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.
Pois bem, hoje eu gostaria de falar com vocês sobre biônica, que é o termo popular para a ciência da reposição de partes de um organismo vivo com um dispositivo mecatrônico ou um robô. É essencialmente o ponto em que a vida encontra a máquina. E, especificamente, gostaria de dizer-lhes como a biônica está evoluindo para pessoas com amputações dos braços.
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.
Esta é nossa motivação. A amputação do braço causa uma enorme incapacidade. Quero dizer, a incapacidade funcional é clara. Nossas mãos são instrumentos maravilhosos. E quando você perde uma delas, ou, pior ainda, as duas, é muito mais difícil fazer as coisas que precisamos fazer fisicamente. Há também um enorme impacto emocional. E, na verdade, meu tempo na clínica é gasto igualmente tanto lidando com o ajustamento emocional dos pacientes quanto com a incapacidade física. E finalmente, há um profundo impacto social. Nós conversamos com nossas mãos. Cumprimentamos com nossas mãos. E interagimos com o mundo físico com nossas mãos. E quando as perdemos, isso é uma barreira. A amputação do braço geralmente é causada por trauma, coisas como acidentes industriais, colisões de veículos motorizados ou, muito dolorosamente, guerra. Há também crianças que nascem sem braços, a chamada deficiência de membros congênita.
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.
Infelizmente, não temos grande sucesso com próteses de membros superiores. Há dois tipos gerais. Elas são chamadas de próteses movidas pelo corpo, e foram inventadas logo após a Guerra Civil, aperfeiçoadas na Primeira e na Segunda Guerra Mundial. Aqui vocês veem a patente para um braço, em 1912. Não é muito diferente daquela que vocês veem em meu paciente. Elas funcionam pelo aproveitamento da força do ombro. Então, quando você contrai seus ombros, eles puxam um cabo de bicicleta. E esse cabo de bicicleta pode abrir ou fechar uma mão ou um gancho ou dobrar um cotovelo. E ainda os usamos comumente, porque eles são dispositivos muito resistentes e relativamente 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.
A mais desenvolvida é a que chamamos de prótese mioelétrica. Esses são dispositivos motorizados que são controlados por diminutos sinais elétricos de seu músculo. Cada vez que você contrai o músculo, ele emite um pouco de eletricidade que você pode registrar com antenas ou eletrodos e usar isso para operar a prótese motorizada. Elas funcionam bastante bem para pessoas que perderam apenas a mão, porque os músculos da mão ainda estão lá. Você fecha sua mão, esses músculos contraem. Você abre, esses músculos contraem. Então é intuitiva e funciona bastante bem.
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?
Bem, o que ocorre com amputações maiores? Agora você perdeu o braço acima do cotovelo. Você perdeu não apenas esses músculos, mas também sua mão e seu cotovelo. O que você faz? Bem, nossos pacientes têm que usar sistemas codificados que utilizam apenas seus músculos do braço para operar membros robóticos. Temos membros robóticos. Há vários disponíveis no mercado, e aqui vocês veem alguns. Eles contêm apenas uma mão que abre e fecha, um pulso rotatório e um cotovelo. Não há outras funções. Se houvesse, como lhes diríamos o que fazer?
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.
No Instituto de Reabilitação de Chicago, construímos nosso próprio braço ao qual acrescentamos flexão no pulso e articulações no ombro para até seis motores, ou seis graus de liberdade. E tivemos a oportunidade de trabalhar com alguns braços muito avançados que foram financiados pelo exército norte-americano, usando estes protótipos, que tinham até 10 diferentes graus de liberdade, incluindo mãos móveis. Mas, ao final do dia, como diríamos a esses braços robóticos o que fazer? Como os controlamos? Bem, precisamos de uma interface neural um meio de conectar nosso sistema nervoso ou nossos processos mentais para que seja intuitivo, seja natural, como para você e para mim.
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.
