Dos jóvenes y extremadamente talentosos escaladores de roca y hielo se dispusieron a la cima del monte. Washington, el pico más alto del noreste de los Estados Unidos (6,288 pies) y considerado como la montaña pequeña más peligrosa del mundo, en enero de 1982. A pesar de una cuidadosa planificación, un desafortunado giro en el clima hizo que Hugh Herr y su amigo Jeff Batzer descendieran en el lado equivocado de la montaña, obligados a caminar a través de las noches frías de Siberia para evitar morir de frío. Afortunadamente, en el cuarto día, los esfuerzos de los EMS locales se dirigieron a donde los hombres se refugiaban bajo una roca. Desafortunadamente, este incidente resultó en la amputación de los pies de Herr seis pulgadas por debajo de las rodillas debido a la gangrena. Batzer perdió los dedos de los pies, el pie izquierdo y los dedos de la mano derecha también.
Cuando hablé con el Dr. Herr en la conferencia de este año «La ciencia en la Era de la experiencia» organizada por Dassault Systèmes, compartió que no fue hasta después de que él y su amigo se estabilizaron que escucharon la terrible noticia: una avalancha había borrado a dos de sus rescatistas del camino, y uno de ellos, un joven dedicado llamado Albert Dow, había muerto.
Herr compartió que sintió una cantidad abrumadora de vergüenza y culpa por la muerte de Dow, y que necesitaba ser reprendido en absoluto, porque se sentía como una violación de todo lo que sostenía como un hombre al aire libre y un ser humano. «Gran parte de lo que hago está hecho en su memoria:Albert era una persona extraordinaria que era muy generosa y empática hacia otros seres humanos. Sería una desgracia para su memoria si me rindiera.»
Como escalador de élite, Herr no tenía idea de cómo sería su futuro, ya que los médicos y terapeutas le dijeron que nunca volvería a escalar. Sin embargo, para Herr era la mente sobre la materia, y tan pronto como se instalaron sus primeras prótesis, de inmediato trató de boulder en ellas. A pesar de un dolor insoportable, descubrió que podía trepar.
Así comenzó sus dedicados esfuerzos para diseñar y rediseñar continuamente mejores prótesis para escalar, hasta el punto de que volvió a la pared como escalador de élite; registró más de veinte subidas de grado 5.11 s y 5.12 s, incluida una de 5.12-plus ese primer verano de 1982.
Durante su charla en la conferencia, el Dr. Herr compartió que un compañero escalador airadamente declaró que estaba haciendo trampa usando prótesis. Sin embargo, le dio la bienvenida a esto, porque sobre todo, despreciaba la compasión y ser etiquetado como valiente, y que otros experimentaran celos o envidia por su situación significaba que era competitivo y considerado una amenaza.
En el tiempo, el Dr. Herr obtuvo una maestría en ingeniería mecánica del MIT y un doctorado en biofísica de la Universidad de Harvard, para completar posteriormente un postdoctorado en dispositivos médicos en el MIT. Dr. Herr es actualmente profesor de Media Lab del MIT, Jefe del Grupo de Investigación Biomecatrónica y fundador de BionX, que originalmente comenzó como iWalk en 2006. También es copiloto del Centro de Biónica Extrema.
Las visiones del Dr. Herr incluyen avanzar en el cuerpo humano para poder alcanzar nuevas alturas e imaginar mundos futuros con extremidades futuristas, en las que el diseño informa a la biología. Su investigación y trabajo han llevado a un campo emergente de la biología en el que las prótesis biónicas pueden interactuar con la anatomía humana existente de una manera en la que el robot literalmente se convierte en parte de la persona.
Para dar un ejemplo: a menudo, la amputación resulta en una situación en la que la persona ya no tiene propiocepción, percepción o conciencia de la posición y el movimiento de su cuerpo. En algunos casos, la persona continúa teniendo una conciencia fantasma de la extremidad amputada, de modo que se siente como si sus pies estuvieran atascados en una bota de esquí, con los músculos suturados de tal manera que no puedan moverse.
