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.
มองให้ลึกเข้าไปในธรรมชาติ ผ่านแว่นขยายของวิทยาศาสตร์ นักออกแบบ ต้นแบบ แห่งสรรพสิ่ง กระบวนการและ เครื่องมือ ในการสร้างรูปแบบพื้นฐานของ กรรมวิธีการออกแบบ จากการสร้างโดยการสังเคราะห์ ที่คล้ายกันกับ เครื่องมือทางชีววิทยา เพื่อที่จะคำนวนกระบวนการสร้างประสาทเลียนแบบ ธรรมชาติ สร้างสรรค์การออกแบบนี้ และการออกแบบก็สร้างสรรค์ธรรมชาติด้วยเช่นกัน ในขอบข่ายของพันธุศาสตร์ของ การแพทย์แผนใหม่ และชีววิทยาสังเคราะ นักออกแบบ กำลังเติบโตในยุคของเทคโนโลยี ไม่ว่าจะเคยเห็นมาก่อน หรือไม่เคยก็ตาม ในธรรมชาติ
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.
วิทยาการไบโอนิค ได้ผสมผสาน ระหว่างชีววิทยา และการออกแบบ เหมือนอย่างนี่คุณเห็น ขาของฉันก็เป็นนวัตกรรมไบโอนิค วันนี้ ฉันจะบอกเล่าเรื่องราวของมนุษย์ ที่สามารถผสมผสานกับวิทยาการไบโอนิค ร่างกายเราผสานเข้ากับอิเล็คโทรแมคคานิกส์ได้อย่างไร และ การนำเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ กำลังเริ่มต้นเป็นสะพานเชื่อมช่องว่างนั้น ระหว่าง ความพิการ และความไม่พิการ ระหว่างข้อจำกัดของมนุษย์ และศักยภาพของมนุษย์
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.
ไบโอนิค ได้กำหนดลักษณะทางกายภาพของผม ผมขาด้วนทั้งสองข้างมาตั้งแต่ปี 1982 อันเนื่องมาจากความเสียหายของเนื้อเยื่อ จากอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นระหว่างการปีนเขา ในตอนนั้นผม ไม่ได้มองว่าร่างกายของผม แตกหัก หรือ พัง ผมให้เหตุผลกับตัวเองว่ามนุษย์นั้น ไม่มีวันแตกหัก หรือพังได้ เทคโนโลยี ต่างหากที่พัง เทคโนโลยีต่างหากที่ไม่ก้าวหน้าพอ นี่เป็นความคิดธรรมดาๆ ที่ทรงพลังมหาศาล ในการที่จะลุกขึ้นต่อสู้ เพื่อเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า เพื่อที่จะขจัดความพิการของตัวผมเอง และเพื่อความพิการของคนอื่นๆ ผมเริ่มต้นด้วยการพัฒนา แขนขา พิเศษ ที่ไม่ยอมให้ผมหันหลังกลับ ไปหาโลกแนวตั้งที่มีไว้สำหรับการปีนป่ายภูเขาหินและน้ำแข็ง ผมตระหนักอย่างรวดเร็วว่า ชิ้นส่วนอวัยวะเทียมของร่างกายผม มันช่างอ่อนนุ่ม สามารถนำไปทำเป็นรูปแบบใดๆ หรือใช้งานใดๆ ก็ได้ จากความว่างเปล่า ไปจนถึงการสร้างสรรค์ บางทีอาจเป็นเพร้าะโครงสร้างที่สามารถขยายได้ ในความสามารถของหน่วยชีวภาพ ผมสามารถปรับเปลี่ยนความสูงของผมได้ ผมอาจเตี้ยลงเหลือเพียงห้าฟุต หรือสูงเท่าไหร่ก็ได้
(Laughter)
(เสียงคนหัวเราะ)
So when I was feeling bad about myself, insecure, I would jack my height up.
ดังนั้น เมื่อผมรู้สึกแย่เกี่ยวกับร่างกายของตัวเอง เวลาที่ผมรู้สึกไม่ปลอดภัย ผมจะทำให้ตัวเองสูงขึ้น
(Laughter)
เวลาที่รู้สึกมั่นใจในตัวเอง และปลอดภัย
But when I was feeling confident and suave, I would knock my height down a notch, just to give the competition a chance.
