Κοιτάζοντας βαθιά μέσα στη φύση μέσα από τον μεγεθυντικό φακό της επιστήμης, οι σχεδιαστές εξάγουν αρχές, διαδικασίες και υλικά, που συνιστούν την ίδια τη βάση της μεθοδολογίας σχεδιασμού, από συνθετικές κατασκευές που ομοιάζουν με τα βιολογικά υλικά, έως υπολογιστικές μεθόδους που προσομοιάζουν νευρικές διεργασίες, η φύση καθοδηγεί τον σχεδιασμό. Ο σχεδιασμός επίσης καθοδηγεί τη φύση. Στη σφαίρα της γενετικής, της αναγεννητικής ιατρικής και της συνθετική βιολογίας, οι σχεδιαστές αναπτύσσουν καινοτόμες τεχνολογίες που δεν προβλέπονταν ή αναμένονταν από τη φύση.
Looking deeply inside nature, through the magnifying glass of science, designers extract principles, processes and materials that are forming the very basis of design methodology. From synthetic constructs that resemble biological materials, to computational methods that emulate neural processes, nature is driving design. Design is also driving nature. In realms of genetics, regenerative medicine and synthetic biology, designers are growing novel technologies, not foreseen or anticipated by nature.
Η βιονική διερευνά τη συνεργασία μεταξύ βιολογίας και σχεδιασμού. Όπως μπορείτε να δείτε, τα πόδια μου είναι βιονικά. Σήμερα θα πω ανθρώπινες ιστορίες βιονικής ενσωμάτωσης, πώς τα ηλεκτρομηχανικά που επισυνάπτονται στο σώμα και εμφυτεύονται μέσα στο σώμα αρχίζουν να γεφυρώνουν το χάσμα ανάμεσα στην αναπηρία και την ικανότητα, ανάμεσα στους ανθρώπινους περιορισμούς και τις ανθρώπινες δυνατότητες.
Bionics explores the interplay between biology and design. As you can see, my legs are bionic. Today, I will tell human stories of bionic integration; how electromechanics attached to the body, and implanted inside the body are beginning to bridge the gap between disability and ability, between human limitation and human potential.
Η βιονική έχει καθορίσει τη φυσική μου δραστηριότητα. Το 1982 και τα δύο μου πόδια ακρωτηριάστηκαν εξαιτίας καταστροφής των ιστών λόγω κρυοπαγήματος που προκλήθηκε σε ορειβατικό ατύχημα. Εκείνο τον καιρό, δεν θεωρούσα το σώμα μου ως κατεστραμμένο. Θεωρούσα ότι ένα ανθρώπινο ον δεν μπορεί ποτέ να να υποταχθεί. Η τεχνολογία είναι υποταγμένη. Η τεχνολογία είναι ανεπαρκής. Αυτή η απλή αλλά ισχυρή άποψη ήταν που στρατολόγησε την προηγμένη τεχνολογία στην εξάλειψη της αναπηρίας μου και τελικά της αναπηρίας και άλλων. Άρχισα εξελίσσοντας εξειδικευμένα μέλη που μου επέτρεψαν να επανέλθω στον κάθετο κόσμο της αναρρίχησης σε βράχο και πάγο. Σύντομα συνειδητοποίησα ότι το τεχνητό μέρος του σώματός μου ήταν εύπλαστο, ικανό να αναλάβει κάθε μορφή, κάθε λειτουργία, μια λευκή πινακίδα μέσω της οποίας μπορούμε να δημιουργήσουμε πιθανόν δομές που ίσως εκτείνονται πέρα από τη βιολογική δυνατότητα. Έκανα το ύψος μου ευπροσάρμοστο. Μπορούσα να είμαι από 1,5 μέτρο έως όσο ψηλός επιθυμούσα. (Γέλια) Έτσι όταν ένιωθα άσχημα για τον εαυτό μου, ανασφαλής, ανέβαζα το ύψος μου, αλλά όταν ένιωθα βέβαιος και χαλαρός, κατέβαζα το ύψος μου λιγάκι για να δώσω μια ευκαιρία στον ανταγωνισμό. (Γέλια) (Χειροκρότημα) Στενά και σφηνοειδή πόδια επέτρεπαν την αναρρίχηση σε απότομες σχισμές βράχων όπου το ανθρώπινο πόδι δεν μπορεί να εισχωρήσει και πόδια με καρφιά μου επέτρεπαν να σκαρφαλώνω σε κάθετους όγκους πάγου χωρίς ποτέ να νιώθω κόπωση των μυών του ποδιού. Μέσα από τεχνολογικές καινοτομίες, επέστρεψα στο άθλημά μου δυνατότερος και καλύτερος. Η τεχνολογία εκμηδένισε την αναπηρία μου και μου επέτρεψε να είμαι ορειβατικά πιο τολμηρός. Ως νέος, οραματιζόμουν έναν μελλοντικό κόσμο όπου τόσο προχωρημένη τεχνολογία μπορούσε να απαλλάξει τον κόσμο από την αναπηρία, τα νευρικά εμφυτεύματα θα επέτρεπαν σε ανθρώπους με ασθενή όραση να βλέπουν, έναν κόσμο όπου οι παράλυτοι θα μπορούσαν να περπατούν μέσα από σωματικούς εξωσκελετούς.