Dr. Herr ha impulsado la innovación de una manera que cierra el bucle entre el cerebro y la estructura sintética, y cambia fundamentalmente la forma en que se amputan las extremidades teniendo en cuenta el diseño de las nuevas prótesis biónicas. Su invento para hacer que esto suceda es lo que él llama la interfaz mioneural (IAM) agonista-antagonista. Por cada par de músculos, hay un IAM. Se agregan sensores sintéticos a cada músculo para imitar la propiocepción, de modo que el cerebro humano informa cómo se mueve el robot mientras recibe retroalimentación neuronal del robot.
En la conferencia, el Dr. Herr presentó un ejemplo muy interesante relacionado con un amigo suyo que tuvo un accidente de escalada similar. Gracias a los nuevos avances en su tecnología y las técnicas de amputación quirúrgica, los canales sinoviales de su amigo sirvieron como cojinetes biológicos para los pares de IAM. La forma en que se implementó esto permite que el sistema nervioso pueda sentir cargas físicas en las prótesis y recibir señales adicionales. Esto permite la simetría entre los lados biológicos y biónicos, de modo que tanto la inversión como la eversión de los pies estén presentes. Dr. El amigo de Herr, Jim, fue capaz de subir escaleras y, después de unas horas, hacer gestos con el pie, en algún momento, incluso sacudiendo algo de la parte inferior del zapato. Dado que el cerebro de Jim estaba recibiendo señales, fue capaz de usar su nueva extremidad biónica como parte de él, sin necesidad de ser consciente de todos los movimientos intrincados (especialmente porque algún control espinal es involuntario). En este caso, había una «encarnación neurológica», donde lo que diseñamos se convierte en parte de nosotros.
Dr. Herr ve un mundo en el que, a través de la tecnología, las personas pueden liberarse de ser vistas como discapacitadas, y en su lugar ser vistas como poderosas y capaces.
Entrevista
Alice Ferng, Medgadget: cuéntanos más acerca de la biónica usted está usando y cómo funcionan. ¿Tienes varios pares de piernas?
el Dr. Herr: Sí. Probablemente, como cuando entro en cada uno de tus armarios, ves muchos zapatos. Cuando entras en mi armario, ves muchas piernas. Lo mismo. Las piernas que estoy usando en este momento se llaman «Empower»: los diseños fundamentales para ellas se hicieron primero en mi laboratorio del MIT, y luego se estableció una nueva empresa del MIT. Recientemente, una compañía alemana llamada Ottobock compró la compañía. El programa Empower se ha adaptado a aproximadamente 3.000 personas. La mitad han sido soldados heridos. Cada trimestre y cada año, encajamos a más y más personas. Es el primer pie-tobillo motorizado, biónico, que emula en cierto grado los músculos perdidos. La mayoría de las prótesis de pie y tobillo son pasivas, como lo es una bicicleta. Así que la energía para moverse proviene al 100% de la persona. Eso no es cierto para mí, una gran cantidad de energía para moverse es proporcionada por mi biónica.
Medgadget: ¿Cómo se lidia con el dolor fantasma y los neuromas dolorosos?
Dr. Herr: Hay una historia asombrosa de mitigación del dolor. Cuando los músculos son dinámicos, no se atrofian (o se hacen cada vez más pequeños con el tiempo), lo cual es importante para la comodidad y la interfaz mecánica.
La cirugía de IAM tiene un beneficio más allá del control cerebral de la mecatrónica que aún no he mencionado: el dolor fantasma o el dolor residual se reduce o elimina en gran medida con el IAM. En procedimientos previos de amputación, los nervios se cortan y se dejan soplando en el viento, lo que resulta en una formación de neuromas que puede ser muy dolorosa. Los nervios viven para inervar la piel y las células musculares, por lo que debes darle al nervio lo que quiere o será problemático. Los cirujanos pueden reducir los neuromas y colocar los cuerpos musculares allí; hay una revolución en el ámbito quirúrgico con la mecatrónica.
