So today, I would like to talk with you about bionics, which is the popular term for the science of replacing part of a living organism with a mechatronic device, or a robot. It is essentially the stuff of life meets machine. And specifically, I'd like to talk with you about how bionics is evolving for people with arm amputations.
Aujourd'hui, je voudrais vous parler de bionique, le terme populaire pour la science qui remplace une partie d'un organisme vivant par un appareil mécatronique, ou un robot. C'est essentiellement la rencontre de la matière vivante et de la machine. Je voudrais vous parler spécifiquement de l'évolution de la bionique pour les personnes amputées d'un bras.
This is our motivation. Arm amputation causes a huge disability. I mean, the functional impairment is clear. Our hands are amazing instruments. And when you lose one, far less both, it's a lot harder to do the things we physically need to do. There's also a huge emotional impact. And actually, I spend as much of my time in clinic dealing with the emotional adjustment of patients as with the physical disability. And finally, there's a profound social impact. We talk with our hands. We greet with our hands. And we interact with the physical world with our hands. And when they're missing, it's a barrier. Arm amputation is usually caused by trauma, with things like industrial accidents, motor vehicle collisions or, very poignantly, war. There are also some children who are born without arms, called congenital limb deficiency.
C'est ce qui nous motive. L'amputation du bras provoque un handicap énorme. Le handicap fonctionnel est clair. Nos mains sont des instruments étonnants. Quand on en perd une, ou pire encore deux, il est beaucoup plus difficile de faire les choses que nous avons besoin de faire physiquement. Il y a aussi un énorme impact émotionnel. Je passe autant de temps en consultation à gérer l'ajustement émotionnel des patients que leur handicap physique. Finalement, il y a un impact social profond. Nous parlons avec nos mains. Nous saluons avec nos mains. Et nous interagissons avec le monde physique avec nos mains. Quand on ne les a plus, c'est une barrière. L'amputation du bras est en général provoquée par un traumatisme, avec des choses comme des accidents du travail, des collisions de véhicules à moteurs ou, c'est très poignant, la guerre. Il y a aussi des enfants nés sans bras, ce qu'on appelle déficience congénitale au niveau des membres.
Unfortunately, we don't do great with upper-limb prosthetics. There are two general types. They're called body-powered prostheses, which were invented just after the Civil War, refined in World War I and World War II. Here you see a patent for an arm in 1912. It's not a lot different than the one you see on my patient. They work by harnessing shoulder power. So when you squish your shoulders, they pull on a bicycle cable. And that bicycle cable can open or close a hand or a hook or bend an elbow. And we still use them commonly, because they're very robust and relatively simple devices.
Malheureusement, nous ne sommes pas forts pour ce qui est de la prothétique des membres supérieurs. Il y a deux grands types. On les appelle les prothèses classiques, qui ont été inventées juste après la guerre de sécession, affinées lors des deux guerres mondiales. Vous voyez ici un brevet pour un bras en 1912. La prothèse n'est pas très différente de celle que vous voyez sur mon patient. Elles fonctionnent en s'appuyant sur la puissance de l'épaule. Donc quand vous bougez un peu vos épaules, elle tirent sur un câble de vélo. Ce câble de vélo peut ouvrir ou fermer une main ou un crochet ou plier un coude. Nous les employons encore couramment, parce que ce sont des appareils très solides et relativement simples.
The state of the art is what we call myoelectric prostheses. These are motorized devices that are controlled by little electrical signals from your muscle. Every time you contract a muscle, it emits a little electricity that you can record with antennae or electrodes and use that to operate the motorized prosthesis. They work pretty well for people who have just lost their hand, because your hand muscles are still there. You squeeze your hand, these muscles contract. You open it, these muscles contract. So it's intuitive, and it works pretty well.
Le dernier cri est ce qu'on appelle les prothèses myoélectriques. Ce sont des appareils motorisés qui sont contrôlés par de petits signaux électriques envoyés par votre muscle. Chaque fois que vous contractez un muscle, il émet un peu d'électricité qu'on peut enregistrer avec des antennes ou des électrodes et qu'on peut utiliser pour faire fonctionner la prothèse motorisée. Ils fonctionnent assez bien pour les gens qui viennent juste de perdre leur main, parce que les muscles de la main sont toujours là. Vous serrez la main, ces muscles se contractent. Vous l'ouvrez, ces muscles se contractent. C'est donc intuitif, et ça fonctionne assez bien.