Bionics has defined my physicality. In 1982, both of my legs were amputated due to tissue damage from frostbite, incurred during a mountain-climbing accident. At that time, I didn't view my body as broken. I reasoned that a human being can never be "broken." Technology is broken. Technology is inadequate. This simple but powerful idea was a call to arms, to advance technology for the elimination of my own disability, and ultimately, the disability of others. I began by developing specialized limbs that allowed me to return to the vertical world of rock and ice climbing. I quickly realized that the artificial part of my body is malleable; able to take on any form, any function -- a blank slate for which to create, perhaps, structures that could extend beyond biological capability. I made my height adjustable. I could be as short as five feet or as tall as I'd like. (Laughter) So when I was feeling bad about myself, insecure, I would jack my height up. (Laughter) But when I was feeling confident and suave, I would knock my height down a notch, just to give the competition a chance. (Laughter) (Applause) Narrow-edged feet allowed me to climb steep rock fissures, where the human foot cannot penetrate, and spiked feet enabled me to climb vertical ice walls, without ever experiencing muscle leg fatigue. Through technological innovation, I returned to my sport, stronger and better. Technology had eliminated my disability, and allowed me a new climbing prowess. As a young man, I imagined a future world where technology so advanced could rid the world of disability, a world in which neural implants would allow the visually impaired to see. A world in which the paralyzed could walk, via body exoskeletons.
Δυστυχώς, λόγω ανεπάρκειας της τεχνολογίας, η αναπηρία είναι εξαπλωμένη στον κόσμο. Σ' αυτόν τον κύριο λείπουν τρία άκρα. Σαν μαρτυρία της τρέχουσας τεχνολογίας, δεν είναι σε αναπηρικό καροτσάκι, αλλά πρέπει να κάνουμε καλύτερη δουλειά στη βιονική για να κάνουμε κάποτε δυνατή την πλήρη αποκατάσταση ενός ατόμου με αυτό το επίπεδο κακώσεων. Στο Εργαστήριο Μέσων του MIT ιδρύσαμε το Κέντρο Ακραίας Βιονικής. Η αποστολή αυτού του κέντρου είναι να προωθήσει βασικές επιστημονικές και τεχνολογικές δυνατότητες που θα καταστήσουν δυνατή την βιομηχανοτρονική και αναγεννητική επισκευή των ανθρώπων σε ένα ευρύ φάσμα νοητικών και σωματικών αναπηριών.
Sadly, because of deficiencies in technology, disability is rampant in the world. This gentleman is missing three limbs. As a testimony to current technology, he is out of the wheelchair, but we need to do a better job in bionics, to allow, one day, full rehabilitation for a person with this level of injury. At the MIT Media Lab, we've established the Center for Extreme Bionics. The mission of the center is to put forth fundamental science and technological capability that will allow the biomechatronic and regenerative repair of humans, across a broad range of brain and body disabilities.
Σήμερα θα σας πω πώς λειτουργούν τα πόδια μου, πώς αποδίδουν, σαν απόδειξη υπέρ της λειτουργίας αυτού του κέντρου. Φρόντισα να ξυρίσω τα πόδια μου χθες βράδυ καθώς ήξερα ότι θα τα δείξω σε κόσμο.
Today, I'm going to tell you how my legs function, how they work, as a case in point for this center. Now, I made sure to shave my legs last night, because I knew I'd be showing them off.
Η βιονική εμπλέκει τη μηχανική συμβολή ακραίων διεπαφών. Υπάρχουν τρεις ακραίες διεπαφές στα βιονικά μου μέλη: Μηχανική, πώς τα μέλη επισυνάπτονται στο βιολογικό μου σώμα. Δυναμική, πώς κινούνται σαν σάρκα και οστά. Και ηλεκτρική, πώς επικοινωνούν με το νευρικό μου σύστημα.
(Laughter) Bionics entails the engineering of extreme interfaces. There's three extreme interfaces in my bionic limbs: mechanical, how my limbs are attached to my biological body; dynamic, how they move like flesh and bone; and electrical, how they communicate with my nervous system.