ผมจะลดความสูงลง เพียงเพื่อจะได้มีโอกาสแข่งขัน
(Laughter)
(เสียงคนหัวเราะ) (เสียงปรบมือ)
(Applause)
พูดง่ายๆ ก็คือ มันทำให้ผมได้ปีนเขาอีกครั้ง
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.
ได้ปีนป่ายร่องหินสูงชัน ไปในที่ๆ เท้าของมนุษย์ไม่สามารถทนได้ และเหล็กแหลมคมทำให้ผมปีนไปบน ผนังน้ำแข็งสูงในแนวตั้งได้ โดยที่กล้ามเนื้อขาไม่รู้สึกเมื่อยล้าแต่อย่างใด จากนวัตกรรมเทคโนโลยีสมัยใหม่นี้ ทำให้ผมได้กลับไปเล่นกีฬาโปรดของผมได้ แข็งแรงขึ้น และดีขึ้น เทคโนโลยีได้ขจัดความพิการของผม ทำให้ผม กลับไปปีนเขาได้ใหม่อย่างกล้าหาญ ในฐานะที่ยังเป็นคนรุ่นหนุ่ม ผมฝันว่าในโลกอนาคต เมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้ามากขึ้น โลกนี้คงจะไม่มีคนพิการ โลกที่เส้นประสาทเทียม จะทำให้ ผู้ป่วยทางสายตาสามารถมองเห็นได้ โลกที่จะทำให้ผู้ป่วยอัมพาต เดินเหินได้ โดยใช้โครงร่าง ของร่างกาย
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.
แต่น่าเศร้าที่ ความบกพร่องของเทคโนโลยี ทำให้มีผู้พิการอยู่ทั่วไปในโลก สุภาพบุรุษท่านนี้ แขนขาหายไปสาม แต่ด้วยการทดสอบ ของเทคโนโลยีปัจจุบัน ทำให้เขาลุกออกจากรถเข็น แต่เรายังคงต้องทำงานที่ดีกว่านี้ในเรื่องไบโอนิค ซึ่งวันหนึ่งมันจะต้องถูกพัฒนาอย่างเต็มรูปแบบ สำหรับคนที่บาดเจ็บในระดับนี้ ที่ห้องทดลองของ เอ็ม ไอ ที พวกเราสร้าง ศูนย์ ไบโอนิค เต็มรูปแบบ ภาระกิจของศูนย์นี้ คือการนำเอาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน และความสามารถของเทคโนโลยี ไบโอแมคคาโทรนิก และ วิทยาการซ่อมแซมร่างกายมนุษย์ ในวงกว้างมากขึ้น ไปจนถึง สมอง และร่างกายที่พิการ
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.
ในวันนี้ผมจะบอกกับพวกคุณว่า ขาของผมทำอะไรได้บ้าง มันทำงานอย่างไร ในกรณีที่กล่าวถึงของศูนย์นี้ ถึงตอนนี้ ผมแน่ใจว่าเมื่อคืนได้โกนขนขาเรียบร้อยแล้ว เพราะผมรู้ว่าผมต้องนำมันมาโชว์
(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.
ไบโอนิค เป็นการสร้าง วิศวกรรม แห่งอวัยวะร่างกายที่ยิ่งใหญ่ มีสิ่งยิ่งใหญ่สามอย่าง ในการสร้างแขนขาเทียมแบบไบโอนิค โดยลักษณะทางเครื่องมือ แขนขาของผมสร้างขึ้นมาได้อย่างไร ให้มาผสมผสานกับร่างกายที่่เป็นลักษณะทางชีววิทยา โดยทางพลวัต พวกมันเคลื่อนไหว เหมือนเลือดเนื้อและกระดูกจริง ๆ ได้อย่างไรกัน และโดยทางไฟฟ้า พวกมันสื่อสารได้อย่างไร กับระบบประสาทของผม
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.