Bem, o corpo trabalha iniciando um comando motor em seu cérebro, descendo pela sua medula espinhal, pelos nervos para sua área periférica. E com suas sensações ocorre exatamente o oposto. Você se toca, há um estímulo que sobe por esses mesmos nervos de volta ao seu cérebro. Quando você perde o braço, esse sistema nervoso ainda funciona. Esses nervos podem perceber sinais de comando. E se eu toco a ponta do nervo de um veterano da II Guerra Mundial, ele ainda sente a mão que perdeu. Então, vocês podem dizer, vamos ao cérebro colocar algo no cérebro para registrar os sinais, ou no término do nervo periférico e registrá-los lá. E essas são áreas de pesquisa muito entusiasmantes, mas é muito, muito difícil. Você tem que colocar centenas de fios microscópicos para registrar minúsculos neurônios individuais -- fibras comuns que emitem minúsculos sinais que são microvolts. E isso é muito difícil de utilizar agora e para meus pacientes atualmente.
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.
Então, desenvolvemos uma abordagem diferente. Estamos usando um amplificador biológico para aumentar esses sinais nervosos -- os músculos. Os músculos aumentarão os sinais nervosos por volta de mil vezes, de maneira que podemos registrá-los na superfície da pele, como viram anteriormente. Nossa abordagem é algo que chamamos de 'reinervação' dirigida. Imagine, em alguém que perdeu o braço inteiro, ainda temos quatro nervos principais que vão em direção ao braço. Retiramos o nervo do músculo peitoral e deixamos que esses nervos cresçam nele. Agora você pensa "Feche a mão" e uma pequena parte de seu peito contrai. Você pensa "Dobre o cotovelo", uma parte diferente contrai. E podemos usar eletrodos ou antenas para captá-los e dizer ao braço para se mover. Esta é a ideia.
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.
Este é o primeiro homem no qual tentamos isso. Seu nome é Jesse Sullivan. Ele é um bom homem -- um eletricista de 54 anos que tocou o fio errado e teve ambos os braços tão gravemente queimados que eles tiveram que ser amputados junto ao ombro. Jesse veio até nós no RIC para adaptar-se com esses equipamentos de última geração, e aqui você os vê. Ainda uso aquela velha tecnologia com um cabo de bicicleta no seu lado direito. E ele escolhe qual articulação quer mover com esses movimentos do cabo. No lado esquerdo, ele tem a prótese motorizada moderna com aquelas três articulações, e ele comanda pequenas almofadas em seu ombro que ele toca para movimentar o braço. E Jesse é um bom operador de guindaste e teve um bom desempenho pelos nossos padrões.
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.
Ele também necessitou de uma cirurgia de revisão em seu peito. E isso nos deu a oportunidade de fazer a 'reinervação' dirigida. Então, meu colega, Dr. Greg Dumanian, fez a cirurgia. Primeiro, retiramos o nervo de seu músculo depois, pegamos os nervos do braço e como que os implantamos em seu peito e fechamos. E após aproximadamente três meses, os nervos cresceram um pouquinho e pudemos observar uma contração. Depois de seis meses, os nervos cresceram bem e você pode observar contrações fortes. E assim é como isto se parece. Isto é o que acontece quando Jesse pensa em abrir e fechar sua mão, ou dobrar e esticar seu cotovelo. Vocês podem ver os movimentos em seu peito, e naquelas pequenas tatuagens é que instalamos nossas antenas, ou eletrodos. E eu desafio qualquer um do auditório a fazer isto com o peito. Seu cérebro está pensando no braço. Ele não aprendeu a fazer isto com o peito. Não há um processo de aprendizado. É por isso que é intuitivo.
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.
Então, aqui está Jesse em nosso primeiro teste com ele. No lado esquerdo, você vê a prótese original e ele está usando aqueles movimentos para passar pequenos blocos de uma caixa a outra. Ele utilizou esse braço por cerca de 20 meses, então ele é muito bom com ele. No lado direito, dois meses após adaptarmos nele a prótese com 'reinervação' dirigida -- que, a propósito, é o mesmo braço físico, apenas programado um pouco diferente -- você pode ver que ele é muito mais rápido e muito mais suave quando move esses pequenos blocos. E pudemos usar apenas três dos sinais desta vez.
