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.
Aşadar, astăzi, aş vrea să vă vorbesc despre bionică, care este cuvântul ce denotă ştiinţa înlocuirii unei părţi dintr-un organism viu cu un dispozitiv mecatronic, adică un robot. Este de fapt când materia vieţii se întâlneşte cu o maşină. Mai exact, aş vrea să vă vorbesc despre cum evoluează bionica pentru oamenii cu braţe amputate.
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.
Aceasta este motivaţia noastră. Un braţ amputat provoacă un handicap imens. E evident că lipsa unui braţ împiedică funcţionarea noastră normală. Mâinile noastre sunt instrumente extraordinare. Şi când pierzi una, darămite două, e mult mai greu să faci lucrurile fizice pe care trebuie să le faci. Mai există şi un impact enorm emoţional. De fapt, eu petrec la fel de mult timp la clinică ajutând pacienţii să se adapteze emoţional precum petrec ajutându-i să facă faţă handicapului fizic. Iar la urmă, există şi un impact social semnificativ. Vorbim folosind mâinile. Salutăm folosind mâinile. Şi interacţionăm cu lumea fizică folosind mâinile. Iar lipsa lor, constituie un obstacol. Amputarea unui braţ e cauzată de obicei de traumă, de pildă în accidente industriale, accidente rutiere sau, din nefericire, în război. Există şi copii care se nasc fără braţe, acesta afecțiune se numește meromelie.
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.
Din păcate, ştiinţa nu oferă soluţii grozave atunci când vine vorba de proteze pentru braţe. Există două tipuri mari. Pe de-o parte există protezele mişcate de corp, care au fost inventate chiar după Războiul Civil American (n.t. 1861–1865), și au fost îmbunătățite în timpul celor două războaie mondiale. Aici puteți vedea un patent pentru un braț din 1912. Nu e foarte diferit de cel pe care-l vedeți pe pacientul meu aici. Aceste brațe funcționează folosind puterea umărului. Când strângi umerii, ei trag de un cablu de bicicletă. Iar acel cablu de bicicletă poate să deschidă sau să închidă un braț sau un cârlig sau poate îndoi un cot. Folosim aceste brațe în mod curent, pentru că sunt dispozitive foarte fiabile și destul de simple.
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.
Ultimul răcnet în materie de proteze sunt ceea ce numim proteze mioelectrice. Sunt dispozitive cu motor care sunt controlate de mici semnale electrice care vin de la mușchi. De fiecare dată când se contractă un mușchi, el emite un pic de electricitate care poate fi înregistrată cu antene sau electrozi și folosită pentru a controla proteza cu motor. Ele funcționează destul de bine pentru pacienții care tocmai și-au pierdut mâna pentru că mușchii din mâinile lor sunt încă prezenți. Dacă strâng mâna, acești mușchi li se contractă. Dacă o deschid, acești mușchi se contractă. Așadar mecanismul e intuitiv, și funcționează bine.
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?
Dar ce se întâmplă cu amputări mai grave? Să zicem că ți-ai pierdut brațul deasupra cotului. Nu numai că nu mai ai acești mușchi, dar nu mai ai nici mâna și cotul. Ce poți face? Acești pacienți trebuie să folosească niște mecanisme foarte complicate ca să poată opera brațele robotice folosind doar mușchii brațului. Avem așadar brațe robotice. Există câteva pe piață, și aici puteți vedea câteva. Ele au doar o mână care se deschide și închide, un motor care învârte încheietura și un cot. Nu există nici o altă funcție. Dacă ar avea alte funcții, cum ar putea pacienții să le manevreze?
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.
Am construit o versiune proprie de braț robotic la Institutul de Reabilitare din Chicago unde am adăugat și puțină flexibilitate la încheietură și umăr pentru a folosi până la 6 motoare și a oferi 6 grade de mobilitate. Am avut și șansa de a lucra cu niște brațe foarte avansate care au fost finanțate de armata americană, niște prototipuri care aveau până la 10 grade de mobilitate inclusiv mobilitate la nivelul mâinii. Dar până la urmă, cum putem să spunem acestor brațe robotice ce să facă? Cum le controlăm? Ne trebuie o interfață neurală, un mod de a ne conecta la sistemul nostru nervos sau la procesele noastre cognitive astfel încât mișcarea să fie intuitivă, firească, pentru oameni de rând ca tine sau mine.
