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)
Жити з фізичними вадами досить нелегко у будь-якій країні світу, але якщо ви проживаєте у такій країні, як Сполучені Штати, то маєте можливість отримати необхідні засоби, які полегшили б ваше життя. Наприклад, якщо ви знаходитесь у будівлі, ви можете скористатись ліфтом. Щоб безпечно перейти дорогу - ви маєте бічні контури. А якщо вам необхідно подолати якусь більшу відстань, ви можете покластись на власні сили, оскільки існують доступні засоби пересування, але якщо ви не можете собі це дозволити, то маєте можливість скористатись громадським транспортом. Але в країнах, що розвиваються, стан речей досить відрізняється. Близько сорока мільйонів людей потребують інвалідного крісла, але не мають його, і більшість з них живуть у міській місцевості, де зв'язку із суспільством, роботою, освітою можна досягти лише долаючи довгі відстані на недостатньо облаштованих територіях, що не всім під силу. А пристрої, які зазвичай пропонують таким людям, не підходять для використання таким чином - швидко ламаються, а от полагодити їх досить важко. Я почав цікавитись інвалідними кріслами у країнах, що розвиваються у 2005 році, коли провів літо в Танзанії, оцінюючи стан тамтешніх технологій, і мав можливість поспілкуватись з хворими, що користуються інвалідними кріслами, їх виробниками, групами людей з певними вадами, і найбільше я звернув увагу на те, що не існує пристою, який би був розроблений для міської місцевості, за допомогою котрого можна було б швидко пересуватись і безперешкодно долати різні типи дорожнього покриття. Тож, оскільки я був інженером-механіком, працюючи у Масачусетському Університеті Технологій і мав доступ до багатьох необхідних ресурсів, я подумав, що варто було б спробувати вирішити цю проблему. Тепер, коли ви говорите про пересування на далекі відстані по нерівній дорозі, мені одразу спадає на думку гірський велосипед, бо ж немає нічого кращого. Оскільки гірські велосипеди мають рухому котушку передач, ви можете їхати на повільній передачі, підіймаючись вгору чи їдучи по багнюці і піску, отримуючи більшу кількість обертів при меншій швидкості. А якщо ви бажаєте рухатись швидше, скажімо по тротуару, ви можете перейти на вищу передачу і отримаєте менше обертів при більшій швидкості. Отже, логічною інновацією в даному випадку є сконструювати крісло на колесах з деталями від гірського велосипеда, що й зробили багато людей. Проте, попри доступність таких пристроїв у Штатах, досить важко було б розповсюдити їх по країнах, що розвиваються, бо вони є надто дорогими. Я ж говорю про альтернативу отримати такий пристрій за ціну, меншу, ніж 200 доларів. Цей ідеальний пристрій міг би долати близько п'яти кілометрів на день, щоб можна було дістатись до роботи, школи, проходити цей шлях на найрізноманітніших дорожніх покриттях. Але коли ви врешті добираєтесь до дому чи роботи і маєте пройти у вхідні двері, такий "вид транспорту" має бути досить компактним і здатним виконувати різні маневри, щоб потрапити всередину. Більш того, якщо ви хочете, щоб він вам довго служив у міській місцевості, потрібно, щоб його було легко полагодити у випадку поломки, використовуючи підручні інструменти, матеріали і відповідні знання. Отже, суть справи полягає в тому, щоб створити засіб простий у користуванні, який водночас міг би мати ряд переваг у транспортуванні. Як зробити гірський велосипед для рук, який би насправді коштував дешевше за гірський велосипед і не був таким складним? Як часто трапляється у вирішенні важких ситуацій, відповідь лежить на поверхні, і в нашому випадку це є важелі управління. Ручки використовуються практично всюди, в інструментах, ручних клямках, велосипедних запчастинах. І миттю, що надихнула мене, тим ключовим моментом винаходу, була ситуація, коли я сидів перед своїм зошитом з кресленнями і почав думати про те, як хтось тягне важіль, і якщо він хапається за кінець ручки, то отримує достатньо довгий важіль і можна здійснювати велику кількість обертів, рухаючи ним вперед і назад, і залишатись на низькій передачі. А якщо він ковзає рукою вниз важеля, він може рухатись коротшими поштовхами, але проходити більший шлях при кожному повному ривку, що забезпечує вищу обертову швидкість і веде його на вищій