Deux jeunes et extrêmement talentueux grimpeurs de roche et de glace se sont lancés au sommet du mont. Washington, le plus haut sommet du nord-est des États-Unis (6 288 pieds) et considéré comme la petite montagne la plus dangereuse du monde, en janvier 1982. Malgré une planification minutieuse, un mauvais virage dans le temps a amené Hugh Herr et son ami Jeff Batzer à descendre du mauvais côté de la montagne, obligés de marcher à travers les nuits froides de Sibérie pour éviter de geler à mort. Heureusement, le quatrième jour, les efforts des EMS locaux ont été dirigés vers l’endroit où les hommes se réfugiaient sous un rocher. Malheureusement, cet incident a entraîné l’amputation des pieds de Herr six pouces sous les genoux en raison de la gangrène. Batzer a également perdu ses orteils, son pied gauche et ses doigts de la main droite.
Quand j’ai parlé au Dr. Lors de la conférence « La science à l’ère de l’expérience » organisée cette année par Dassault Systèmes, il a partagé que ce n’est qu’après que lui et son ami eurent été stabilisés qu’ils ont appris la terrible nouvelle: une avalanche avait emporté deux de leurs sauveteurs de la piste, et l’un d’eux, un jeune homme dévoué nommé Albert Dow, était décédé.
Herr a partagé qu’il ressentait une honte et une culpabilité excessives à la suite de la mort de Dow, et qu’il avait besoin d’être réprimandé du tout, car cela ressemblait à une violation de tout ce qu’il tenait pour sacré en tant qu’homme de plein air et être humain. « Une grande partie de ce que je fais est faite en sa mémoire: Albert était une personne extraordinaire qui était très généreuse et empathique envers les autres humains. Ce serait une honte pour sa mémoire si je devais simplement abandonner. »
En tant que grimpeur d’élite, Herr n’avait aucune idée de ce à quoi pourrait ressembler son avenir, car les médecins et les thérapeutes lui ont dit qu’il ne grimperait plus jamais. Cependant, c’était l’esprit plutôt que la matière pour Herr, et dès que sa première série de prothèses a été installée, il a immédiatement essayé de les escalader. Malgré une douleur atroce, il a découvert qu’il pouvait en effet grimper.
C’est ainsi qu’il a commencé ses efforts dévoués pour concevoir et repenser continuellement de meilleures prothèses pour l’escalade, au point qu’il était de retour sur le mur en tant que grimpeur d’élite; il a enregistré plus de vingt ascensions de 5,11 s et 5,12s, dont une de 5,12 plus ce premier été de 1982.
Lors de son discours à la conférence, le Dr Herr a raconté qu’un autre alpiniste avait déclaré avec colère qu’il trichait en utilisant des prothèses. Cependant, il s’en est félicité, car avant tout, il méprisait la pitié et le fait d’être qualifié de courageux, et que d’autres éprouvent de la jalousie ou de l’envie à cause de sa situation difficile signifiait qu’il était compétitif et considéré comme une menace.
Le Dr Herr a ensuite obtenu une maîtrise en génie mécanique du MIT et un doctorat en biophysique de l’Université Harvard, avant de terminer un post-doctorat en dispositifs médicaux au MIT. Dr. M. Herr est actuellement professeur au MIT Media Lab, chef du groupe de recherche en bioméchatronique et fondateur de BionX, fondé à l’origine sous le nom d’iWalk en 2006. Il codirige également le Center for Extreme Bionics.
Les visions du Dr Herr incluent l’avancement du corps humain pour atteindre de nouveaux sommets et l’imagination de mondes futurs avec des membres futuristes, dans lesquels le design informe la biologie. Ses recherches et ses travaux ont conduit à un domaine émergent de la biologie dans lequel les prothèses bioniques peuvent s’interfacer avec l’anatomie humaine existante d’une manière où le robot devient littéralement une partie de la personne.
Pour donner un exemple: souvent, l’amputation se traduit par une situation où la personne n’a plus de proprioception, de perception ou de conscience de la position et du mouvement de son corps. Dans certains cas, la personne continue d’avoir une conscience fantôme de son membre amputé, de sorte qu’elle a l’impression que ses pieds sont coincés dans une chaussure de ski, avec les muscles cousus de telle sorte qu’ils ne peuvent pas bouger.