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.
Organismul funcționează trimițând o comandă de mișcare din creier, care trece prin coloana vertebrală, până la nervi și la periferie. Iar senzația funcționează exact invers. Când îți atingi pielea, există un stimul, care călătorește prin aceiași nervi și ajunge înapoi la creier. Când cineva-şi pierde un braţ, acel sistem nervos funcţionează în continuare. Acei nervi pot să trimită comenzi. Iar dacă conectez ceva la capătul acelui nerv pe un veteran de război, va simţi ceva în braţul care-i lipseşte. Probabil vă gândiți, cum ar fi să mergem la creier şi să punem ceva înăuntru care să înregistreze semnalele acolo sau în capătul nervului. Acestea sunt domenii de cercetare foarte interesante, dar e greu să reușești așa ceva. Trebuie să poți conecta sute de fire microscopice care să preia date de la neuroni individuali minusculi niște fibre care emit semnale mici de câțiva microvolți. E extrem de dificil să folosești așa ceva, pentru pacienții din ziua de azi, cum sunt ai mei.
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.
Așa că am creat o altă abordare. Folosim un amplificator biologic pentru a amplifica aceste semnale nervoase: mușchii. Mușchii vor amplifica aceste semnale nervoase de câteva mii de ori, astfel încât putem să înregistrăm impulsurile de la suprafața pielii, așa cum ați văzut mai devreme. Așadar abordarea noastră se numește re-inervare țintită. Gândiți-vă: o persoană care și-a pierdut întregul braț mai are totuși 4 nervi principali. care merg de-a lungul mâinii. Și înlăturăm nervul din mușchii pectorali și lăsăm acești nervi să crească în acești mușchi. Acum, dacă pacientul gândește "închid mâna”, o mică secțiune a pieptului se contractă. Dacă se gândește, ”Îndoaie cotul”, o altă secțiune se contractă. Putem folosi electrozi sau antene ca să detectăm acest semnal și să facem brațul să se miște. Asta e ideea.
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.
Acesta este primul om pe care am încercat-o. Numele lui este Jesse Sullivan. Este un om extraordinar -- un electrician de 54 de ani care a atins cablul greșit și și-a ars atât de tare ambele mâini încât a trebuit să fie amputate de la braț în jos. Acesta este Jesse, care a venit la noi ca să i se pună unul dintre aceste dispozitive de ultimă generație Foloseşte tehnologia aceea mai veche cu un cablu de bicicletă pe partea lui dreaptă. El alege care articulaţie vrea să o mişte cu acele întrerupătoare de la bărbie. Pe partea stângă are o proteză modernă cu motor cu aceste trei articulaţii, şi operează mici suprafeţe la umăr pe care le atinge ca să mişte braţul. Şi Jesse e un bun operator de macara, şi s-a descurcat bine după normele noastre.
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.
A avut însă nevoie şi de o re-operare la nivelul pieptului. Şi asta ne-a dat oportunitatea să facem o re-inervare ţintită. Aşadar colegul meu, Dr. Greg Dumanian, a făcut operaţia. Prima dată, am tăiat nervul de la muşchiul lui, apoi am luat nervii de la braţ şi i-am mutat în jos pe pieptul lui şi am închis operaţia. Şi după aproximativ trei luni, nervii s-au dezvoltat puţin şi am putut vedea o tresărire. Iar după şase luni, nervii au crescut bine, şi am putut vedea contracţii mai puternice. Iată cum arată asta. Asta se întâmplă când Jesse se gândeşte deschide şi închide mâna, sau îndoaie şi îndreaptă cotul. Puteţi vedea mişcările pe pieptul lui, iar acele însemne sunt unde am pus noi antenele, sau electrozii. Şi provoc pe oricine din sală să facă aşa cu pieptul lor. Creierul lui se gândeşte la braţ Nu a învăţat cum să facă aşa cu pieptul lui. Nu există nici un proces de învăţare. De aceea este intuitiv.
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.
