, в здании есть лифт, на пешеходном переходе — переключатель светофора, а если вам необходимо добраться туда, куда вам не по силам добраться самостоятельно, есть спецтранспорт. Или, если ничего из этого вам не доступно, есть подходящий общественный транспорт. Но в развивающихся странах дело обстоит совсем по-другому. 40 миллионов человек нуждаются в инвалидном кресле, но его у них нет, причём большинство этих людей живут в сельской местности, где c обществом, работой и образованием их соединяют лишь километры пересечённой местности, преодолеть которые зачастую им не под силу. Средства передвижения, доступные этим людям, чаще всего не подходят, быстро ломаются, и их очень сложно починить. Впервые я обратил внимание на инвалидные кресла в развивающихся странах в 2005 году, потом я провёл лето в Танзании, оценивая технологические возможности страны. Я разговаривал с теми, кто пользуется инвалидными креслами, производителями, обществами инвалидов, и в глаза сразу бросалось то, что не было устройства, которое было бы спроектировано специально для сельской местности, позволяло бы быстро и эффективно передвигаться по разным типам местности. Будучи инженером-механиком в Массачусетском технологическом университете, имея множество доступных мне ресурсов, я подумал, что могу попробовать что-то с этим сделать. Когда говоришь о передвижении на большое расстояние по пересечённой местности, на ум сразу же приходит горный велосипед. Горный велосипед справляется с этой задачей, благодаря тому что он оснащён зубчатым механизмом, так что ты можешь понизить передачу, чтобы подняться в гору или проехать по грязи или песку. Правда, скорость снизится, а крутить педали нужно сильнее. Чтобы ускориться на асфальте, ты повышаешь передачу и уже меньше крутишь педали, а скорость возрастает. Вывод очевиден: нужно просто сделать инвалидное кресло с велосипедными компонентами, что многие и сделали. Но в США производится только две модели подобных устройств, которые будет сложно доставлять в развивающиеся страны, потому что они стоят очень, очень дорого. Учитывая всё вышесказанное, стоимость такого устройства должна быть менее 200 долларов. В идеале это устройство должно позволять преодолевать около пяти километров в день, чтобы вы могли добираться до работы, школы по любому типу местности. А когда вы добираетесь домой, или вам нужно работать в здании, оно должно быть компактным и маневренным для использования в помещении. К тому же, если вы хотите, чтобы оно долго прослужило в сельской местности, оно должно легко чиниться при помощи доступных инструментов, материалов и знаний. И вот в чём суть проблемы: как сконструировать устройство, которое было бы одновременно и простым, и давало бы технологическое преимущество? Как сделать горный велосипед для рук так, чтобы он не стоил как горный велосипед и не был таким сложным? Как это случается с простыми решениями, ответ часто находится прямо под носом, в нашем случае это были рычаги. Мы используем рычаги всё время: в инструментах, дверных ручках, велосипедных компонентах. Моментом вдохновения, моментом изобретения для меня был момент, когда я сел перед блокнотом и представил себе человека, который держит в руке рычаг. Когда он тянет на себя конец рычага, он получает более длинное плечо, производит больший вращающий момент, чем при толкании вперёд-назад, что весьма эффективно для низкой передачи. А когда он сдвигает руку вниз по рычагу, плечо рычага укорачивается, но это позволяет увеличить угол движения рычага, увеличивая скорость вращения для эффективного передвижения на высокой передаче. Что особенно привлекает в этом устройстве, так это то, что оно очень, очень простое с точки зрения механики, и его можно сделать, используя технологию, которой уже сотни лет. На практике — это Leveraged Freedom Chair, к производству которого после нескольких лет разработки мы сейчас приступаем. Этот человек, постоянно пользующийся инвалидным креслом, парализован. Он живёт в Гватемале, и вы видите, как он может с успехом передвигаться по пересечённой местности. Опять же, главное новшество этой технологии в том, что когда он хочет ехать быстрее, он просто берётся за рычаги ниже, и рычаг движется с большим углом каждый раз. Когда же двигать рычаги становится сложнее, он просто перемещает руки выше, и за несколько сильных нажимов преодолевает этот непростой участок пути. Очень важно то, что в этом устройстве сложным элементом является человек, который перемещает руки вверх и вниз по рычагам, так что сам механизм прост и может быть собран из велосипедных запчастей, доступных по всему миру. Благодаря тому, что велосипедные компоненты доступны везде, они очень дешёвые. Они миллионами производятся в Китае и Индии, и мы можем приобрести их по всему миру, собрать кресло где угодно, и, что ещё важнее, отремонтировать его даже в деревне, где у местного мастера по ремонту велосипедов есть только местные инструменты, навыки и запчасти. Когда же вам нужно воспользоваться LFC в помещении, достаточно вынуть рычаги из трансмиссии, уложить их в раму, и оно превращается в обычное инвалидное кресло, так что вы можете и пользоваться им как обычным инвалидным креслом. Оно совпадает по размерам с обычным инвалидным креслом: оно достаточно узкое, чтобы проехать сквозь стандартный дверной проём, достаточно низкое, чтобы поместиться под столом, и достаточно маленькое и маневренное, чтобы поместиться в ванной, что очень важно, чтобы подъехать вплотную к унитазу и иметь возможность пересесть так же, как с обычного инвалидного кресла. Итак, есть три важных момента, которые я хочу подчеркнуть, и которые, как мне кажется, поражают в этом проекте. Во-первых, это устройство отлично работает потому, что нам удалось успешно совместить строгую инженерную науку и анализ с ориентированным на пользователя дизайном, сосредоточенным на социальности, удобстве использования и экономических факторах, которые важны для пользующихся инвалидными креслами в развивающихся с странах. Так как я