Θα ξεκινήσω με τη μηχανική διεπαφή. Στην περιοχή του σχεδιασμού, ακόμη δεν κατανοούμε πώς να συνδέσουμε συσκευές στο σώμα με μηχανικό τρόπο. Θεωρώ εξωπραγματικό το γεγονός ότι στη σημερινή εποχή, μια από τις πιο ώριμες και παλιές τεχνολογίες στην ανθρώπινη ιστορία, το παπούτσι, ακόμα μας προκαλεί φουσκάλες. Πώς μπορεί να συμβαίνει αυτό; Δεν έχουμε ιδέα πώς να επισυνάψουμε πράγματα στο σώμα μας. Αυτή είναι η πανέμορφα ποιητική σχεδιαστική δουλειά της καθηγήτριας Νέρι Όξμαν στο Εργαστήριο Μέσων του ΜΙΤ, που δείχνει πως ποικίλουν χωρικά οι εξωσκελετικές αντιδράσεις, και απεικονίζονται εδώ με διαφοροποίηση χρωματισμών σε τρισδιάστατα εκτυπωμένο μοντέλο. Φανταστείτε ένα μέλλον όπου τα ρούχα είναι άκαμπτα ή απαλά όπου χρειάζεται, όταν χρειάζεται, για άριστη στήριξη και ευκινησία, χωρίς ποτέ να σε ταλαιπωρούν.
I'll begin with mechanical interface. In the area of design, we still do not understand how to attach devices to the body mechanically. It's extraordinary to me that in this day and age, one of the most mature, oldest technologies in the human timeline, the shoe, still gives us blisters. How can this be? We have no idea how to attach things to our bodies. This is the beautifully lyrical design work of Professor Neri Oxman at the MIT Media Lab, showing spatially varying exoskeletal impedances, shown here by color variation in this 3D-printed model. Imagine a future where clothing is stiff and soft where you need it, when you need it, for optimal support and flexibility, without ever causing discomfort.
Τα βιονικά μου μέλη είναι προσαρμοσμένα στο βιολογικό σώμα μου μεσω συνθετικού δέρματος με διακύμανση ακαμψίας που αντικατοπτρίζει τη βιομηχανική των ιστών κάτω από αυτό. Για να επιτύχουμε τον αντικατοπτρισμό πρώτα αναπτύξαμε ένα μαθηματικό μοντέλο του βιολογικού μου μέλους. Για αυτό χρησιμοποιήσαμε συσκευές, όπως ο μαγνητικός τομογράφος, για να δούμε μέσα στο σώμα μου και να δούμε τη γεωμετρία και τοποθεσία των διαφόρων ιστών. Επίσης πήραμε ρομποτικά εργαλεία. Εδώ είναι μια στεφάνη με 14 ενεργοποιητές που γυρίζει γύρω από το βιολογικό μέλος. Οι ενεργοποιητές κλείνουν, βρίσκουν την επιφάνεια του μέλους, μετρούν τη μορφή του χωρίς φορτίο, και μετά πιέζουν τους ιστούς για να μετρήσουν την προσαρμογή των ιστών σε κάθε ανατομικό σημείο. Συνδυάζουμε τα ρομποτικά δεδομένα με αυτά της απεικόνισης για να φτιάξουμε μια μαθηματική περιγραφή του βιολογικού μου μέλους, στα αριστερά. Βλέπετε ένα σύνολο σημείων, ή κορυφών. Σε κάθε κορυφή υπάρχει ένα χρώμα που δείχνει την προσαρμογή του ιστού. Μετά κάνουμε ένα μαθηματικό μετασχηματισμό στο σχεδιασμό του συνθετικού δέρματος που φαίνεται στα δεξιά, και ανακαλύψαμε ότι το ιδανικό είναι όπου το σώμα είναι άκαμπτο, το συνθετικό δέρμα πρέπει να είναι απαλό, όπου το σώμα είναι απαλό, το συνθετικό δέρμα είναι άκαμπτο, και ο αντικατοπτρισμός συμβαίνει σε όλες τις προσαρμογές ιστού. Με αυτό το πλαίσιο, δημιουργήσαμε βιονικά μέλη που είναι τα πιο άνετα μέλη που έχω ποτέ φορέσει. Σαφώς στο μέλλον, τα ρούχα μας, τα παπούτσια, τα σιδεράκια των δοντιών, τα προσθετικά, δεν θα σχεδιάζονται πλέον ούτε θα κατασκευάζονται με τεχνικές μεθόδους, άλλα μάλλον από ποσοτικά πλαίσια που ρυθμίζονται από δεδομένα. Σε αυτό το μέλλον, τα παπούτσια μας δεν θα μας κάνουν πλέον φουσκάλες.