Iată-l deci pe Jesse în primul nostru test. În partea din stânga, vedeţi proteza lui originală, şi foloseşte acele întrerupătoare ca să mişte blocuri mici dintr-o cutie în alta. A avut acel braţ vreme de vreo 20 de luni, deci se descurcă bine cu el. Pe partea dreaptă, la două luni după ce i-am pus proteza de re-inervare ţintită -- care, apropo, e acelaşi braţ mecanic, doar programat puţin diferit -- puteţi vedea că e mult mai rapid şi mişcările lui sunt mai fine când mişcă blocurile. Şi deocamdată foloseam abia câte 3 semnale.
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.
Şi atunci am avut una dintre acele mici surprize ştiinţifice. Lucram motivaţi de dorinţa de a obţine comenzi motorii ca să mişcăm braţele robotice. Şi după câteva luni, când l-am atins pe Jesse pe piept, şi-a simţit mâna lipsă. Senzaţia pentru mână a crescut în pieptul lui probabil pentru că am înlăturat şi multă grăsime, şi pielea era chiar pe muşchi şi nu mai avea nervii proprii. Deci dacă îl atingi pe Jesse aici, îşi simte degetul; atingi aici, şi simte degetul mic. Simte atingeri fine până la un gram de forţă. Simte fierbinte, rece, ascuţit, plat, toate prin mâna care îi lipseşte, sau prin mână şi piept, dar poate da curs amândurora. Asta ne bucură foarte mult, pentru că acum avem o poartă, o poartă sau o cale pentru a reda senzaţia, astfel încât să poată simţi ce atinge cu mâna protetică. Imaginaţi-vă senzori în mână care să apese pe noua piele a mâinii lui. Aşadar ne-am bucurat foarte mult.
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.
Am avansat şi cu populaţia noastră principală şi iniţială: oamenii cu amputări deasupra cotului. Aici de-inervăm, sau tăiem nervul, doar de la bucăţi mai mici de muşchi şi le lăsăm pe altele în pace ceea ce ne oferă semnalele sus-jos şi încă două pentru închiderea şi deschiderea mâinii. Acesta a fost unul dintre primii noştri pacienţi, Chris. Îl vedeţi aici cu dispozitivul lui original pe stânga, după 8 luni de folosinţă, şi pe dreapta, după 2 luni. E de vreo 4-5 ori mai rapid în acest test simplu de performanţă.
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.
În regulă. Una dintre părţile cele mai frumoase ale slujbei mele e să lucrez cu pacienţi grozavi. care sunt şi colaboratorii noştri în cercetare. Şi astăzi avem bucuria să o avem pe Amanda Kitts alături de noi. Vă rog să o poftiţi pe Amanda Kitts.
(Applause)
(Aplauze)
So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?
Așadar Amanda, ai putea să ne spui cum ți-ai pierdut brațul?
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: Sigur. În 2006, am avut un accident de mașină. Conduceam spre casă de la serviciu, și un camion venea din direcția opusă, a intrat pe sensul meu, a trecut peste mașina mea și axul camionului mi-a rupt brațul.
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: OK, deci după amputare, te-ai vindecat. Și ai avut unul dintre acele proteze obișnuite. Poți să ne spui cum funcționa?
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: Păi, era puțin dificil, pentru că nu puteam să lucrez decât cu un biceps și un triceps. Deci pentru a face lucruri simple precum ridicatul unui obiect, trebuia să-mi îndoi cotul, și apoi să co-contractez ca să schimb modul. Apoi, foloseam bicepsul ca să închid mâna, apoi tricepsul ca să o deschid, co-contractam iarăși ca să pot opera cotul iarăși.
TK: So it was a little slow?
TK: Deci mergea cam încet?
AK: A little slow, and it was just hard to work. You had to concentrate a whole lot.
AK: Cam încet, și era pur și simplu greu de folosit. Trebuia să te concentrezi mult.
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, deci parcă după 9 luni ai avut chirurgia de re-inervare țintită, și a durat încă 6 luni să se facă re-inervarea. Apoi ți-am pus o proteză. Cum a mers asta?
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: Merge bine. Puteam folosi cotul și mâna în același timp. Puteam să le mișc doar cu gândul. Deci nu trebuia să co-contractez și alte lucruri din acestea.