ผมจะเริ่มจาก ลักษณะทางเครื่องยนต์ ในขอบเขตของการออกแบบแล้ว เรายังคงไม่เข้าใจ ลักษณะการใส่สิ่งของที่เป็นเครื่องจักรเข้าไปในร่างกาย มันช่างเป็นเรื่องเหนือธรรมชาติมากสำหรับผมในวันนี้ และ ในยุคนี้ หนึ่งในการเติบโตมากที่สุด เทคโนโลยีที่เก่าแต่ที่สุด ในช่วงเวลาของมนุษย์ ในรองเท้า ยังคงมีหยดเหงื่อ สิ่งนี้มันเกิดขึ้นได้อย่างไร เราไม่เคยคิดมาก่อนว่าจะเอาอะไรบ้างอย่างเข้าไปในร่างกายของเราอย่างไร นี่คืองานออกแบบที่เป็นเหมือนบทเพลงบรรเลงที่สวยงามมาก ของศาสตราจารย์ เนริ ออกซ์มาน ที่่ เอ็ม ไอ ที มีเดีย แลป ที่แสดงให้เห็นโครงสร้างของกระดูกเทียมภายนอก อย่างที่แสดงให้เห็น ที่นี่ด้วยสีต่าง ๆ ในภาพจำลองที่พิมพ์สามมิตินี้ ลองจินตนาการดูในอนาคตที่เสื้อผ้า ที่จะแข็งและอ่อนในที่ที่คุณต้องการ เมื่อคุณต้องการมันเพื่อช่วยในบางสิ่ง และ มีความยืดหยุ่น โดยไม่ทำให้เกิดความไม่สะดวกสบาย
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.
แขนขาใบโอนิคของผม ผสม ผสานกับร่างกายทางชีวภาพ เหมือนเป็นผิวหนังเทียม ที่มีความหลากหลายในความแข็ง นั่นเป็นเหมือนภาพฉายในการผลิตเนื้อเยื่อไบโอแมคแคนิคของผม เพื่อให้ไปถึงภาพฉายที่ต้องการ พวกเราเริ่มจากการพัฒนา แบบจำลองโดยใช้วิธิทางคณิตศาสตร์ ของขาจริง ๆของผม เราจบด้วยการใช้เครื่องมือในจินตนาการ เช่น เอ็มอาร์ไอ เพื่อดูเข้าไปในร่างกายของผม กำหนดตำแหน่งที่แน่นอนในอวัยวะต้นกำเนิด ในเนื้อเยื่อ ที่หลากหลาย เรายังใช้เครื่องมือที่เป็นหุ่นยนต์ นี่คือ เครื่องมือรูปวงกลมที่มีตัวกระตุ้น สิบสี่อัน ที่มาครอบขาจริง ๆ ตัวกระตุ้นทั้งหลาย มีเพื่อวัดหาผิวหน้าของขา และคำนวณรูปร่างของมัน จากนั้นมันจะมาสวมแทนเนื้อเยื่อ เพื่อวัดเนื้อเยื่อที่ตอบสนอง ลักษณะทางกายภาพในแต่ละจุด
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.
เรานำข้อมูลทางเครื่องจักร และจินตนาการมารวมกัน เพื่อสร้าง คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ สำหรับ ขาจริงๆ ของผม ที่แสดงให้ดูทางด้านซ้าย คุณจะเห็น จุดต่างๆ มากมาย หรือ ปม หลายๆ อัน ในแต่ละปม จะมีสีต่างๆ ซึ่งแสดงถึงตัวแทนของ เนื้อเยื่อที่ต้องทำงาน จากนั้นเราเปลี่ยนข้อมูลทางคณิตศาสตร์ เพื่อออกแแบบ ผิวหนังเทียม ที่แสดงให้ดูด้านขวา และเราได้ค้นพบ ข้อดีของมันคือ เมื่อร่างกายแข็ง หนังเทียมควรจะอ่อน เมื่อร่างกายอ่อน หนังเทียมจะแข็ง และภาพฉายนี้ก่อให้เกิด การทำงานร่วมกันของเนื้อเยื่อทั้งหลาย ด้วยกรอบงานนี้ เราได้สร้างขา ไบโอนิกขึ้น มันเป็นขาเทียมที่ผมสวมใส่สบายมากที่สุด เป็นที่แน่ชัดว่าในอนาคต เสื้อผ้าของเรา รองเท้าของเรา ฟันเทียมของเรา แขนขาเทียมของเรา จะไม่ต้องออกแบบอีกต่อไป ผู้ผลิตจะใช้กรรมวิธิแห่งศิลปะมากขึ้น แต่ มากกว่ากรอบงานที่ขับเคลื่อนโดยจำนวนทางสถิติ ในอนาคต รองเท้าของเรา จะไม่ทำให้เราเป็นโรคน้ำกัดเท้าอีกต่อไป
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.