передачі. Тож, захоплюючим у цій системі є те, що вона є механічно простою, і її можна створити з допомогою технології, яка існувала сотні років. Отже, на практиці, це Крісло з важелем Свободи, яке вдосконалювалось протягом кількох років і тепер виготовляється великими партіями. А ось постійний користувач інвалідного візка - він паралізований - живе у Гватемалі, і, як бачите, може пересуватись по досить нерівній дорозі. Знову ж , основною новинкою даної технології є те, що коли він хоче їхати швидко - він просто бере важіль біля осі і їде з великими обертами при кожному поштовху, а коли їхати стає важче - він просто ковзає рукою вверх важеля, роблячи більший оберт, і свого роду, утруднює свій шлях, незважаючи на погане покриття. А тепер, про більш важливе питання, варто звернути увагу на те, що людина є комплексною машиною у цій системі. Саме людина ковзає вгору і вниз по важелю, задаючи ритм для руху, а механізм сам по собі є дуже простим і складається із запчастин велосипеда, які можна дістати будь-де. А через те, що ці запчастини можна дістати будь-де, вони є надзвичайно дешеві. Їх виготовляють у Китаї та Індії надзвичайно великими партіями і їх можна застосовувати практично всюди - зробити крісло будь-де, і, що є більш важливо, - зремонтувати його, навіть далеко в селі руками місцевого велосипедного майстра, який має лише доступні місцеві інструменти, знання і деталі. Тепер, якщо вам необхідно скористатись КВС у приміщенні, все, що ви маєте зробити - лише витягнути важелі із вузла трансмісії, скласти їх в каркас, і крісло знову перетвориться на звичайний інвалідний візок, який можна використовувати як і будь-який інший. Саме тому ми сконструювали його такого розміру, як і звичний візок, тож він достатньо вузький, щоб пройти у двері, і досить низький, щоб сісти в ньому за стіл, і в той самий час є достатньо маленьким і поворотким, щоб дістатись на ньому до ванної кімнати. Також, важливим є те, щоб користувач міг близько під'їхати до туалету і вибратись із крісла так само легко, як зі звичайного візка. А тепер, я б хотів наголосити на трьох важливих моментах, які, як на мене, є справді дієвими у даному проекті. По-перше, цей пристрій працює добре, бо ми мали змогу дієво поєднати ретельну інженерну майстерність з аналізом, що брав за основу пристосування до користувача, концентрувався на соціумі, використанні та економічних факторах, важливих стосовно інвалідних візків та їх споживачів у країнах, що розвиваються. Тому, я, вчений Масачусетського Інституту Технологій і інженер-механік, можу робити такі речі, як, наприклад, поглянути на дорогу, по якій ви пересуваєтесь, і обчислити опір, який вона спричиняє, розглянути доступні нам деталі і з'єднати їх , щоб вирахувати, який тип передачі трансмісії нам потрібен, а потім взяти силу і потужність, яку ви можете прикласти верхньою частиною свого тіла і проаналізувати, як швидко ви можете рухатись за допомогою цього крісла, ковзаючи руками по важелях. Отже, як наївні студенти, захоплені своїм винаходом, наша команда створила прототип, і привезла його до Танзанії, Кенії і В'єтнаму у 2008, але, як виявилось - це було жахливо, бо ми не отримали достатньо вхідних даних від споживачів. Тому, ми протестували наш винахід зі споживачами і з виробниками, отримали від них зворотний зв'язок, обговорюючи не лише їхні проблеми, але й рішення, і працювали разом, щоб повернутись до вихідної точки і зробити нові схеми, які ми привезли знову до Східної Африки у 2009. Після цього крісло почало працювати значно краще на дорозі, але все ще не було зручним для використання у приміщенні, оскільки було надто великим, важким, на ньому було нелегко пересуватись, і ми знову взялись переробляти наші креслення, і повернулись із кращою розробкою, на 20 фунтів легшим кріслом, вузьким, як звичайний візок, протестованим під час випробувань у Гватемалі, і, таким чином, ми вдосконалили цей пристрій до того рівня, на якому зараз він випускається. Будучи також науковцями у сфері інженерії, ми мали можливість обрахувати кількість переваг Крісла з важелем Свободи, тож, тут ви побачите деякі кадри з нашого випробування у Гватемалі, де відбувалось тестування КВС у сільській місцевості, тут брались до уваги і біохімічні вихідні дані людей, їхнє споживання кисню, як швидко