TK: A little faster?
TK: Ceva mai rapid?
AK: A little faster. And much more easy, much more natural.
AK: Ceva mai rapid. Și mult mai ușor, mult mai firesc.
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, acesta a fost obiectivul meu. Vreme de 20 de ani, obiectivul meu a fost să permit cuiva să poată folosi cotul și mâna într-un mod intuitiv și în același timp. Acum avem peste 50 de pacienți din toată lumea cărora li s-a făcut această operație, inclusiv peste 12 din soldații noștri răniți din armata Statelor Unite. Rata de succes a transferurilor de nervi e foarte mare. În jur de 96%. Pentru că punem un nerv mare și gros pe o bucată de mușchi. Și oferă control intuitiv. În testele noastre funcționale, testele astea mici, toate arată că protezele operează mult mai rapid și mai ușor. Și lucrul cel mai important e că pacienții noștri apreciază asta.
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.
Deci toate acestea ne-au bucurat foarte mult. Dar vrem să facem mai mult. Există foarte multă informație în acele semnale nervoase, și am vrut să obținem mai mult. Să miști fiecare deget. Să-ți miști degetul mare, încheietura. Oare putem obține mai mult? Așadar am făcut niște experimente unde am saturat săracii pacienți cu foarte foarte mulți electrozi și apoi i-am pus să facă 24 sarcini diferite -- de la scuturatul unui deget la mișcarea întregului braț la întinsul mâinii după un obiect -- și am înregistrat aceste date. Și apoi am folosit niște algoritmi care seamănă mult cu algoritmii pentru recunoaștere vocală, numiți recunoaștere de tipare. Iată.
(Laughter)
(Râsete)
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.
Și aici puteți vedea, pe pieptul lui Jesse, când a încercat să facă doar trei lucruri diferite, trei tipare diferite. Dar eu nu pot să pun un electrod și să spun, ”Mergi acolo.” Așadar am colaborat cu colegii noștri de la Universitatea din New Brunswick, am creat acest program cu algoritmi, pe care Amanda îl poate demonstra acum.
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: Deci am cotul care merge în sus și în jos. Am o rotație de încheietură care merge -- și poate să se rotească de tot. Și am îndoirea încheieturii și extensia. Și am și închisul și deschisul mâinii.
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: Mulțumesc, Amanda. Acesta este însă un braț pentru cercetare, dar e făcut din componente care se găsesc pe piață de aici în jos și câteva pe care le-am împrumutat de prin toată lumea. Cântărește vreo 3.5 kg, ceea ce e cam cât ar cântări brațul meu dacă l-aș pierde de aici. Evident, asta e greu pentru Amanda. Și de fapt, pare și mai greu, pentru că nu e lipit la fel. Ea duce toată greutatea prin hamuri.
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?
Deci partea interesantă nu e atât mecatronica, cât controlul. Așadar am dezvoltat un microcomputer care pâlpâie undeva în spatele ei și operează acest braț în întregime după cum este programat de ea pentru a folosi semnalele de la mușchii ei proprii. Deci Amanda, când ai început să folosești acest braț, cât a durat ca să-l poți folosi?
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: Probabil că a durat doar vreo 3-4 ore ca să-l programez. A trebuit să-l leg la un calculator, deci nu puteam să-l programez oriunde. Iar dacă se oprea din funcționare, trebuia să-l dau jos. Dar acum poate să se programeze cu acest dispozitiv mic din spate. Pot să-l port cu mine. Și dacă se oprește din funcționare, pot să-l reprogramez. Durează cam un minut.
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: Deci suntem foarte bucuroși, pentru că acum ajungem să avem un dispozitiv practic d.p.d.v clinic. Iar acesta este obiectivul nostru -- să avem ceva care e pragmatic de purtat. Am putut să o facem pe Amanda să folosească și unele din brațele mai avansate pe care vi le-am arătat mai devreme. Aici Amanda folosește un braț făcut de DEKA Research Corporation. Și parcă Dean Kamen l-a prezentat la TED acum câțiva ani. Deci după cum vedeți, Amanda are control foarte bun. E vorba de recunoașterea de tiparuri Și aici are o mână care poate să prindă în feluri diferite. Rugăm pacientul să deschidă de tot și să se gândească, ”Ce fel de priză vreau?” Intră în acel mod și apoi poți prinde în 5-6 feluri diferite cu mâna asta. Amanda, câte puteai face cu brațul de la 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: Am reușit să fac 4. Aveam priza pentru cheie, priza pentru aruncat, aveam o priză puternică și o pișcătură fină. Dar preferata mea era când țineam doar mâna deschisă, pentru că lucrez cu copii, și tot timpul bat din palme și cânt, și am putut din nou să fac asta, ceea ce a fost grozav.