เรายังสามารถ สร้าง ปุ่มรับความรู้สึก และ นำเครื่องมือที่ชาญฉลาดนี้ เข้าไปในผิวหนังเทียม นี่คืออุปกรณ์ ที่ถูกพัฒนาโดย เอสอาร์ไอ อินเตอร์เนชั่นแนล ในแคลิฟอร์เนีย ภายใต้ ผลกระทบของ electrostatic มัน เปลี่ยน ความแข็ง ดังนั้น ด้วยการไม่ใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์นี้เป็นที่ชื่นชอบอย่างมาก มันเป็นแผ่นเหมือนกระดาษ จากนั้นเมือกดปุ่ม กระแสไฟ จะทำงาน แล้วมันก็จะกลายรูปร่างแข็ง เหมือนไม้กระดาน
(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.
เราใส่เครื่องมือนี้ลงไปในผิวหนังเทียมด้วย สิ่งนี้แนบไปกับเนื้อเยื่อของขาจริง และขาเทียมของผม เมื่อผมเดินที่นี่ มันไม่มีกระแสไฟฟ้า ผมรู้สึกนุ่มภายใน และ รู้สึกสบาย กดปุ่มตรงนี้ กระแสไฟฟ้าจะทำงาน มันจะแข็งตัว ทำให้ผมมีความสามารถที่แข็งแกร่ง ด้วย ขาเทียม ไบโอนิก
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.
เราสร้าง โครงกระดูกภายนอกด้วย โครงกระดูกนี้ แข็งและอ่อนได้ อยุ่บริเวณที่ถุกต้องของ วงรอบการวิ่ง เพื่อปกป้องข้อต่อตามธรรมชาติ จากการที่มันผลกระทบอย่างมาก และ ค่อนช้างด้อยคุณภาพ ในอนาคต เราจะสวม โครงกระดูกภายนอก ในกิจกรรมปกติธรรมดาเช่นการวิ่ง
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.
ต่อไป ด้านพลวัตร ขาไบโอนิกของผม เคลื่นไหวเหมือนกระดูกและกล้ามเนื้อได้อย่างไร ที่ เอ็มไอที ของผม เราศึกษาว่ามนุษย์ทำอย่างไร ในอริยาบททางกายภาพ เมื่อยืน เดิน และวิ่ง กล้ามเนื้อทำอะไรบ้าง และพวกมันถูกควบคุมโดยระบบประสาทอย่างไร วิทยาศาสตร์พื้นฐาน นี้ เป็นแรงจูงใจให้เราสร้าง เรากำลังสร้างข้อเท้า หัวเข่า และ สะโพก ไบโอนิก เราสร้างชิ้นส่วนต่างๆ ของร่างกายจากพื้นฐาน ขาไบโอนิกที่ผมสวมใส่ เรียกว่า ไบโอเอ็ม พวกมันถูกใช้โดยผู้ป่วย เกือบพันคนแล้ว สี่ร้อยคน ที่เคยเป็น ทหารอเมริกันผู้บาดเจ็บ
How does it work?
มันทำงานได้อย่างไร ในการรักษาแนวใหม่ภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์
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.