Well how about with higher levels of amputation? Now you've lost your arm above the elbow. You're missing not only these muscles, but your hand and your elbow too. What do you do? Well our patients have to use very code-y systems of using just their arm muscles to operate robotic limbs. We have robotic limbs. There are several available on the market, and here you see a few. They contain just a hand that will open and close, a wrist rotator and an elbow. There's no other functions. If they did, how would we tell them what to do?
Qu'en est-il de niveaux d'amputation plus élevés? Vous avez perdu un bras juste au-dessus du coude. il vous manque non seulement ces muscles, mais aussi la main et le coude. Que faites-vous? Nos patients doivent utiliser des systèmes très codifiés pour n'employer que les muscles des bras pour faire fonctionner les membres robotisés. Nous avons des membres robotisés. Il y en a plusieurs sur le marché, et vous en voyez quelques-uns ici. Ils comportent simplement une main qui s'ouvre et se ferme, un poignet qui tourne et un coude. Il n'y a pas d'autres fonctions. Si c'était le cas, comment leur dirions-nous quoi faire?
We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago where we've added some wrist flexion and shoulder joints to get up to six motors, or six degrees of freedom. And we've had the opportunity to work with some very advanced arms that were funded by the U.S. military, using these prototypes, that had up to 10 different degrees of freedom including movable hands. But at the end of the day, how do we tell these robotic arms what to do? How do we control them? Well we need a neural interface, a way to connect to our nervous system or our thought processes so that it's intuitive, it's natural, like for you and I.
Nous avons construit notre propre bras à l'Institut de Rééducation de Chicago (RIC) et nous avons ajouté la flexion du poignet et des articulations d'épaule pour monter à 6 moteurs, ou 6 degrés de liberté. Nous avons eu l'occasion de travailler avec des bras très avancés qui étaient financés par l'armée des Etats-Unis, en utilisant ces prototypes, qui avaient jusqu'à 10 degrés différentes de liberté y compris des mains mobiles. Mais en fin de compte, comment dire à ces bras robotisés ce qu'ils doivent faire? Comment les contrôlons-nous? Il nous faut une interface neutre, un moyen d'établir la connexion avec notre système nerveux ou nos processus de pensée pour que ce soit intuitif, naturel, comme pour vous et moi.
Well the body works by starting a motor command in your brain, going down your spinal cord, out the nerves and to your periphery. And your sensation's the exact opposite. You touch yourself, there's a stimulus that comes up those very same nerves back up to your brain. When you lose your arm, that nervous system still works. Those nerves can put out command signals. And if I tap the nerve ending on a World War II vet, he'll still feel his missing hand. So you might say, let's go to the brain and put something in the brain to record signals, or in the end of the peripheral nerve and record them there. And these are very exciting research areas, but it's really, really hard. You have to put in hundreds of microscopic wires to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers that put out tiny signals that are microvolts. And it's just too hard to use now and for my patients today.
Le corps fonctionne en lançant une commande motrice dans votre cerveau, qui descend le long de votre moelle épinière, jusqu'aux nerfs et à votre périphérie. Ce que vous ressentez est exactement le contraire. Vous vous touchez, il y a un stimulus qui remonte le long de ces mêmes nerfs jusqu'au cerveau. Quand vous perdez un bras, ce système nerveux fonctionne toujours. Ces nerfs peuvent émettre des signaux de commande. Si je sollicite la terminaison nerveuse d'un vétéran de la deuxième guerre mondiale, il sentira toujours sa main manquante. Alors vous pourriez dire, allons au cerveau et mettons quelque chose dans le cerveau pour enregistrer ces signaux, ou au bout des nerfs périphériques et enregistrons-les là. Ce sont des domaines de recherches très excitants, mais c'est vraiment très difficile. Vous devez mettre des centaines de câbles microscopiques pour enregistrer depuis de minuscules neurones individuels, des fibres ordinaires qui émettent de minuscules signaux, des microvolts. C'est tout bonnement trop difficile à employer pour mes patients aujourd'hui.