Dr. Herr a fait avancer l’innovation d’une manière qui ferme la boucle entre le cerveau et la structure synthétique, et modifie fondamentalement la façon dont les membres sont amputés avec la conception des nouvelles prothèses bioniques prises en compte. Son invention pour y parvenir est ce qu’il appelle l’interface myoneurale agoniste-antagoniste (AMI). Pour chaque paire musculaire, il y a un AMI. Des capteurs synthétiques sont ajoutés sur chaque muscle pour imiter la proprioception, de sorte que le cerveau humain informe comment le robot se déplace tout en recevant un retour neuronal du robot.
Lors de la conférence, le Dr. Herr a présenté un exemple très intéressant concernant un de ses amis qui a eu un accident d’escalade similaire. Grâce aux nouvelles avancées de sa technologie et aux techniques d’amputation chirurgicale, les canaux synoviaux de son ami ont servi de repères biologiques pour les paires d’AMI. La façon dont cela a été mis en œuvre permet au système nerveux de ressentir des charges physiques sur les prothèses et de recevoir des signaux supplémentaires. Cela permet une symétrie entre les côtés biologique et bionique, de sorte que l’inversion et l’éversion des pieds sont présentes. Dr. Jim, l’ami de Herr, a pu monter les escaliers et, après seulement quelques heures, faire des gestes avec le pied – à un moment donné, secouant même quelque chose du bas de la chaussure. Comme le cerveau de Jim recevait des signaux, il a pu utiliser son nouveau membre bionique comme une partie de lui, sans avoir besoin d’être conscient de tous les mouvements complexes (d’autant plus que certains contrôles de la colonne vertébrale sont involontaires). Dans ce cas, il y avait une « incarnation neurologique » – où ce que nous concevons devient une partie de nous.
Dr. Herr voit un monde où, grâce à la technologie, les gens peuvent être libérés d’être considérés comme handicapés, et plutôt considérés comme puissants et capables.
Interview
Alice Ferng, Medgadget: Parlez-nous plus des bioniques que vous portez et de leur fonctionnement. Avez-vous plusieurs paires de jambes?
Dr. Herr: Oui. Probablement comme quand je vais dans chacun de vos placards, vous voyez beaucoup de chaussures. Quand tu vas dans mon placard, tu vois beaucoup de jambes. Même chose. Les jambes que je porte en ce moment s’appellent « Empower » – les conceptions fondamentales pour elles ont d’abord été faites dans mon laboratoire du MIT, puis une start-up du MIT a été créée. Récemment, une société allemande appelée Ottobock a acheté la société. L’Empower a été adapté à environ 3 000 personnes. La moitié ont été des soldats blessés. Chaque trimestre et chaque année, nous accueillons de plus en plus de personnes. C’est le premier pied-cheville alimenté, bionique, qui émule dans une certaine mesure les muscles perdus. La plupart des prothèses pied-cheville sont passives comme un vélo est passif. Ainsi, l’énergie pour bouger provient à 100% de la personne. Ce n’est pas vrai pour moi – une énorme quantité d’énergie pour bouger est fournie par ma bionique.
Medgadget: Comment faites-vous face à la douleur fantôme et aux neuromes douloureux?
Dr Herr: Il y a une histoire merveilleuse d’atténuation de la douleur. Lorsque les muscles sont dynamiques, ils ne se atrophient pas (ou deviennent de plus en plus petits avec le temps), ce qui est important pour le confortet l’interface mécanique.
La chirurgie AMI a un avantage au-delà du contrôle cérébral de la mécatronique que je n’ai pas encore mentionné: douleur fantôme ou douleur résiduelle est considérablement réduite ou éliminée avec AMI. Dans les procédures d’amputation précédentes, les nerfs sont coupés et laissés souffler dans le vent, ce qui se traduit par une formation de névrome qui peut être très douloureuse. Les nerfs vivent àinnerver les peaux et les cellules musculaires, vous devez donc donner au nerf ce qu’il veutou ce sera problématique. Les chirurgiens peuvent réduire les neuromes et y mettre des corps musculaires; il y a une révolution qui se passe dans le domaine chirurgical avec la mécatronique.
Medgadget: Parlons un peu plus de l’AMI et de la façon dont cela fonctionne. C’est incroyable de voir comment votre ami a eu une si grande proprioception quelques heures seulement après son opération. Comment l’IA prend-elle en compte ?