ระบบการควบคุมความแข็ง ไปจนถึงความหลากหลายที่น่าประหลาดใจ เมื่อขาสัมผัสพื้นดิน เรามาถึงครึ่งทางแล้วสำหรับผลผลิตของแขนขาเทียมไบโอนิค มีแรงบิดสูง และมีพลังที่ทำให้คน ลุกขึ้นก้าวเดินต่อไป เปรียบเทียบกับ การทำงานของกล้ามเนื้อขา แรงขับเคลื่อนของไบโอนิคนี้ สำคัญมาก สำหรับการรักษาผู้ป่วย ดังนั้น เรามาดูทางด้านซ้าย คุณจะเห็นอุปกรณ์ไบโอนิค ที่สวมใส่โดยหญิงคนหนึ่ง ทางด้านขวาเป็นอุปกรณ์แบบเดิม ใส่โดยหญิงคนเดียวกัน นั่นมัน ไม่เป็นการทำงานแบบธรรมชาติของกล้ามเนื้อ ไม่สามารถทำให้เธอทำในสิ่งที่ ทุกๆ คน ควรจะสามารถทำได้ ขึ้นและลงบันไดที่บ้าน ไบโอนิคยังทำให้การเล่นกีฬาบางประเภทเป็นไปได้ นี่คือสุภาพบุรุษท่านหนึ่ง ที่สามารถวิ่งขึ้นทางที่เต็มไปด้วยหินได้ นี่คือ สตีฟ มาร์ติน ไม่ใช่คนที่เป็นนักแสดงตลกนะครับ เขาเป็นคนที่ สูญเสียขาทั้งสอง เมื่อเกิดระเบิดที่ อัฟกานิสถาน
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.
เราได้สร้าง โครงกระดูก ภายนอกขึ้นด้วย โดยใช้ หลักการเดียวกัน สิ่งนั้นห่อหุ้มรอบ ๆ แขนขาจริง ๆ สุภาพบุรุษท่านนี้ ไม่มีอาการผิดปกติ ในการทำงานของขา หรือ ความพิการอื่นใด เขาเป็นคนที่มีร่างกายปกติธรรมดา โครงกระดูกภายนอกเหล่านี้ สร้างขึ้นเพื่อ ให้ทำงานแทนกล้ามเนื้อ ที่ มีความสามารถในการบิด และ มีพลัง ดังนี้น กล้ามเนื้อตริง ๆของเขา จึงไม่ต้องออกแรง การบิด และ พลังต่าง ๆ นี่คือ โครงกระดูกภายนอกอันแรกในประวัติศาสตร์ ซึ่งสามารถทดแทนการวิ่งจริง ๆของมนุษย์ มันสามารถลดการทำงานของเมตะบอลิซึ่มได้เป็นอย่างดี มันได้ขยายความสามารถขึ้นอย่างมาก เมื่อมนุษย์ธรรมดาๆ ที่มีสุขภาพดี สวมใส่อุปกรณ์นี้ เป็นเวลา สี่สิบนาที เมื่อหยุดใช้อุปกรณ์ ใช้ขาจริงของพวกเขาแทน ช่างน่าขันที่มันรู้สึกหนัก และ งุ่มง่าม เรากำลังเริ่มยุคใหม่ ยุคซึ่ง เครื่องมือ เข้าไปอยู่ในร่างกายได้ เครื่องมือซึ่งจะทำให้คุณแข็แรงขึ้น รวดเร็วขึ้น และ มีประสิทธิภาพมากขึ้น
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.