My bionic limbs are attached to my biological body via synthetic skins with stiffness variations, that mirror my underlying tissue biomechanics. To achieve that mirroring, we first developed a mathematical model of my biological limb. To that end, we used imaging tools such as MRI, to look inside my body, to figure out the geometries and locations of various tissues. We also took robotic tools -- here's a 14-actuator circle that goes around the biological limb. The actuators come in, find the surface of the limb, measure its unloaded shape, and then they push on the tissues to measure tissue compliances at each anatomical point. We combine these imaging and robotic data to build a mathematical description of my biological limb, shown on the left. You see a bunch of points, or nodes? At each node, there's a color that represents tissue compliance. We then do a mathematical transformation to the design of the synthetic skin, shown on the right. And we've discovered optimality is: where the body is stiff, the synthetic skin should be soft, where the body is soft, the synthetic skin is stiff, and this mirroring occurs across all tissue compliances. With this framework, we've produced bionic limbs that are the most comfortable limbs I've ever worn. Clearly, in the future, our clothing, our shoes, our braces, our prostheses, will no longer be designed and manufactured using artisan strategies, but rather, data-driven quantitative frameworks. In that future, our shoes will no longer give us blisters.
Επίσης ενσωματώνουμε έξυπνα υλικά που αισθάνονται μέσα στα συνθετικά δέρματα. Αυτό είναι ένα υλικό που αναπτύχθηκε από την SRI International στην Καλιφόρνια. Με ηλεκτροστατική επίδραση μεταβάλλεται η ακαμψία του. Έτσι με μηδέν βολτάζ, το υλικό είναι σε υποχώρηση. Είναι χαλαρό σαν χαρτί. Μετά πατάμε το κουμπί, εφαρμόζεται βολτάζ, και γίνεται άκαμπτο σαν σανίδα.
We're also embedding sensing and smart materials into the synthetic skins. This is a material developed by SRI International, California. Under electrostatic effect, it changes stiffness. So under zero voltage, the material is compliant, it's floppy like paper. Then the button's pushed, a voltage is applied, and it becomes stiff as a board.
Ενσωματώνουμε αυτό το υλικό μέσα στο συνθετικό δέρμα που προσαρμόζει το βιονικό μέλος στο βιολογικό μου σώμα. Όταν περπατάω εδώ, δεν έχει βολτάζ. Η διεπαφή μου απαλή και χαλαρή. Πάτημα του κουμπιού, εφαρμόζεται βολτάζ, και σκληραίνει, προσφέροντάς μου μεγαλύτερη ευελιξία του βιονικού μέλους.
(Tapping sounds) We embed this material into the synthetic skin that attaches my bionic limb to my biological body. When I walk here, it's no voltage. My interface is soft and compliant. The button's pushed, voltage is applied, and it stiffens, offering me a greater maneuverability over the bionic limb.
Επίσης κατασκευάζουμε εξωσκελετούς. Αυτός ο εξωσκελετός γίνεται σκληρός και χαλαρός ακριβώς στις σωστές περιοχές του κύκλου τρεξίματος για να προστατέψει τις βιολογικές αρθρώσεις από την υψηλή ανάδραση και τη φθορά. Στο μέλλον όλοι θα φοράμε εξωσκελετούς σε συνήθεις δραστηριότητες όπως το τρέξιμο.
We're also building exoskeletons. This exoskeleton becomes stiff and soft in just the right areas of the running cycle, to protect the biological joints from high impacts and degradation. In the future, we'll all be wearing exoskeletons in common activities, such as running.
Επόμενη, η δυναμική διεπαφή. Πώς κινούνται τα βιονικά μου μέλη σαν σάρκα και οστά; Στο δικό μου εργαστήριο στο MIT μελετάμε πώς οι άνθρωποι με κανονική φυσιολογία στέκονται, περπατούν και τρέχουν. Τι κάνουν οι μύες, πώς ελέγχονται από τη σπονδυλική στήλη; Αυτή η βασική γνώση κινεί ότι φτιάχνουμε. Φτιάχνουμε βιονικούς αστραγάλους, γόνατα και αρθρώσεις του ισχίου. Χτίζουμε μέρη του σώματος από την αρχή. Τα βιονικά μέλη που φοράω λέγονται BiOMs. Έχουν προσαρμοστεί σε σχεδόν 1000 ασθενείς 400 από τους οποίους ήταν τραυματισμένοι Αμερικανοί στρατιώτες
Next, dynamic interface. How do my bionic limbs move like flesh and bone? At my MIT lab, we study how humans with normal physiologies stand, walk and run. What are the muscles doing, and how are they controlled by the spinal cord? This basic science motivates what we build. We're building bionic ankles, knees and hips. We're building body parts from the ground up. The bionic limbs that I'm wearing are called BiOMs. They've been fitted to nearly 1,000 patients, 400 of which have been wounded U.S. soldiers.