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.
Então, tivemos uma daquelas pequenas surpresas da ciência. Estávamos todos motivados a obter comandos motores para guiar braços robóticos. E depois de alguns meses, você toca Jesse em seu peito e ele sente sua mão perdida. A sensibilidade de sua mão cresceu em seu peito novamente, provavelmente porque também retiramos muita gordura, assim, a pele ficou diretamente sobre o músculo e denervada, se preferirem, sua pele. Então, você toca o Jesse aqui, ele sente seu polegar; você o toca aqui, ele sente o dedo mínimo. Ele sente toques leves de até um grama de força. Ele sente quente, frio, afiado, sem corte, tudo, em sua mão amputada, ou tanto na mão quanto no peito, mas ele pode perceber com ambos. Então, isto é muito excitante pra nós, porque agora temos um portal, um portal, ou uma forma de potencialmente devolver a sensibilidade, para que ele possa sentir o que toca com sua mão protética. Imagine sensores na mão surgindo e pressionando nessa nova pele da mão. Enfim, foi muito excitante.
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.
Também avançamos com o que era inicialmente nossa população primária de pessoas com amputações acima do cotovelo. E aqui nós denervamos, ou retiramos o nervo, apenas de pequenos segmentos do músculo e deixamos outros isolados que nos dão nossos sinais de 'alto-baixo' e dois outros que nos darão o sinal de mão aberta ou fechada. Este foi um dos nossos primeiros pacientes, Chris. Você o vê com o aparelho original, à esquerda, depois de oito meses de uso, e, à direita, com dois meses. Ele é cerca de quatro ou cinco vezes mais rápido com esta simples atividade métrica.
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.
Muito bem. Uma das melhores coisas do meu trabalho é trabalhar com pacientes realmente ótimos que são também nossos colaboradores de pesquisa. E estamos felizes hoje por ter Amanda Kitts juntando-se a nós. Por favor, recebam Amanda Kitts.
(Applause)
(Aplausos)
So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?
Então, Amanda, você poderia, por favor, contar-nos como perdeu seu braço?
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: Claro. Em 2006, eu tive um acidente de carro. Eu dirigia do trabalho para casa, e um caminhão, que vinha na direção oposta, invadiu minha pista, passou sobre meu carro e seu eixo cortou fora meu braço.
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 Huiken: Ok, então, depois de sua amputação, você se recuperou. E colocou um desses braços convencionais. Você pode nos dizer como funcionava?
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: Bem, era um pouco difícil, porque tudo que eu tinha para trabalhar era um bíceps e um tríceps. Assim, para as coisas mais simples como pegar algo, eu tinha que dobrar meu cotovelo e depois, tinha que contrair junto para fazê-lo alterar o modo de execução. Quando eu fazia isso, tinha que usar meu bíceps para fazer a mão fechar, usar meu tríceps para fazê-la abrir, contrair junto novamente para fazer o cotovelo funcionar novamente.
TK: So it was a little slow?
TK: Então era um pouco lento?
AK: A little slow, and it was just hard to work. You had to concentrate a whole lot.
AK: Um pouco lento e difícil de trabalhar. Você tinha que se concentrar muito.
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: Ok, acho que mais ou menos nove meses depois que você fez a cirurgia de 'reinervação' dirigida, levou mais seis meses para ter toda a 'reinervação'. Então, adaptamos nela a prótese. E como isso funcionou para você?
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: Funciona bem. Eu era capaz de usar meu cotovelo e minha mão simultaneamente. Eu podia trabalhá-los apenas com meus pensamentos. Então, eu não tinha mais que fazer nenhuma contração junto e tudo aquilo.
TK: A little faster?
TK: Um pouco mais rápido?
AK: A little faster. And much more easy, much more natural.
AK: Um pouco mais rápido. E muito mais fácil, muito mais natural.