เราจะพูดถึง เรื่องของอุปกรณ์ อิเล็คทรอนิกส์กันต่อ ขาเทียมไบโอนิคของผม สื่อสารได้อย่างไร กับระบบประสาทของผม อย่างที่รู้ ขาจริงของผม เป็น อิเล็คโทรด ซึ่งวัดการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อของผม นั่นมันสามารถสื่อสารกับขาเทียมไบโอนิค ดังนั้นเมื่อผมคิดว่าต้องการเคลื่อนไหว ขาเทียมของผม เครื่องมือหุ่นยนต์ จะส่งสัญญาณ ถึงความต้องการในการเคลื่อนไหวนั้น แผนภาพนี้ แสดงถึงพื้นฐาน การที่แขนขาไบโอนิค ถูกควบคุมอย่างไร ดังนั้นเราจึงจำลอง แขนขาไบโอนิกที่หายไป และเราค้นพบว่า มันสะท้อนให้เห็นอะไร ระบบประสาทสะท้อนให้เห็นว่าการทำงานอย่างไร จึงจะควบคุมกล้ามเนื้อได้ และความสามารถใดที่ควรถูกเพิ่มเติม ลงในแผ่นข้อมูล (chip) ของ แขนขาไบโอนิค สิ่งที่พวกเราทำ ต่อจากนั้นคือ ปรับ ความละเอียดอ่อน ของการสะท้อน สร้างการตอบสนองของระบบประสาทจำลอง ด้วยสัญญานระบบประสาท ดังนั้นเมื่อผมผ่อนคลาย กล้ามเนื้อในขาเทียม ผมรู้สึกถึงพลังและความยืดหยุ่น แต่เมื่อผมใช้กล้ามเนื้อ ความยืดหยุ่นยิ่งมาก ผมสามารถแม้กระทั่งวิ่ง และนั่นเป็นการสาธิตเป็นครั้งแรก ในการวิ่งภายใต้คำสังของระบบประสาท รู้สึกวิเศษมาก
(Applause)
(ปรบมือ)
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.
เราต้องการก้าวสู่ขั้นต่อไป เราต้องการปิดรูรั่วจริง ๆ ระหว่าง ร่างกายมนุษย์ และ แขนขาเทียมไบโอนิกภายนอก เรากำลัง ทำการทดลอง กำลังทำการพัฒนา ระบบประสาท ระบบประสาทเทียม ผ่านช่องทางต่าง ๆ หรือเป็นช่องทางสำหรับรังสี เล็ก ๆ อีกด้านหนึ่งของช่องทาง เส้นประสาท ถูกแนบเข้าไปกับเซลส์ เซลส์ของผิวหนัง และ เซลส์ของกล้ามเนื้อ ในช่องทาง เครื่องจักร เราสามารถรับความรู้สึกต่าง ๆ ได้ มนุษย์ ต้องการเคลื่อนไหวอย่างไร สามารถส่งสัญญาณไร้สายไปสู่แขนขาเทียมไบโอนิกได้ จากนั้นตัวรับสัญญาณที่ไบโอนิก จะแปลงสัญญาณ ไปสู่ตัวกระตุ้น ในช่องทางที่ติดไว้ ช่องทางรับการสัมผัส ดังนั้นเมื่อสิ่งนี้ได้รับการพัฒนาถึงขั้นสูงสุด สำหรับการใช้งานของมนุษย์ มนุษย์อย่างตัวผมเอง จะไม่ใช่เพียงแค่มี แขนขาเทียมที่เคลื่อนไหวได้อย่าง กล้ามเนื้อและกระดูก แต่จะมีความรู้สึกเหมือนกับกล้ามเนื้อและกระดูกจริง ๆ
This video shows Lisa Mallette, shortly after being fitted with two bionic limbs. Indeed, bionics is making a profound difference in people's lives.
ในวีดีโอนี้ แสดงให้เห็นว่า ลิซ่า แมเลทเต้ ไม่นานนักหลังจาก เริ่มใส่ขาเทียมทั้งสองข้าง จริง ๆ แล้ว ไบโอนิคทำให้
(Video) Lisa Mallette: Oh my God.
เกิดความแตกต่างอย่างยิ่งในชีวิตผู้คน
LM: Oh my God, I can't believe it!
(วีดีโอ) ลิซ่า : โอ พระเจ้า โอ พระเจ้า ฉ้นไม่อยากจะเชื่อเลยจริง ๆ
(Video) (Laughter)
LM: It's just like I've got a real leg!
มันเหมือนกับว่าฉันได้ขาจริง ๆ คืนมา
Woman: Now, don't start running.
ตอนนี้ อย่าเพิ่งเริ่มวิ่ง
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.
ผู้ชาย : ตอนนี้หมุนตัวไปรอบ ๆ แล้วทำเหมือนเดิม เดินขึ้นไป เดินขึ้นไป กดส้นเท้าไปที่นิ้วเท้า เหมือนกับที่คุณเดินปกติในทางราบ พยายามเดินขึ้นไปบนเนิน
LM: Oh my God.
ลิซ่า : โอพระเจ้า
Man: Is it pushing you up?