Πώς λειτουργεί; Χτυπώντας τη φτέρνα, με τον έλεγχο υπολογιστή, το σύστημα ελέγχει την ακαμψία για να αμβλύνει τον αντίκτυπο στο μέλος που χτυπά το έδαφος. Μετά, στα μέσα της κίνησης, το βιονικό μέλος παράγει υψηλές ροπές και δυνάμεις για να σηκώσει τον άνθρωπο στο διασκελισμό περπατήματος, έτσι όπως δουλεύουν οι μύες στην περιοχή της γάμπας. Αυτή η βιονική προώθηση είναι πολύ σημαντική κλινικά στους ασθενείς. Έτσι, αριστερά βλέπετε τη βιονική συσκευή να την φοράει μια κυρία - στα δεξιά μια παθητική συσκευή φοριέται από την ίδια κυρία που δεν καταφέρνει να προσομοιώσει την κανονική λειτουργία των μυών - καθιστώντας την ικανή να κάνει κάτι που όλοι θα έπρεπε να μπορούμε να κάνουμε, να ανεβοκατεβαίνουμε σκάλες στο σπίτι μας. Η βιονική επίσης επιτρέπει ασυνήθιστα αθλητικά κατορθώματα. Εδώ ένας κύριος που ανεβαίνει τρέχοντας ένα βραχώδες μονοπάτι. Αυτός είναι ο Στιβ Μάρτιν, όχι ο κωμικός, που έχασε τα πόδια του σε έκρηξη βόμβας στο Αφγανιστάν.
How does it work? At heel strike, under computer control, the system controls stiffness, to attenuate the shock of the limb hitting the ground. Then at mid-stance, the bionic limb outputs high torques and powers to lift the person into the walking stride, comparable to how muscles work in the calf region. This bionic propulsion is very important clinically to patients. So on the left, you see the bionic device worn by a lady, on the right, a passive device worn by the same lady, that fails to emulate normal muscle function, enabling her to do something everyone should be able to do: go up and down their steps at home. Bionics also allows for extraordinary athletic feats. Here's a gentleman running up a rocky pathway. This is Steve Martin -- not the comedian -- who lost his legs in a bomb blast in Afghanistan.
Επίσης κατασκευάζουμε εξωσκελετικές δομές χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές που περιβάλουν ένα βιολογικό μέλος. Αυτός ο κύριος δεν έχει κανένα κινητικό πρόβλημα, καμία αναπηρία. Έχει κανονική φυσιολογία, έτσι αυτοί οι εξωσκελετοί εφαρμόζουν ροπές και δυνάμεις όμοιες των μυών έτσι ώστε οι δικοί του μύες δεν χρειάζεται να εφαρμόσουν τέτοιες δυνάμεις και ροπές. Αυτός είναι ο πρώτος εξωσκελετός στην ιστορία που ουσιαστικά υποβοηθά τον ανθρώπινο βηματισμό. Μειώνει σημαντικά το μεταβολικό κόστος. Είναι ξεκάθαρο στην υποβοήθηση ότι όταν ένα φυσιολογικό, υγιές άτομο φορέσει τη συσκευή για 40 λεπτά και μετά την βγάλει, τα δικά του βιολογικά πόδια φαίνονται βαριά και δυσκίνητα. Ξεκινάμε την εποχή στην οποία μηχανές προσαρμοσμένες στο σώμα μας θα μας κάνουν δυνατότερους και ταχύτερους και πιο αποδοτικούς.
We're also building exoskeletal structures using these same principles, that wrap around the biological limb. This gentleman does not have any leg condition, any disability. He has a normal physiology, so these exoskeletons are applying muscle-like torques and powers, so that his own muscles need not apply those torques and powers. This is the first exoskeleton in history that actually augments human walking. It significantly reduces metabolic cost. It's so profound in its augmentation, that when a normal, healthy person wears the device for 40 minutes and then takes it off, their own biological legs feel ridiculously heavy and awkward. We're beginning the age in which machines attached to our bodies will make us stronger and faster and more efficient.