Dr. Herr: Nous avons donc déjà démontré le retour de force et de couple en laboratoire. AMI a deux muscles, et vous pouvez artificiellementstimuler le muscle A pour faire varier la force sur le muscle B. Ensuite, avec les tendonorganes de Golgi, le cerveau a cette information de force.
Dans le cloud, vous avez des exemples de dizaines de milliers d’autres humains – quels étaient leurs commentaires sur un jour, une position et une dynamique particuliers. Vous pouvez être informé avec ce très grand ensemble de données. L’ancienne idée de téléprésence va être rendue possible grâce à la biotechnologie. Si nous avons des interfaces avec nos nerfs et que nous pouvons entrer artificiellement de la force, même lorsqu’il n’y a pas de force réelle sur le muscle, alors lorsque l’humanoïde nous autonomise et va soulever du poids dans la salle de sport parisienne, la personne couchée sentira réellement la barre. Terrifiant, je sais.
Medgadget : Comment imaginez-vous les prothèses du futur ?
Dr Herr: Je pense qu’en laboratoire, l’amputation sera en grande partie résolue dans deux décennies si le financement se poursuit. Ce que je veux dire par là, c’est qu’avec l’amputation, nous pourrons restaurer les membres et la fonction motrice. Au-delà, bien sûr, c’est l’augmentation. L’histoire classique de l’augmentation est qu’avec des personnes porteuses de prothèses ou d’exosquelettes, nous serons tous augmentés à l’avenir. Si vous faites de la randonnée sur un terrain accidenté en pleine nature, la technologie saura où vous êtes et connaîtra la nature de votre dynamique et de vos étapes. Imaginez que lorsque vous traversez un sentier, il y avait 10 000 personnes qui traversaient ce sentier devant vous, il y aura donc beaucoup de données sur la façon de parcourir ce sentier le plus efficacement possible. Nos mouvements mêmes seront complètement optimisés en puisant dans une large base de connaissances de nombreux autres humains qui ont vécu la même expérience. Il y a donc de nombreux exemples de la façon dont nous allons augmenter les choses. Comme Aimee Mullins et Viktoria Modesta l’ont récemment démontré, ces bioniques peuvent être des objets de beauté; ce peuvent être des sculptures qui représentent la beauté humaine ou la beauté non humaine. Cette exploration est très amusante.
Medgadget:Cettela technologie est sans aucun doute très chère – travaillez-vous pour réduire les coûts?
Le Dr Herr: Le coût du pied-cheville ici est d’environ 30 000 USD; c’est un coût automobile solide par leg.As avec toute la technologie à l’échelle, le coût diminuera de plus en plus. Je suis maintenant à la recherche de financement pour créer un bus bionique prothétique mobile – je sais que c’est un nom terrible – mais imaginez une automobile, où vous l’emballez avec tous les types d’outils de fabrication, d’imagerie et de validation. Ensuite, vous pouvez conduire àtoutes les régions éloignées du monde et construire des parties du corps des gens là-bas. Je pense qu’un modèle comme celui-ci pourrait être très bon marché et peut être à la portée de dollars philanthropiques. Nous sommes à la recherche d’un financement de recherche pour créer un prototype de cette plate-forme mobile.
Medgadget: Vous avez montré des chaussures ioniques pendant votre conférence – quand celles-ci pourraient-elles arriver sur le marché, et quel pourrait être leur coût?
Dr Herr: J’espère très, très bientôt. Tu connais ces hoverboards ? Il n’y a aucune raison que cela ne puisse pas être ce prix ou inférieur si vous vendez des millions par an. 400-500 maybe peut-être. Je veux fusionner la science et la technologie bioniques avec un design de mode incroyable – et les rendre non seulement performants, mais aussi attrayants sur le plan esthétique. Le monde exosquelettique est l’endroit où les ordinateurs étaient dans les années 60 et 70, où ils étaient vraiment gros et laids et ne fonctionnaient pas si bien. Et la vision de Steve Jobs était que nous aurions tous des ordinateurs dans nos poches, et qu’ils seraient esthétiques. Je pense que la chaussure sera le premier exosquelette qui connaîtra un énorme succès commercial.
Lien : Site web BionX Host
Hôte de la conférence : Dassault Systèmes…