So we developed a different approach. We're using a biological amplifier to amplify these nerve signals -- muscles. Muscles will amplify the nerve signals about a thousand-fold, so that we can record them from on top of the skin, like you saw earlier. So our approach is something we call targeted reinnervation. Imagine, with somebody who's lost their whole arm, we still have four major nerves that go down your arm. And we take the nerve away from your chest muscle and let these nerves grow into it. Now you think, "Close hand," and a little section of your chest contracts. You think, "Bend elbow," a different section contracts. And we can use electrodes or antennae to pick that up and tell the arm to move. That's the idea.
Alors nous avons développé une approche différente. Nous utilisons un amplificateur biologique pour amplifier ces signaux nerveux, les muscles. Les muscles vont amplifier les signaux nerveux environ un millier de fois, pour que nous puissions les enregistrer par dessus la peau, comme vous l'avez vu plus tôt. Notre approche est donc ce que nous appelons la réinnervation sélective. Imaginez, avec quelqu'un qui a perdu tout son bras, nous avons encore quatre nerfs principaux qui descendent le long du bras. Nous enlevons le nerf du muscle de votre poitrine et laissons ces nerfs y pousser. Vous pensez, "Fermer la main", et une petite section de votre poitrine se contracte. Vous pensez, "Plier le coude", une section différente se contracte. Nous pouvons utiliser des électrodes ou des antennes pour capter ça et dire au bras de bouger. Voilà l'idée.
So this is the first man that we tried it on. His name is Jesse Sullivan. He's just a saint of a man -- 54-year-old lineman who touched the wrong wire and had both of his arms burnt so badly they had to be amputated at the shoulder. Jesse came to us at the RIC to be fit with these state-of-the-art devices, and here you see them. I'm still using that old technology with a bicycle cable on his right side. And he picks which joint he wants to move with those chin switches. On the left side he's got a modern motorized prosthesis with those three joints, and he operates little pads in his shoulder that he touches to make the arm go. And Jesse's a good crane operator, and he did okay by our standards.
Alors voici le premier homme sur qui nous l'avons essayé. Il s'appelle Jesse Sullivan. C'est un saint, un poseur de lignes électriques de 54 ans qui a touché le mauvais câble et a eu les deux bras tellement brûlés qu'il a fallu l'amputer au niveau de l'épaule. Jesse est venu au RIC pour se faire poser ces appareils dernier cri et vous les voyez ici. J'emploie toujours cette vieille technologie avec un câble de vélo sur son côté droit. Il sélectionne l'articulation qu'il veut bouger avec ces interrupteurs au menton. Sur le côté gauche, il a une prothèse motorisée moderne avec ces trois articulations, et il fait fonctionner de petits pavés sur son épaule qu'il touche pour faire bouger le bras. Jesse est un bon opérateur de grue, et il s'en est bien sorti selon nos critères.
He also required a revision surgery on his chest. And that gave us the opportunity to do targeted reinnervation. So my colleague, Dr. Greg Dumanian, did the surgery. First, we cut away the nerve to his own muscle, then we took the arm nerves and just kind of had them shift down onto his chest and closed him up. And after about three months, the nerves grew in a little bit and we could get a twitch. And after six months, the nerves grew in well, and you could see strong contractions. And this is what it looks like. This is what happens when Jesse thinks open and close his hand, or bend or straighten your elbow. You can see the movements on his chest, and those little hash marks are where we put our antennae, or electrodes. And I challenge anybody in the room to make their chest go like this. His brain is thinking about his arm. He has not learned how to do this with the chest. There is not a learning process. That's why it's intuitive.
Il lui fallait une opération chirurgicale de révision sur sa poitrine. Cela nous a donné la possibilité de faire une réinnervation ciblée. Mon collègue, le docteur Greg Dumanian a pratiqué l'opération D'abord, nous avons coupé le nerf de son propre muscle, puis nous avons pris les nerfs des bras et les avons en quelque sorte basculés sur sa poitrine et nous l'avons refermé. Au bout de trois mois environ, les nerfs ont poussé un petit peu et nous avons pu obtenir un petit soubresaut. Au bout de 6 mois, les nerfs poussaient bien, et on pouvait voir de fortes contractions. Voilà à quoi ça ressemble. Voilà ce qui se passe quand Jesse pense à ouvrir et fermer sa main, ou à plier ou étendre son coude. Vous pouvez voir les mouvements sur sa poitrine, et ces petites marques se trouvent là où nous avons implanté nos antennes, nos électrodes. Je mets quiconque dans cette salle au défi de faire faire ça à sa poitrine. Son cerveau pense à son bras. Il n'a pas appris comment faire ça avec la poitrine. Il n'y a pas de processus d'apprentissage. C'est pour ça que c'est intuitif.