Προχωράμε στην ηλεκτρική διεπαφή, πώς τα βιονικά μου μέλη επικοινωνούν με το νευρικό μου σύστημα; Στην επιφάνεια του υπολειπόμενου μέλους υπάρχουν ηλεκτρόδια που μετρούν τον ηλεκτρικό παλμό των μυών. Αυτό μεταφέρεται στο βιονικό μέλος, έτσι όταν σκέφτομαι να κινήσω το μέλος φάντασμα, το ρομπότ εντοπίζει την επιθυμία κίνησης. Αυτό το διάγραμμα δείχνει θεωρητικά πώς ελέγχεται το βιονικό μέλος, έτσι φτιάχνουμε το μοντέλο του βιολογικού μέλους που λείπει, και έχουμε ανακαλύψει τι ανακλάσεις συμβαίνουν, πώς οι ανακλάσεις της σπονδυλικής στήλης ελέγχουν τους μύες, και αυτή η ικανότητα είναι ενσωματωμένη στα τσιπ του βιονικού μέλους. Αυτό που κάναμε κατόπιν είναι να τροποποιήσουμε την ευαισθησία της ανάκλασης, της καθορισμένης σπονδυλικής ανάκλασης, με το νευρικό σήμα, έτσι όταν χαλαρώνω τους μύες στο υπάρχον μέλος παίρνω μικρή ροπή και δύναμη, αλλά όσο ενεργοποιώ τους μύες μου, τόσο περισσότερη ροπή παίρνω, και μπορώ ακόμη και να τρέξω. Και αυτή ήταν η πρώτη επίδειξη τρεξίματος με εντολή των νεύρων. Έχει τρομερή αίσθηση. (Χειροκρότημα)
Moving on to electrical interface: How do my bionic limbs communicate with my nervous system? Across my residual limb are electrodes that measure the electrical pulse of my muscles. That's communicated to the bionic limb, so when I think about moving my phantom limb, the robot tracks those movement desires. This diagram shows fundamentally how the bionic limb is controlled. So we model the missing biological limb, and we've discovered what reflexes occurred, how the reflexes of the spinal cord are controlling the muscles. And that capability is embedded in the chips of the bionic limb. What we've done, then, is we modulate the sensitivity of the reflex, the modeled spinal reflex, with the neural signal, so when I relax my muscles in my residual limb, I get very little torque and power, but the more I fire my muscles, the more torque I get, and I can even run. And that was the first demonstration of a running gait under neural command. Feels great. (Applause)
Θέλουμε να πάμε ένα βήμα παραπέρα. Θέλουμε πραγματικά να κλείσουμε τον κύκλο ανάμεσα στο ανθρώπινο και το βιονικό εξωτερικό μέλος. Κάνουμε πειράματα όπου καλλιεργούμε νεύρα, κομμένα νεύρα, μέσα από κανάλια, ή ακτίνες μικροκαναλιών. Στην άλλη άκρη του καναλιού, το νεύρο συνδέεται με κύτταρα, δερματικά κύτταρα και μυικά κύτταρα. Στα κανάλια κίνησης μπορούμε να νιώσουμε πώς επιθυμεί να κινηθεί το άτομο. Αυτό μπορεί να σταλεί ασύρματα στο βιονικό μέλος, και μετά αισθητήρες πάνω στο βιονικό μέλος μπορούν να μετατραπούν σε ερεθίσματα σε διπλανά κανάλια, αισθητήρια κανάλια. Έτσι όταν αυτό εξελιχθεί πλήρως και για ανθρώπινη χρήση, άτομα σαν εμένα όχι μόνο θα έχουν συνθετικά μέλη που κινούνται σαν σάρκα με οστά, αλλά θα έχουν πραγματικά την αίσθηση σάρκας με οστά.
We want to go a step further. We want to actually close the loop between the human and the bionic external limb. We're doing experiments where we're growing nerves, transected nerves, through channels, or micro-channel arrays. On the other side of the channel, the nerve then attaches to cells, skin cells and muscle cells. In the motor channels, we can sense how the person wishes to move. That can be sent out wirelessly to the bionic limb, then [sensory information] on the bionic limb can be converted to stimulations in adjacent channels, sensory channels. So when this is fully developed and for human use, persons like myself will not only have synthetic limbs that move like flesh and bone, but actually feel like flesh and bone.
Αυτό το βίντεο δείχνει τη Λίσα Μαλέτ σύντομα αφού της προσαρμόστηκαν δύο βιονικά μέλη. Πραγματικά, η βιονική κάνει τεράστια διαφορά στη ζωή των ανθρώπων.
This video shows Lisa Mallette, shortly after being fitted with two bionic limbs. Indeed, bionics is making a profound difference in people's lives. (Video) Lisa Mallette: Oh my God.
(Βίντεο) Λίσα Μαλέτ: Θεέ μου. Θεέ μου, δεν μπορώ να το πιστέψω.
LM: Oh my God, I can't believe it!
Είναι σαν να έχω πραγματικό πόδι. Τώρα, μην αρχίσεις να τρέχεις.
(Video) (Laughter) LM: It's just like I've got a real leg! Woman: Now, don't start running.