учёный в MIT и инженер-механик, я могу оценить тип местности, по которой вам предстоит передвигаться, и выяснить, какое сопротивление она будет оказывать, определить, какими запчастями мы располагаем, и скомбинировать их, чтобы решить, какой зубчатый механизм мы можем использовать, а затем определить, какой силой обладает верхняя часть вашего тела, чтобы разобраться, насколько быстро вы сможете передвигаться в этом кресле, передвигая руки вверх и вниз по рычагам. Будучи ещё неопытными, но увлечёнными студентами, мы нашей командой собрали прототип, отправили его в Танзанию, Кению и Вьетнам в 2008 году и подумали, что он, должно быть, был ужасным, поскольку мы не получили достаточных отзывов от тех, кто им пользовался. Поскольку мы тестировали его при участии пользующихся инвалидными креслами и производителей инвалидных кресел, мы получили от них в ответ не только описание проблем, но и способы их решения. Так что мы вместе вернулись к чертежам и создали новую модель, которую мы отправили вновь в Восточную Африку в 2009 году. На пересечённой местности эта модель служила намного лучше, чем обычное инвалидное кресло, но в помещении результат был плох, потому что кресло было большим, тяжёлым, его было трудно разворачивать. Получив такие отзывы от пользователей, мы вновь вернулись к чертежам и создали модель получше, которая была легче на 9 кг, по ширине соответствовала обычному инвалидному креслу, была протестирована в реальных условиях в Гватемале. Всё это привело нас к тому, что сегодня устройство готово к производству. Сейчас, уже будучи учёными-инженерами, мы смогли оценить преимущества рабочих характеристик кресла LFC во время испытаний в Гватемале, где мы тестировали LFC на просёлочных дорогах, а также определяли биомеханические возможности испытуемых, потребление ими кислорода, то, как быстро они могут передвигаться, сколько усилий тратят, пользуясь обычным инвалидным креслом, и сколько — LFC. В результате мы выяснили, что LFC позволяет передвигаться по такой поверхности на 80% быстрее обычного инвалидного кресла. Также его производительность примерно на 40% больше обычного инвалидного кресла, и благодаря механическим преимуществам, которые дают рычаги, вы можете увеличить вращающий момент на 50% и успешно передвигаться по пересеченной местности. Ну а второй урок, который мы извлекли, в том, что рамки, в которые нам нужно было вписаться, на самом деле послужили усовершенствованию: нам удалось добиться низкой стоимости, нам удалось создать устройство, пригодное для передвижения как по разным типам местности, так и в помещении. При этом его легко ремонтировать. В конце концов, мы создали принципиально новый продукт, новый продукт, являющийся инновацией в области, в которой сотни лет не происходило никаких изменений. И всё это достижения, которые хороши не только для развивающихся стран. Как насчёт таких стран, как США? Мы объединились с Continuum — дизайнерской фирмой в Бостоне — чтобы создать версию для развивающихся стран и профессиональную версию, которую мы, возможно, будем продавать в первую очередь в США и Европе людям с более высоким уровнем дохода. И вот о чём я хочу сказать в конце: я думаю, этот проект отлично сработал, потому что мы привлекли все заинтересованные стороны, которые вложились в этот проект, чтобы технология прошла путь от идеи через усовершенствования и опыты к коммерческой реализации и распространению. Этот цикл начался с конечных пользователей и на них замкнулся. Это люди, которые определили требования к технологии, и это люди, которые в конце концов её одобрили и сказали: «Да, это работает и соответствует нашим нуждам». Люди вроде меня в академической среде — мы можем усовершенствовать, анализировать, тестировать, собирать данные и создавать стендовые прототипы, но как довести этот прототип до коммерческой реализации? Так что нам нужны посредники, вроде Continuum, способствующие реализации идеи. Так мы создали неправительственную организацию, чтобы выпустить наше кресло на рынок — Global Research Innovation Technology — а затем мы объединились с крупным производителем в Индии, Pinnacle Industries, который сейчас способен производить 500 кресел в месяц и в следующем месяце выпустит первую партию из 200 кресел, которые будут доставлены в Индию. И, наконец, чтобы эти кресла были доступны ещё большему количеству людей, мы объединились с самым большим обществом инвалидов в мире, Jaipur Foot. И вот в чём мощь этой модели: все заинтересованные лица соединяются вместе, словно звенья цепи, от идеи до её реализации и внедрения. Именно так происходит чудо. Да, есть парни вроде меня, учёные, но проанализируйте, испытайте, создайте новую технологию и оцените, насколько качественнее с такой моделью становится результат. Вы можете связаться с заинтересованными лицами, например, производителями, и поговорить с ними лицом к лицу, чтобы соединить их знания о местных методах производства, о клиентах, и наши инженерные познания, чтобы создать что-то большее, чем мы могли бы создать каждый в отдельности. И вы можете вовлечь в процесс также конечного потребителя, и не просто спросить его, что ему нужно, а как, по его мнению, этого достичь. Эта фотография была сделана в Индии во время наших последних полевых испытаний, которые показали 90%-ную степень удовлетворённости среди людей, севших в LFC вместо обычных инвалидных кресел. Это Ашок. Он повредил спину, когда упал с дерева. Он работал в швейной мастерской, но, повредив спину, больше не мог добираться за километр от дома до магазина на своём обычном инвалидном кресле. Дорога была слишком ухабистой. Но через день после того, как он получил LFC, он сел в него, проехал этот километр, открыл свой магазин и вскоре получил контракт на пошив школьной формы. Так он снова стал зарабатывать деньги, чтобы заботиться о семье. Ашок: «Вы помогли мне снова взяться за работу. День я отдохнул дома. А на следующий поехал в магазин. Теперь всё снова стало как обычно». Эймос Уинтер: Спасибо, что выслушали меня.