So here's Jesse in our first little test with him. On the left-hand side, you see his original prosthesis, and he's using those switches to move little blocks from one box to the other. He's had that arm for about 20 months, so he's pretty good with it. On the right side, two months after we fit him with his targeted reinnervation prosthesis -- which, by the way, is the same physical arm, just programmed a little different -- you can see that he's much faster and much smoother as he moves these little blocks. And we're only able to use three of the signals at this time.
Voici donc Jesse lors de notre premier petit test. A gauche, vous voyez sa prothèse originale, et il utilise ces interrupteurs pour déplacer de petits blocs d'une boite à l'autre. Il a ce bras depuis 20 mois environ, donc il y arrive assez bien. A droite, deux mois après qu'on lui ai posé sa prothèse à réinnervation ciblée, qui d'ailleurs est le même bras physique, juste programmé un peu différemment, vous pouvez voir qu'il est beaucoup plus rapide et bien plus souple quand il déplace ces petits blocs. Nous sommes seulement capables d'utiliser trois des signaux à la fois.
Then we had one of those little surprises in science. So we're all motivated to get motor commands to drive robotic arms. And after a few months, you touch Jesse on his chest, and he felt his missing hand. His hand sensation grew into his chest again probably because we had also taken away a lot of fat, so the skin was right down to the muscle and deinnervated, if you would, his skin. So you touch Jesse here, he feels his thumb; you touch it here, he feels his pinky. He feels light touch down to one gram of force. He feels hot, cold, sharp, dull, all in his missing hand, or both his hand and his chest, but he can attend to either. So this is really exciting for us, because now we have a portal, a portal, or a way to potentially give back sensation, so that he might feel what he touches with his prosthetic hand. Imagine sensors in the hand coming up and pressing on this new hand skin. So it was very exciting.
Puis nous avons eu une de ces petites surprises comme la science en réserve. Nous sommes tous motivés pour obtenir des commandes motrices pour piloter des bras robotisés. Après quelques mois, vous touchez Jesse sur la poitrine, et il sentait sa main manquante. La sensation de sa main a de nouveau grandi dans sa poitrine probablement parce que nous avions aussi enlevé beaucoup de graisse, alors la peau était directement sur le muscle et nous avions désinervé, si vous voulez, sa peau. Alors vous touchez Jesse ici, il sent son pouce ; vous touchez ici, il sent son petit doigt. Il sent un toucher léger jusqu'à un gramme force. Il ressent le chaud, le froid, ce qui est pointu ou émoussé, tout dans sa main manquante, ou à la fois dans sa main et sa poitrine, mais il peut réagir à l'une ou l'autre. C'est vraiment excitant pour nous, parce que maintenant nous avons un portail, un portail ou une façon de rendre potentiellement la sensation, pour qu'il puisse ressentir ce qu'il touche avec sa main prothétique. Imaginez les capteurs dans la main qui montent et pressent sur la nouvelle peau de sa main. Alors c'était très excitant.
We've also gone on with what was initially our primary population of people with above-the-elbow amputations. And here we deinnervate, or cut the nerve away, just from little segments of muscle and leave others alone that give us our up-down signals and two others that will give us a hand open and close signal. This was one of our first patients, Chris. You see him with his original device on the left there after eight months of use, and on the right, it is two months. He's about four or five times as fast with this simple little performance metric.
Nous l'avons aussi fait avec ce qui était initialement notre population d'origine avec des amputations au dessus du coude. Ici nous dénervons, ou nous coupons le nerf, seulement de petits segments de muscle et en laisser d'autres qui nous donnent des signaux alternatifs et deux autres qui nous donneront un signal de main ouverte et fermée. C'était un de nos premiers patients, Chris. Vous le voyez avec son appareillage d'origine à gauche là après 8 mois d'utilisation, et à droite, c'est deux mois. Il est environ 4 ou 5 fois plus vite avec cette simple petite mesure de performance.