ผู้ชาย : มันผลักคุณขึ้นไปไหมครับ
LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it.
ลิซ่า : ใช่ๆ ฉันแทบจะไม่ได้...... ฉันอธิบายแทบไม่ถูกเลยล่ะ
Man: It's pushing you right up.
ผู้ชาย : มันกำลัง ผลักคุณให้ขึ้นไป
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the Center --
ฮิวจ์ เฮอร์ : อาทิตย์หน้า ผมจะไปเยี่ยมที่ศูนย์
Thank you. Thank you.
(เสียงปรบมือ) ขอบคุณครับ ขอบคุณ
(Applause)
ขอบคุณ อาทิตย์หน้าผมจะไปเยี่ยม
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.
ศูนย์บริการด้านการแพทย์ และผมจะพยายามโน้วน้าวใจ ซีเอ็มเอส เพื่อกำหนด ความเหมาะสมในการกำหนดรหัสภาษา และราคา เพื่อที่เทคโนโลยีนี้จะสามารถใช้ได้กับ
(Applause)
ผู้ป่วยที่ต้องการใช้มัน
Thank you.
ขอบคุณครับ (เสียงปรบมือ)
(Applause)
มันยังไม่เป็นที่พอใจมากนัก แต่ก็ มากกว่าครึ่งแล้ว
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.
ที่ประชากรของโลก ต้องทนทุกข์ทรมานจากองค์ความรู้บางอย่าง อารมณ์ ประสาทสัมผัส และ สภาพต่าง ๆ และเป็นเพราะ วิทยาการที่ยังล้าสมัย บ่อยครั้งที่ สภาพบางอย่าง เป็นผลมาจากความพิการ และคุณภาพชีวิตที่ต่ำ ระดับพื้นฐานของ องค์ประกอบทางสรีรวิทยา ควรจะเป็นส่วนหนึ่งของ สิทธิ ของมนุษย์ทั้งหลาย มนุษย์ทุกคนควรมีสิทธิ ที่จะมีชีวิตอยู่อย่างไร้ความพิกลพิการ ถ้าพวกเขามีทางเลือก สิทธิที่จะมีชีวิตอยู่อย่างไร้ซึ่งความซึมเศร้าอย่างรุนแรง สิทธิที่จะมองดู คนที่เรารัก ในกรณีที่บุคคลนั้นมีความบกพร่องทางการมองเห็น หรือสิทธิในการเดิน หรือเต้นรำ ในกรณีที่ แขนขา เป็นอัมพาต หรือแขนขาถูกตัด ในฐานะทางสังคม เราสามารถ ทำให้สิทธิมนุษย์เหล่านี้ สัมฤทธิผลได้ ถ้าเรายอมรับข้อเสนอ ที่ว่า มนุษย์ ไม่พิการ มนุษย์ ไม่มีทางแตกหัก พัง สิ่งแวดล้อมที่เราสร้างขี้น เทคโนโลยีท้ืงหลายที่เราสร้างขึ้น ต่างหากที่ แตกหัก พัง และ พิกลพิการ เรา มนุษย์ทั้งหลาย จำเป็นอย่างยิ่งที่จะไม่ ยอมรับในข้อจำกัดทั้งปวง แต่เราสามารถเปลี่ยนความพิกลพิการได้ ผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยี จริงๆ แล้ว ในความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่นี้ ของวิทยาการ ไบโอนิก ในศตวรรตนี้ เราจะ สร้างรูปแบบแห่งวิทยาการ เพื่อให้มนุษย์มีโอกาสได้สัมผัสประสบการณ์อันยิ่งใหญ่ และเราจะทำให้ความพิการหมดสิ้นไป
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.
ผมอยากจะจบเรื่องนี้ด้วย เรื่องเล่าเรื่องหนึ่ง เป็นเรื่องที่แสนสวยงาม เรื่องราวของคุณ เอเดรียน ฮาสเล็ท ดาวิส เอเดรียน สูญเสียขาข้างซ้าย ในเหตุการณ์การโจมตีของผู้ก่อการร้ายในบอสตัน ผมพบเอเดรียนเมื่อ ภาพนี้ถูกถ่ายไว้ ใน โรงพยาบาลฟื้นฟูสมรรถภาพ สเปาดิ้ง เอเดรียนเป็นนักเต้น นักเต้นลีลาศ
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.