Άνδρας: Τώρα γύρνα, Κάνε το ίδιο περπατώντας προς τα επάνω. Προχώρα, από τη φτέρνα έως τα δάχτυλα, όπως θα περπατούσες κανονικά σε επίπεδο έδαφος. Προσπάθησε να ανέβεις περπατώντας το λόφο. ΛΜ: Ω, Θεέ μου. Άνδρας: Σε σπρώχνει προς τα επάνω; ΛΜ: Ναι! Εγώ ούτε που - Δεν μπορώ ούτε να το περιγράψω. Άνδρας: Σε σπρώχνει προς τα επάνω.
Man: Now turn around, and do the same thing walking up, but get on your heel to toe, like you would normally just walk on level ground. Try to walk right up the hill. LM: Oh my God. Man: Is it pushing you up? LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it. Man: It's pushing you right up.
Χιού Χερρ: Την άλλη εβδομάδα θα επισκεφτώ το κέντρο -
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the Center --
(Χειροκρότημα) Ευχαριστώ, ευχαριστώ.
Thank you. Thank you.
Ευχαριστώ. Την άλλη εβδομάδα θα επισκεφτώ
(Applause)
το Κέντρο Υπηρεσιών Ιατρικής Περίθαλψης και Βοήθειας (CMS) και θα προσπαθήσω να να πείσω το CMS να χορηγήσει κατάλληλους κωδικούς και κοστολόγηση ώστε αυτή η τεχνολογία να γίνει διαθέσιμη στους ασθενείς που την χρειάζονται.
Thank you. Next week I'm visiting the Center for Medicare and Medicaid Services, and I'm going to try to convince CMS to grant appropriate code language and pricing, so this technology can be made available to the patients that need it. (Applause)
Ευχαριστώ. (Χειροκρότημα)
Thank you.
Δεν έχει εκτιμηθεί πλήρως, αλλά πάνω από τον μισό παγκόσμιο πληθυσμό υποφέρει από κάποια μορφή γνωστικού, συναισθηματικού, αισθητικού ή κινητικού προβλήματος, και λόγω της ανεπαρκούς τεχνολογίας, πολύ συχνά, τα προβλήματα καταλήγουν σε αναπηρία και χαμηλότερη ποιότητα ζωής. Τα βασικά επίπεδα φυσιολογικών λειτουργιών θα πρέπει να είναι μέρος των ανθρώπινων δικαιωμάτων. Κάθε άτομο θα πρέπει να έχει το δικαίωμα να ζει χωρίς αναπηρία αν το επιλέξουν - το δικαίωμα να ζει μια ζωή χωρίς έντονη κατάθλιψη, το δικαίωμα να δει ένα αγαπημένο πρόσωπο στην περίπτωση των οπτικά ασθενών, ή το δικαίωμα να περπατήσει ή να χορέψει, σε περίπτωση παράλυσης των άκρων ή ακρωτηριασμού μελών. Σαν κοινωνία μπορούμε να πετύχουμε αυτά τα ανθρώπινα δικαιώματα αν δεχτούμε την πρόταση ότι οι άνθρωποι δεν είναι ανάπηροι. Ένα άτομο δεν μπορεί να καταστραφεί. Το περιβάλλον που έχουμε φτιάξει και οι τεχνολογίες μας είναι κατεστραμμένες και αδρανείς. Εμείς οι άνθρωποι δεν χρειάζεται να αποδεχτούμε τους περιορισμούς αλλά να ξεπεράσουμε την αναπηρία μέσα από την τεχνολογική καινοτομία. Πραγματικά, μέσα από ουσιώδη άλματα στη βιονική αυτού του αιώνα, θα βάλουμε τα τεχνολογικά θεμέλια για μια ενισχυμένη ανθρώπινη εμπειρία, και θα βάλουμε τέλος στην αναπηρία.
(Applause) It's not well appreciated, but over half of the world's population suffers from some form of cognitive, emotional, sensory or motor condition, and because of poor technology, too often, conditions result in disability and a poorer quality of life. Basic levels of physiological function should be a part of our human rights. Every person should have the right to live life without disability if they so choose -- the right to live life without severe depression; the right to see a loved one, in the case of seeing-impaired; or the right to walk or to dance, in the case of limb paralysis or limb amputation. As a society, we can achieve these human rights, if we accept the proposition that humans are not disabled. A person can never be broken. Our built environment, our technologies, are broken and disabled. We the people need not accept our limitations, but can transcend disability through technological innovation. Indeed, through fundamental advances in bionics in this century, we will set the technological foundation for an enhanced human experience, and we will end disability.