All right. So one of the best parts of my job is working with really great patients who are also our research collaborators. And we're fortunate today to have Amanda Kitts come and join us. Please welcome Amanda Kitts.
Bon. Une des meilleures parties de mon travail est de travailler avec ces patients vraiment géniaux qui sont aussi nos collaborateurs de recherche. Nous avons de la chance aujourd'hui qu'Amanda Kitts qui vienne se joindre à nous. merci d'accueillir Amanda Kitts.
(Applause)
(Applaudissements)
So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?
Alors Amanda, voulez-vous nous dire comment vous avez perdu votre bras?
Amanda Kitts: Sure. In 2006, I had a car accident. And I was driving home from work, and a truck was coming the opposite direction, came over into my lane, ran over the top of my car and his axle tore my arm off.
Amanda Kitts : Bien sûr. En 2006, j'ai eu un accident de voiture. Je revenais du travail en voiture, et un camion venant en sens opposé, est venu sur ma voie, a roulé sur le toit de ma voiture et son essieu m'a arraché le bras.
Todd Kuiken: Okay, so after your amputation, you healed up. And you've got one of these conventional arms. Can you tell us how it worked?
Todd Kuiken : Bon, alors après votre amputation, vous avez récupéré. Vous avez eu un de ces bras conventionnels. Pouvez-vous nous dire comment ça marchait?
AK: Well, it was a little difficult, because all I had to work with was a bicep and a tricep. So for the simple little things like picking something up, I would have to bend my elbow, and then I would have to cocontract to get it to change modes. When I did that, I had to use my bicep to get the hand to close, use my tricep to get it to open, cocontract again to get the elbow to work again.
AK : Et bien, c'était un peu difficile, parce que tout ce que j'avais pour travailler, c'était un biceps et un triceps. Alors pour des petits gestes comme ramasser quelque chose, je devrais plier mon coude, et puis il faudrait que je cocontracte pour changer de mode. Quand j'ai fait ça, il me fallait utiliser mon biceps pour fermer la main, utiliser mon triceps pour l'ouvrir, cocontracter encore pour faire fonctionner le coude,
TK: So it was a little slow?
TK : C'était donc un peu lent?
AK: A little slow, and it was just hard to work. You had to concentrate a whole lot.
AK : Un peu lent, et un peu difficile à faire Il fallait se concentrer beaucoup.
TK: Okay, so I think about nine months later that you had the targeted reinnervation surgery, took six more months to have all the reinnervation. Then we fit her with a prosthesis. And how did that work for you?
TK : Alors je pense que 9 mois plus tard après votre opération de réinervation ciblée, il a fallu encore 6 mois pour que toute la réinervation soit faite. Ensuite nous l'avons équipée d'une prothèse. Comment ça a marché pour vous?
AK: It works good. I was able to use my elbow and my hand simultaneously. I could work them just by my thoughts. So I didn't have to do any of the cocontracting and all that.
AK : Bien. J'ai pu me servi de mon coude et de ma main simultanément. J'ai pu les faire fonctionner par mes seules pensées. Pas besoin de cocontraction ni de tout ça.
TK: A little faster?
TK : Un peu plus vite?
AK: A little faster. And much more easy, much more natural.
AK : Un peu plus vite. et bien plus facile, plus naturel.
TK: Okay, this was my goal. For 20 years, my goal was to let somebody [be] able to use their elbow and hand in an intuitive way and at the same time. And we now have over 50 patients around the world who have had this surgery, including over a dozen of our wounded warriors in the U.S. armed services. The success rate of the nerve transfers is very high. It's like 96 percent. Because we're putting a big fat nerve onto a little piece of muscle. And it provides intuitive control. Our functional testing, those little tests, all show that they're a lot quicker and a lot easier. And the most important thing is our patients have appreciated it.