Medgadget: Hablemos un poco más sobre AMI y cómo funciona. Es increíble cómo su amigo tuvo una propiocepción tan buena pocas horas después de su operación. ¿Cómo influye la IA?
Dr. Herr: Ya hemos demostrado la retroalimentación de fuerza y torque en el laboratorio. El IAM tiene dos músculos, y puedes estimular artificialmente el músculo A para variar la fuerza en el músculo B. Luego, con los tendónganos de Golgi, el cerebro tiene esa información de fuerza.
En la nube, tienes ejemplos de decenas y miles de otros seres humanos – cuál fue su retroalimentación en un día en particular,posición y dinámica. Se le puede informar con ese conjunto de datos muy grande. La idea antigua de telepresencia va a ser posible a través de la tecnología biónica. Si tenemos interfaces con nuestros nervios y podemos introducir artificialmente la fuerza, incluso cuando no hay fuerza real en el músculo, entonces cuando el humanoide nos empodera y va y levanta peso en el gimnasio parisino, la persona acostada en la cama sentirá realmente la barra. Aterrador, lo sé.
Medgadget: ¿Cómo te imaginas las prótesis del futuro?
Dr. Herr: Creo que en el laboratorio, la amputación se resolverá en gran medida dentro de dos décadas si la financiación continúa. Lo que quiero decir con eso es que con la amputación, seremos capaces de restaurar la función motora y de las extremidades. Más allá de eso, por supuesto, está el aumento. La historia clásica del aumento es que con personas con prótesis o exoesqueletos, todos seremos aumentados en el futuro. Si está caminando por terrenos irregulares en la naturaleza, la tecnología sabrá dónde está y conocerá la naturaleza de su dinámica y pasos. Imagine que cuando camina a través de un sendero, hubo 10,000 personas que caminaron por ese sendero antes que usted, por lo que habrá muchos datos sobre cómo caminar ese sendero de la manera más eficiente. Nuestros movimientos se optimizarán completamente aprovechando una amplia base de conocimientos de muchos otros seres humanos que han experimentado la misma experiencia. Así que hay muchos ejemplos de cómo aumentaremos las cosas. Como han demostrado recientemente Aimee Mullins y Viktoria Modesta, estas biónicas pueden ser objetos de belleza; pueden ser esculturas que representan belleza humana o belleza no humana. Esa exploración es muy divertida.
Medgadget: Esta tecnología es sin duda muy cara, ¿está trabajando para reducir el costo?
Dr. Herr: El costo del pie-tobillo aquí es de aproximadamente 3 30,000 USD; este es un costo sólido de automóvil por leg.As con toda la tecnología a escala, el costo bajará cada vez más. Estoy buscando fondos para crear una prótesis móvil, un autobús biónico-sé que este es un nombre terrible -, pero imagínese un automóvil, donde solo lo empaqueta con todos los tipos de herramientas de fabricación e imagen y validación. Luego puedes conducir a todas las áreas remotas del mundo y construir partes del cuerpo de las personas allí mismo. Creo que un modelo como ese podría ser muy barato y podría estar al alcance de dólares filantrópicos. Estamos buscando fondos de investigación para construir un prototipo de esa plataforma móvil.
Medgadget: Usted mostró zapatos biónicos durante su charla, ¿cuándo podrían llegar al mercado y cuál podría ser el costo?
Dr. Herr: Espero que muy, muy pronto. ¿Conoces esos aerodeslizadores? No hay razón por la que no pueda ser ese precio o más bajo si estás vendiendo millones al año. $400-500 tal vez. Quiero combinar la ciencia y la tecnología biónicas con un diseño de moda increíble, y hacerlas no solo de alto funcionamiento, sino también estéticamente atractivas. El mundo exoesquelético es donde estaban las computadoras en los años 60 y 70, donde eran realmente grandes y feas y no funcionaban tan bien. Y la visión de Steve Jobs era que todos tendríamos computadoras en nuestros bolsillos, y que serían estéticamente agradables. Creo que el zapato será el primer exoesqueleto que será un éxito comercial masivo.
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