Θα ήθελα να κλείσω με άλλη μια ιστορία, μια όμορφη ιστορία, την ιστορία της Άντριεν Χάσλετ-Ντέιβις. Η Άντριεν έχασε το αριστερό της πόδι στην τρομοκρατική επίθεση στη Βοστώνη. Συνάντησα την Άντριεν όταν βγήκε η φωτογραφία στο Νοσοκομείο Αποκατάστασης Spaulding. Η Άντριεν είναι χορεύτρια, χορεύτρια πίστας.
I'd like to finish up with one more story, a beautiful story. The story of Adrianne Haslet-Davis. Adrianne lost her left leg in the Boston terrorist attack. I met Adrianne when this photo was taken, at Spaulding Rehabilitation Hospital. Adrianne is a dancer, a ballroom dancer.
Η Άντριεν αναπνέει και ζει τον χορό. Είναι η έκφρασή της, είναι η τέχνη της. Φυσικά, όταν έχασε το μέλος της στην τρομοκρατική επίθεση της Βοστώνης, ήθελε να επιστρέψει στην πίστα.
Adrianne breathes and lives dance. It is her expression. It is her art form. Naturally, when she lost her limb in the Boston terrorist attack, she wanted to return to the dance floor.
Αφού τη συνάντησα και την πήγα σπίτι της με το αυτοκίνητο, σκέφτηκα, είμαι καθηγητής του ΜΙΤ. Διαθέτω τα μέσα. Ας της φτιάξουμε ένα βιονικό μέλος για να μπορέσει να επιστρέψει στη ζωή της με τον χορό. Έφερα επιστήμονες του ΜΙΤ με εξειδίκευση στην προσθετική, τη ρομποτική, τη μηχανική μάθηση και τη βιομηχανική, και σε μια περίοδο έρευνας 200 ημερών, μελετήσαμε τον χορό. Καλέσαμε χορευτές με βιολογικά μέλη, και μελετήσαμε πώς κινούνται, τι δυνάμεις ασκούν στην πίστα, και πήραμε αυτά τα δεδομένα και θέσαμε τις βασικές αρχές του χορού, την ανακλαστική δυνατότητα του χορού, και ενσωματώσαμε αυτή τη γνώση στο βιονικό μέλος. Η βιονική δεν είναι μόνο για να κάνει τους ανθρώπους δυνατότερους και γρηγορότερους. Η έκφρασή μας, η ανθρωπιά μας μπορεί να ενσωματωθεί στην ηλεκτρομηχανική.
After meeting her and driving home in my car, I thought, I'm an MIT professor. I have resources. Let's build her a bionic limb, to enable her to go back to her life of dance. I brought in MIT scientists with expertise in prosthetics, robotics, machine learning and biomechanics, and over a 200-day research period, we studied dance. We brought in dancers with biological limbs, and we studied how they move, what forces they apply on the dance floor, and we took those data, and we put forth fundamental principles of dance, reflexive dance capability, and we embedded that intelligence into the bionic limb. Bionics is not only about making people stronger and faster. Our expression, our humanity can be embedded into electromechanics.
Ήταν 3,5 δευτερόλεπτα ανάμεσα στις εκρήξεις βομβών στην τρομοκρατική επίθεση της Βοστώνης. Σε 3,5 δεύτερα οι εγκληματίες και δειλοί έβγαλαν την Άντριεν από την πίστα. Σε 200 ημέρες την βάλαμε πίσω. Δεν θα τρομοκρατηθούμε, δεν θα πτοηθούμε, δεν θα μειωθούμε, δεν θα κατακτηθούμε και δεν θα μας σταματήσουν με πράξεις βίας. (Χειροκρότημα)
It was 3.5 seconds between the bomb blasts in the Boston terrorist attack. In 3.5 seconds, the criminals and cowards took Adrianne off the dance floor. In 200 days, we put her back. We will not be intimidated, brought down, diminished, conquered or stopped by acts of violence. (Applause)
Κυρίες και κύριοι, επιτρέψτε μου να σας παρουσιάσω την Άντριεν Χάσλετ-Ντείβις, η πρώτη παράσταση μετά την επίθεση. Χορεύει με τον Κρίστιαν Λάιτνερ.
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce Adrianne Haslet-Davis, her first performance since the attack. She's dancing with Christian Lightner.
(Χειροκρότημα)
(Applause)
(Μουσική: «Ring My Bell» από τον Ενρίκε Ινγκλέσιας)
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
(Χειροκρότημα)
(Applause)
Κυρίες και κύριοι, μέλη της ομάδας έρευνας, Έλιοτ Ράους και Νέιθαν Βιλαγκαρέι-Κάρσκι. Έλιοτ και Νέιθαν.
Ladies and gentlemen, members of the research team: Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski. Elliott and Nathan.
(Χειροκρότημα)
(Applause)