TK : C'était mon but. Pendant 20 ans mon but a été de permettre à quelqu'un d'utiliser son coude est sa main de façon intuitive et en même temps. Nous avons maintenant plus de 50 patients dans le monde qui ont subi cette opération, dont plus d'une douzaine de nos soldats blessés de l'armée des Etats-Unis. Le taux de réussite des transferts de nerfs est très élevé. 96%. Parce que nous mettons un bon gros nerfs sur un petit bout de muscle. Et ça donne un contrôle intuitif. Nos test fonctionnels, ces petits tests, montrent tous qu'ils sont bien plus rapides et plus faciles. Le plus important est que nos patients l'apprécient.
So that was all very exciting. But we want to do better. There's a lot of information in those nerve signals, and we wanted to get more. You can move each finger. You can move your thumb, your wrist. Can we get more out of it? So we did some experiments where we saturated our poor patients with zillions of electrodes and then had them try to do two dozen different tasks -- from wiggling a finger to moving a whole arm to reaching for something -- and recorded this data. And then we used some algorithms that are a lot like speech recognition algorithms, called pattern recognition. See.
Tout ça est donc très excitant. Mais nous voulons faire mieux. Il y a beaucoup d'informations dans ces signaux nerveux, et nous voulions en avoir plus. Vous pouvez bouger chaque doigt. Vous pouvez bouger votre pouce, votre poignet. Pouvons-nous en tirer plus? Alors nous avons fait des expériences au cours desquelles nous avons saturé nos pauvres patients d'électrodes et puis nous leur avons demandé de tenter d'accomplir deux douzaines de taches ; de tortiller un doigt jusqu'à bouger tout un bras pour atteindre quelque chose, et nous avons enregistré ces données. Et puis nous avons utilisé des algorithmes qui ressemblent beaucoup aux algorithmes de reconnaissance vocale. et que l'on appelle reconnaissance de modèles. Voyez.
(Laughter)
(Rires)
And here you can see, on Jesse's chest, when he just tried to do three different things, you can see three different patterns. But I can't put in an electrode and say, "Go there." So we collaborated with our colleagues in University of New Brunswick, came up with this algorithm control, which Amanda can now demonstrate.
Ici vous voyez, sur la poitrine de Jesse, quand il essaye de faire trois choses différentes, vous pouvez voir trois modèles différents. Mais je ne peux pas implanter une électrode et dire "Va là." Nous avons donc collaboré avec nos collègues de l’Université du New Brunswick, et nous avons trouvé cet algorithme de contrôle dont Amanda fait à présent la démonstration.
AK: So I have the elbow that goes up and down. I have the wrist rotation that goes -- and it can go all the way around. And I have the wrist flexion and extension. And I also have the hand closed and open.
AK : Mon coude monte et descend. J'ai la rotation du poignet et elle est complète. J'ai la flexion et l'extension du poignet. Je ferme et j'ouvre la main.
TK: Thank you, Amanda. Now this is a research arm, but it's made out of commercial components from here down and a few that I've borrowed from around the world. It's about seven pounds, which is probably about what my arm would weigh if I lost it right here. Obviously, that's heavy for Amanda. And in fact, it feels even heavier, because it's not glued on the same. She's carrying all the weight through harnesses.
TK : Merci Amanda. Ce bras est un prototype, mais il est constitué de composants du commerce local et de quelques autres que j'ai empruntés dans le monde entier. Il pèse environ 3,5 kg, probablement ce que pèserait mon bras si je le perdais là tout de suite. Il est évident que c'est lourd pour Amanda. En fait il semble encore plus lourd, parce qu'il n'est pas collé au corps de la même façon. Elle porte tout le poids par le biais de harnais.
So the exciting part isn't so much the mechatronics, but the control. So we've developed a small microcomputer that is blinking somewhere behind her back and is operating this all by the way she trains it to use her individual muscle signals. So Amanda, when you first started using this arm, how long did it take to use it?
Le côté enthousiasmant n'est pas tant la mécatronique, mais le contrôle. Nous avons développé un petit microordinateur qui clignote quelque part derrière son dos et qui opère ce bras en fonction de la façon dont elle l'entraine à utiliser ses signaux musculaires individuels. Amanda, quand vous avez commencé à vous servir de ce bras, combien de temps ça vous a pris?
AK: It took just about probably three to four hours to get it to train. I had to hook it up to a computer, so I couldn't just train it anywhere. So if it stopped working, I just had to take it off. So now it's able to train with just this little piece on the back. I can wear it around. If it stops working for some reason, I can retrain it. Takes about a minute.