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: Ok, este era meu objetivo. Por 20 anos, meu propósito foi permitir que alguém fosse capaz de usar o cotovelo e a mão de uma forma intuitiva e ao mesmo tempo. E agora temos mais de 50 pacientes pelo mundo todo que fizeram essa cirurgia, incluindo mais de uma dúzia de nossos combatentes feridos a serviço do exército dos Estados Unidos. A taxa de sucesso das transferências de nervo é muito alta. É por volta de 96 por cento. Porque estamos colocando um grande nervo numa pequena parte de músculo. E ele proporciona controle intuitivo. Nosso teste funcional, aqueles pequenos testes, todos mostram que eles são muito mais rápidos e muito mais fáceis. E a coisa mais importante é que nossos pacientes gostaram dele.
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.
Isso foi muito excitante. Mas queremos fazer melhor. Há muita informação nesses sinais nervosos, e queríamos conseguir mais. Você pode mover cada dedo. Você pode mover seu polegar, seu pulso. Podemos obter mais disso? Então, nós fizemos alguns experimentos nos quais saturamos nossos pacientes com zilhões de eletrodos e depois, eles tentaram fazer duas dúzias de diferentes tarefas -- de balançar um dedo a mover o braço inteiro para alcançar alguma coisa -- e gravamos esses dados. E depois, usamos alguns algoritmos que são muito parecidos com algoritmos de reconhecimento de fala, chamados de 'reconhecimento de padrão'. Observem.
(Laughter)
(Risadas)
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.
E aqui podem ver, no peito de Jesse, quando ele tenta fazer três coisas diferentes, vocês podem observar três padrões diferentes. Mas não posso colocar nele um eletrodo e dizer "Vá lá." Então colaborando com nossos colegas na Universidade de New Brunswick, conseguimos este algoritmo de controle, que a Amanda vai demonstrar agora.
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: Então, eu tenho um cotovelo que vai para cima e para baixo. Eu tenho rotação no pulso que vai -- e pode dar uma volta completa. E eu tenho flexão e extensão de pulso. E também tenho a mão fechada e aberta.
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: Obrigado, Amanda. Este é um braço de pesquisa, mas é feito de componentes comerciais daqui mesmo e alguns que tomei emprestado mundo afora. Pesa cerca de três quilos, que é provavelmente mais ou menos o quanto meu braço pesaria se eu o perdesse exatamente aqui. Obviamente, isso é pesado para Amanda. E, de fato, fica ainda mais pesado porque não está fixado no mesmo. Ela está carregando todo o peso através de correias.
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?
Então a parte excitante não é tanto a mecatrônica, mas o controle. Então desenvolvemos um pequeno microcomputador que está funcionando num ponto em suas costas e operando isto durante todo o tempo que ela treina com ele para usar os sinais individuais dos músculos. Então, Amanda, quando você começou a usar este braço, quanto tempo levou para usá-lo?
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: Levou, provavelmente cerca de três a quatro horas para conseguir treinar. Eu tinha que engatá-lo a um computador, então eu não podia treinar em qualquer lugar. Se ele parasse de funcionar, eu tinha que tirá-lo. Agora é possível treinar com apenas esta pequena peça nas costas. Posso usá-la em todos lugares. Se ele para de funcionar por alguma razão, posso treiná-lo novamente Leva mais ou menos um minuto.
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: Então estamos realmente entusiasmados, porque agora estamos chegando a um dispositivo clínico prático. E aí está nosso objetivo -- ter algo clínicamente prático para usar. Também capacitamos Amanda a usar alguns de nossos braços mais avançados que lhes mostrei anteriormente. Aqui está Amanda usando um braço feito pela Corporação de Pesquisa DEKA. E eu creio que Dean Kamen o apresentou no TED, alguns anos atrás. Então a Amanda, como podem ver, tem realmente um bom controle. É tudo o 'padrão de reconhecimento'. E agora tem a mão que pode fazer diferentes preensões. O que fazemos é deixar que o paciente tenha caminho livre e pense "Que tipo de padrão de preensão da mão eu quero?" Ele vai para essa modalidade. e você pode fazer até cinco ou seis preensões diferentes com esta mão. Amanda, quantas você podia fazer com o braço 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: Eu conseguia fazer quatro. Eu tinha a preensão de chave, a preensão de afago, Tinha o aperto forte e tinha a compressão suave. Mas a minha favorita era quando a mão estava aberta, pois trabalho com crianças, e então, o tempo todo você está batendo palmas e cantando, então, eu era capaz de fazer aquilo novamente, o que era muito bom.