вони рухаються, скільки сили прикладають, використовучи як звичйний візок, так і КВС, і вияснили, що КВС є приблизно на 80 відсотків швидшим, долаючи шлях на такій місцевості, ніж простий інвалідний візок. Наш пристрій є також приблизно на 40 відсотків дієвіший, ніж звичайне крісло на колесах, а завдяки перевагам у механіці, які ви здобуваєте завдяки важелям, ви розвиваєте на 50 відсотків вищі обороти, і справді в змозі осилити свій шлях по дуже нерівній дорозі. По-друге, стимулюючим фактором нашої інновації було зробити її доступною за дуже низькою ціною, бо від нас вимагалося зробити пристрій, яким можна було б подорожувати найрізноманітнішими типами доріг, і в той же час, використовувати у закритому приміщенні; потрібно було, щоб пристрій було легко полагодити і, зрештою, ми створили абсолютно інший продукт, який, власне, став інновацією у сфері, що не зазнавала змін протягом останніх ста років. І ці всі переваги є хорошими не лише у світі, що перебуває на стадії розвитку. Чому б не спробувати це і в Сполучених Штатах? Отже, ми об'єднались з Континуумом, місцевою фірмою, яка займається виготовленням цього продукту і знаходиться в Бостоні, щоб розробити новітню версію, версію для розвинутих країн, яку ми будемо спочатку продавати у Штатах і Європі, але людям з вищими доходами. І останнє, на що я б хотів звернути увагу, це те, що, гадаю, ми досягли хорошого результату, працюючи над цим проектом, оскільки залучили в нього усі зацікавлені сторони, які купують, і чию думку слід враховувати, щоб розвивати технології приймаючи їх ідеї, через інновації, затвердження, комерціалізацію і розповсюдження , і це коло має відкриватись і замикатись саме споживачами. Це люди, які визначають запити технологій, і це ті , хто мають бути задоволені результатом і сказати, "Так, це дійсно працює. Це те, що нам потрібно." Тому, люди як я, в академічному просторі, ми можемо вводити новинки, аналізувати, тестувати, створювати дані і робити взірцеві прототипи, але ж як донести ці прототипи до вжитку? Нам потрібні наповнювачі, такі, як Континуум, що можуть працювати на комерціалізацію, і ми започаткували цілу неурядову організацію, яка виставила наше крісло на широкий ринок - Інноваційні Технології Глобального Дослідження - а згодом ми ще й об'єднались із крупним виробником в Індії - Пінекл Індастріс- який зараз є добре оснащеним, щоб виготовляти 500 крісел на місяць, і виготовить першу партію, що налічуватиме 200 крісел, вже наступного місяця. Вона буде доправлена до Індії. Ну, а щоб донести нашу новинку до широкого загалу людей, які потребують цього, ми вступили у співпрацю із найбільшою світовою організацією людей з вадами, Ногою Джайпуру. Потужним у цій структурі є те, що коли ви скликаєте всіх партнерів, які представляють кожну частинку ланцюжка від прийняття ідеї аж до приведення її в дію, трапляється справжнє диво. Тут ви можете зустріти таких людей як я - вчених, але проаналізуйте, протестуйте і створіть нову технологію і спробуйте визначити кількісно, наскільки кращою вона є на практиці. Ви можете звернутись до виробників і поспілкуватись з ними один на один, і співставити їхній рівень знань у цій сфері з їхньою клієнтурою, і об'єднати ці знання з нашими інженерними вміннями з метою створити щось краще, ніж міг би зробити хтось з нас наодинці. До того ж, можна залучити кінцевого споживача до процесу розробки, і дізнатись не лише про його потреби, але й про його сподівання. А ось цю фотографію було зроблено в Індії під час останнього тестування, де показник прийняття становив 90 відсотків, коли люди переходили до використання нашого Крісла Свободи з важелем, а ось конкретно на цій фотографії - Ашок, він пошкодив спину, падаючи з дерева, а до того працював кравцем, але після того, як отримав травму, не міг більше самостійно добиратись з дому до свого магазину на звичайному візку. Дорога була надто важкою. Але коли він отримав КВС і сів у нього, він легко долає кілометри, відкрив магазин і недовго опісля, уклав контракт на виготовлення шкільних форм і почав заробляти гроші, знову забезпечуючи свою родину. Ашок : Ви також заохотили мене працювати. На день я залишився вдома. Наступного дня я пішов до свого магазину. Тепер все знову повернулось до норми. Амос Вінтер : Спасибі за увагу.