AK : Probablement 3 ou 4 heures pour l'entrainer. J'ai dû le connecter à un ordinateur, je ne pouvais donc pas l'entrainer n'importe où. Alors s'il arrêtait de fonctionner, je devais l'enlever. Maintenant il est capable de s'entrainer rien qu'avec ce petit équipement sur le dos. Je peux le porter partout. SI pour une raison ou une autre il arrête de fonctionner, je peux le ré-entrainer. Ça prend environ une minute.
TK: So we're really excited, because now we're getting to a clinically practical device. And that's where our goal is -- to have something clinically pragmatic to wear. We've also had Amanda able to use some of our more advanced arms that I showed you earlier. Here's Amanda using an arm made by DEKA Research Corporation. And I believe Dean Kamen presented it at TED a few years ago. So Amanda, you can see, has really good control. It's all the pattern recognition. And it now has a hand that can do different grasps. What we do is have the patient go all the way open and think, "What hand grasp pattern do I want?" It goes into that mode, and then you can do up to five or six different hand grasps with this hand. Amanda, how many were you able to do with the DEKA arm?
TK : Nous sommes donc très enthousiastes, parce que nous arrivons maintenant à un appareil clinique pratique Et c'est là notre but -- avoir une chose qui soit pratique à porter cliniquement. Nous avons aussi donné à Amanda la possibilité d'utiliser certains de nos bras plus avancés que je vous ai montré précédemment. Amanda utilise ici un bras fabriqué par DEKA Research Corporation. Je crois que Dean Kamen l'a présenté à TED il y a quelques années. Vous voyez qu'Amanda le contrôle vraiment bien. Il s'agit de reconnaissance de modèle. Il a désormais une main qui peut saisir avec des pressions différentes. Ce que nous faisons, c'est faire ouvrir complètement la main au patient puis qu'il pense, "Quel modèle de saisie est-ce que je veux?" Il passe dans ce mode, et ensuite vous pouvez avoir 5 ou 6 saisies différentes avec cette main. Amanda, combien avez-vous pu en faire avec le bras DEKA?
AK: I was able to get four. I had the key grip, I had a chuck grip, I had a power grasp and I had a fine pinch. But my favorite one was just when the hand was open, because I work with kids, and so all the time you're clapping and singing, so I was able to do that again, which was really good.
AK, j'ai pu en avoir 4. La saisie clé, la saisie rapide, la saisie ferme et la pincée fine. Mais ma préférée c'était quand la main était simplement ouverte, parce que je travaille avec des enfants, et on frappe des mains et on chante tout le temps, et donc j'ai pu faire ça de nouveau, et c'était vraiment bien.
TK: That hand's not so good for clapping.
TK : Cette main n'est pas terrible pour applaudir.
AK: Can't clap with this one.
AK : Je ne peux pas applaudir avec celle-là.
TK: All right. So that's exciting on where we may go with the better mechatronics, if we make them good enough to put out on the market and use in a field trial. I want you to watch closely.
TK : Bon. Cela laisse bien augurer de vers quoi nous pouvons aller avec une meilleure mécatronique, si nous les réussissons assez bien pour les mettre sur le marché et faire un essai de terrain. Je veux que vous regardiez attentivement.
(Video) Claudia: Oooooh!
(Vidéo) Claudia : Oooooh!
TK: That's Claudia, and that was the first time she got to feel sensation through her prosthetic. She had a little sensor at the end of her prosthesis that then she rubbed over different surfaces, and she could feel different textures of sandpaper, different grits, ribbon cable, as it pushed on her reinnervated hand skin. She said that when she just ran it across the table, it felt like her finger was rocking. So that's an exciting laboratory experiment on how to give back, potentially, some skin sensation.
TK : Voici Claudia, et c'était la première fois qu'elle avait une sensation de toucher avec sa prothèse. Elle avait un petit capteur au bout de sa prothèse qu'elle frottait sur différentes surfaces et elle pouvait ressentir différentes textures de papier de verre à différentes tailles de grain, de câbles lorsque ça appuyait sur la peau de sa main réinervée. Elle a dit que quand elle le faisait glisser en travers de la table, elle avait l'impression que son doigt se balançait. C'est donc une expérience de laboratoire enthousiasmante sur la manière de rendre potentiellement une certaine sensation cutanée.