เอเดรียนมีลมหายใจ และชีวิต อยู่เพื่อการเต้นรำ มันเป็นการแสดงออกของเธอ เป็นรูปแบบทางศิลปะของตัวเธอ เป็นธรรมดา เมื่อเธอสูญเสียขาของเธอ ในการก่อการร้ายในเมืองบอสตัน เธอต้องการกลับไปยังฟลอร์เต้นรำ
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.
หลังจากที่พบเธอและ ได้ขับรถไปส่งเธอที่บ้าน ผมฉุกคิดว่า ผมเป็นถึง ศาสตราจารย์ของ เอ็มไอที ผมมีแหล่งทรัพยากรต่าง ๆ มาทำขาเทียมไบโอนิคให้เธอดีกว่า เพื่อที่จะทำให้เธอหวลกลับไปใช้ชีวิตการเต้นรำได้ ผมนำนักวิทยาศาสตร์ที่มีความเชี่ยวชาญพิเศษมาที่ เอ็มไอที ทั้งด้าน ขาเทียม ด้านหุ่นยนต์ ด้านการเรียนรู้เครื่องจักรกล และด้าน ไบโอแมคคานิกส์ ด้วยจำนวนวันมากกว่าสองร้อยวัน ในการศึกษาค้นคว้า เราศึกษาเรื่องการเต้นรำ เรานำนักเต้นรำ ที่มีแขนขาชีวภาพ และเราได้ศึกษา การเคลื่อนไหวร่างกายของพวกเขา พวกเขาใช้แรงอะไรบ้างบนฟลอร์เต้นรำ แล้วเราก็นำข้อมูลเหล่านั้น มาผสมผสานเข้ากับหลักการของกากรเต้นรำ ผลสะท้อนจาก ความสามารถในการเต้นรำ แล้วเราก็ได้ฝังความสามารถด้านนี้ไว้ ในแขนขาไบโอนิก ไบโอนิก ไม่ได้ทำให้มนุษย์ เพียงแค่ แข็งแรงขึ้น และรวดเร็วขึ้นเท่านั้น การแสดงออกของเรา ความเป็นมนุษย์ของเรา สามารถนำมาฝังตัวไว้ใน electromechanics
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.
มันเป็นเพียง สามวินาทีครึ่ง ระหว่างที่เกิดการระเบิด ในการก่อการร้ายในบอสตัน สามวินาทีครึ่ง ของอาชญากรผู้ขี้ขลาดตาขาว ได้ทำให้เอเดรียนต้องออกจากฟลอร์เต้นรำ แต่ เราต้องใช้เวลา สองร้อยวันเพื่อนำโอกาสนั้นกลับมา เราจะไม่ขอร้อง ข่มขู่ ในทันทีทันใด ว่าให้ลดลง หรือหยุดเสียที ในการกระทำอันรุนแรง
(Applause)
(เสียงปรบมือ)
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce Adrianne Haslet-Davis, her first performance since the attack. She's dancing with Christian Lightner.
ท่านสุภาพบุรุษ และสุภาพสตรี ผมขอแนะนำ เอเดรียน ฮาสเลท เดวิส การแสดงครั้งแรกของเธอ นับตั้งแต่ถูกทำร้าย เธอจะมาเต้นรำกับ คริสเตียน ไลท์เนอร์
(Applause)
(เสียงปรบมือ)
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
(ดนตรี : Ring My Bell ขับร้องโดย เอนริค อีคเลเซียส)
(Applause)
(เสียงปรบมือ)
Ladies and gentlemen, members of the research team: Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski.
ท่านสุภาพบุรุษ และสุภาพสรี ครับ นี่คือสมาชิกของทีมนักวิจัย อีเลียส เราซ์ และ นาธาน วิลลากาเรย์ คาสกี้
Elliott and Nathan.
อีเลียส และนาธาน
(Applause)
(เสียงปรบมือ)