TK: That hand's not so good for clapping.
TK: Essa mão não é tão boa para bater palmas.
AK: Can't clap with this one.
AK: Não consigo bater palmas com esta.
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: Muito bem. Então, é entusiasmante até onde podemos ir com uma mecatrônica melhor, se as fizermos boas o bastante para colocar no mercado e usar numa experiência de campo. Quero que observem com atenção.
(Video) Claudia: Oooooh!
(Vídeo) Claudia: Ooooh!
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: Essa é Claudia, e essa foi a primeira vez que ela conseguiu ter sensibilidade através da prótese. Ela tinha um pequeno sensor na ponta da prótese que ela passava sobre diferentes superfícies e ela podia sentir diferentes texturas, de lixa, diferentes tipos de brita, fitas de laço, quando passava na pele de sua mão 'reinervada'. Ela disse que quando a passou pela mesa, sentiu como se seu dedo estivesse balançando. Então este é um experimento de laboratório entusiasmante em como devolver, potencialmente, alguma sensibilidade da pele.
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.
Mas aqui temos um outro vídeo que mostra algo de nossos desafios. Este é Jesse e ele está apertando um brinquedo de espuma. E quanto mais ele aperta -- você vê uma pequena coisa preta no meio que está puxando sua pele proporcionalmente à força com que ele aperta. Mas, olhe para todos os eletrodos ao redor dele. Tenho um problema de localização. Um punhado dessas coisas devem ser colocadas ali, mas nosso pequeno motor está fazendo todos os tipos de barulho exatamente ao lado dos meus eletrodos! Então, estamos realmente desafiados pelo que fazemos ali.
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.
O futuro é luminoso. Estamos entusiasmados sobre onde estamos e as muitas coisas que queremos fazer. Então, por exemplo, uma é: livrar-se do problema de localização e conseguir sinais melhores. Queremos desenvolver estas minúsculas cápsulas mais ou menos do tamanho de um grão de arroz de modo que possamos inserir nos músculos e conseguir os sinais EMG por telemetria, para que não haja preocupação de contato com o eletrodo. E podemos ter o local livre para tentar maior resposta de sensibilidade. Queremos construir um braço melhor. Este braço -- eles são sempre feitos para os 50 por cento masculinos -- o que significa que eles são muito grandes para cinco oitavos do mundo. Então, mais que um braço que é super forte ou super rápido, estamos fazendo um braço que é -- estamos começando com os 25 por cento femininos -- que terão uma mão que envolve, que abre completamente, dois graus de liberdade no pulso e um cotovelo. Será o menor, mais leve e mais esperto braço já feito. Se pudermos fazê-los pequenos, será muito mais fácil fazê-los maiores.
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.
Pois bem, esses são alguns de nossos objetivos. E realmente agradecemos vocês todos por estarem aqui hoje. Gostaria de contar-lhes um pouquinho sobre o lado ruim, com o tema de ontem. Amanda chegou cansada do voo, ela está usando o braço, e tudo dá errado. Houve um problema no computador, um fio partido, um conversor que soltou faíscas. Desmontamos todo um circuito no hotel e quase disparamos o alarme de incêndio. E eu não poderia ter resolvido nenhum desses problemas, mas eu tenho uma equipe de pesquisadores realmente brilhante. E felizmente a Dra. Annie Simon estava conosco e trabalhou muito ontem para consertar isso. É a ciência. E felizmente, funcionou hoje.
So thank you very much.
Muito obrigado.
(Applause)
(Aplausos)