But here's another video that shows some of our challenges. This is Jesse, and he's squeezing a foam toy. And the harder he squeezes -- you see a little black thing in the middle that's pushing on his skin proportional to how hard he squeezes. But look at all the electrodes around it. I've got a real estate problem. You're supposed to put a bunch of these things on there, but our little motor's making all kinds of noise right next to my electrodes. So we're really challenged on what we're doing there.
Mais voici une autre vidéo qui montre certains de nos problèmes. Voici Jesse. Il presse un jouet en mousse. Plus il presse fermement - vous voyez le petit truc noir au milieu qui pousse contre sa peau proportionnellement à la pression qu'il exerce. Mais regardez toutes les électrodes autour. J'ai un problème d'encombrement. On est censé mettre un tas de ces trucs à cet endroit, mais notre petit moteur fait toutes sortes de bruits juste à côté de mes électrodes. Nous avons donc ici un défi à relever.
The future is bright. We're excited about where we are and a lot of things we want to do. So for example, one is to get rid of my real estate problem and get better signals. We want to develop these little tiny capsules about the size of a piece of risotto that we can put into the muscles and telemeter out the EMG signals, so that it's not worrying about electrode contact. And we can have the real estate open to try more sensation feedback. We want to build a better arm. This arm -- they're always made for the 50th percentile male -- which means they're too big for five-eighths of the world. So rather than a super strong or super fast arm, we're making an arm that is -- we're starting with, the 25th percentile female -- that will have a hand that wraps around, opens all the way, two degrees of freedom in the wrist and an elbow. So it'll be the smallest and lightest and the smartest arm ever made. Once we can do it that small, it's a lot easier making them bigger.
Le futur est souriant. Nous sommes enthousiastes d'en être où nous en sommes, et de ce que nous voulons faire. Par exemple, nous voulons entre autre nous débarrasser de mon problème d'encombrement et obtenir de meilleurs signaux. Nous voulons développer ces capsules minuscules d'environ la taille d'un grain de risotto pour pouvoir les implanter dans les muscles et télémétrer les signaux EMG, pour ne pas avoir à se préoccuper de contact d'électrode. Nous pouvons libérer de la place pour avoir plus de retour de sensation. Nous voulons construire un bras meilleur. Ce bras - ils sont toujours fabriqués pour ce 50ème centile masculin - ce qui signifie qu'ils sont trop gros pour les personnes d'1m70 de ce monde. Alors plutôt qu'un bras super fort ou super rapide, nous faisons un bras qui est, nous n'en sommes qu'au début, le 25ème centile femelle - qui aura une main qui enveloppe, qui s'ouvre complètement, deux degrés de liberté dans le poignet et le coude. Ce sera donc le bras le plus petit et le plus léger et le plus intelligent jamais réalisé. Une fois qu'on pourra le faire aussi petit, ce sera plus facile de les faire plus gros.
So those are just some of our goals. And we really appreciate you all being here today. I'd like to tell you a little bit about the dark side, with yesterday's theme. So Amanda came jet-lagged, she's using the arm, and everything goes wrong. There was a computer spook, a broken wire, a converter that sparked. We took out a whole circuit in the hotel and just about put on the fire alarm. And none of those problems could I have dealt with, but I have a really bright research team. And thankfully Dr. Annie Simon was with us and worked really hard yesterday to fix it. That's science. And fortunately, it worked today.
Voilà donc quelques-uns de nos objectifs. Nous apprécions vraiment que vous soyez tous là aujourd'hui. J'aimerais vous parler un peu du côté obscur, avec le thème d'hier. Amada souffre du décalage horaire, elle se sert de son bras, µ Il y a un bug dans l'ordinateur, un câble est cassé, un convertisseur qui fait des étincelles. Nous avons sorti tout le circuit à l'hôtel et presque déclenché l'alarme incendie. Nous n'aurions pu faire face à aucun de ces problèmes, sauf que nous avons une équipe de recherches particulièrement brillante. Dieu merci, le Docteur Annie Simon était avec nous et a vraiment travaillé dur hier pour tout réparer. C'est ça la science. Et heureusement, ça a marché aujourd'hui.
So thank you very much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)