TK: That hand's not so good for clapping.
TK: Brațul acesta nu e grozav pentru aplaudat.
AK: Can't clap with this one.
AK: Nu pot bate din palme cu ăsta.
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: OK. Cât despre unde am putea ajunge cu mecatronica, dacă o facem destul de bună ca să o punem în piață și să o încercăm pe teren. Aș dori să priviți cu atenție.
(Video) Claudia: Oooooh!
(Video) Claudia: Uaaaaa!
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: Aceasta e Claudia, și asta a fost prima dată când a putut simți o senzație prin proteza ei. Avea un senzor mic în capătul protezei pe care l-a trecut peste suprafețe diferite, și a putut să simtă texturi diferite precum hârtie abrazivă, asperități diferite, cablu panglică, pe măsură ce atingea pe pielea ei re-inervată. A spus că atunci când a trecut-o deasupra mesei, simțea ca și cum degetul i se legăna. Deci acesta este un experiment de laborator despre cum am putea să redăm unele senzații pe piele.
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.
Dar iată încă un film care vorbește despre alte provocări. Acesta este Jesse, și strânge o jucărie din burete. Și pe măsură ce strânge mai tare -- vedeți o chestie mică neagră în mijloc care apasă pe pielea lui în funcție de cât de tare strânge. Dar priviți câți electrozi sunt acolo. Am o problemă de spațiu fizic Trebuie să punem o grămadă de chestii din astea acolo, dar motorul face tot felul de zgomot chiar lângă electrozii mei. Deci e o provocare foarte mare ce facem aici.
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.
Viitorul arată bine. Ne bucură unde suntem și mai sunt multe de făcut. Deci, de exemplu, ca să scap de problema mea de spațiu fizic și să obțin semnale mai bune. Vrem să dezvoltăm niște capsule mici cât un bob de orez pe care să le putem pune în mușchi și să transmitem la distanță semnalele EMG ca să putem să nu mai avem grija contactului cu electrozii. Și atunci putem păstra mai mult spațiu fizic pentru a obține mai mult feedback senzorial. Vrem să construim și un braț mai bun. Acest braț -- întotdeauna sunt făcute pentru bărbatul din a 50-a percentilă ceea ce înseamnă că sunt prea mari pentru 5/8 din lume. Deci în loc să avem un braț foarte mare sau foarte rapid, construim un braț care este -- începem cu femeia din a 25-a percentilă -- care va avea un braț care se poate înfășura, se deschide de tot, are două grade de mobilitate la încheietură și un cot. Deci va fi cel mai mic și cel mai ușor și cel mai deștept braț făcut vreodată. Dacă-l putem face atât de mic, va fi mult mai ușor să-l facem mai mare.
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.
Deci astea sunt doar unele din obiectivele noastre. Și apreciem cu adevărat că ați venit astăzi cu toții aici. Aș vrea să vă spun puțin despre latura întunecată, cum veni vorba cu tema de ieri. Deci Amanda a ajuns obosită de pe alt fus orar, folosea brațul, și totul mergea prost. Un computer a mers aiurea, un fir s-a rupt, un convertor a făcut scântei. Am demontat un circuit întreg în hotel și aproape am declanșat alarma de incendiu. Și nu aș fi putut să rezolv niciuna din problemele acestea, dar am o echipă de cercetare sclipitoare. Și din fericire Dr. Annie Simon a fost cu noi și a lucrat din greu ieri ca să repare tot. Așa e știința. Și din fericire, a funcționat astăzi.
So thank you very much.
Vă mulțumesc foarte mult.
(Applause)
(Aplauze)