kaksi nuorta ja erittäin lahjakkasta Kallio-ja jääkiipeilijää lähti vuorelle Mt. Yhdysvaltain koillisosan korkein huippu (6 288 jalkaa) ja maailman vaarallisimpana pienenä vuorena pidetty Washington tammikuussa 1982. Huolellisesta suunnittelusta huolimatta säässä tapahtunut valitettava käänne sai Hugh Herrin ja hänen ystävänsä Jeff Batzerin laskeutumaan vuoren väärälle puolelle, ja heidän oli pakko patikoida Siperian kylmien öiden läpi, jotta he eivät palelisi kuoliaaksi. Onneksi neljäntenä päivänä paikalliset ensihoitajat ohjattiin sinne, missä miehet olivat suojassa kiven alla. Valitettavasti tämä tapaus johti Herrin jalkojen amputointiin kuusi senttiä polvien alapuolelta kuolion takia. Batzer menetti myös varpaansa, vasemman jalkansa ja oikean käden sormensa.
kun puhuin Tri. Herr tämän vuoden ”Science In The Age of Experience” – konferenssissa, jota isännöi Dassault Systèmes, hän kertoi, että vasta sen jälkeen, kun hän ja hänen ystävänsä olivat vakaantuneet, he kuulivat kauhistuttavat uutiset: lumivyöry oli pyyhkinyt kaksi heidän pelastajistaan pois jäljiltä, ja yksi heistä, omistettu nuori mies nimeltä Albert Dow, oli kuollut.
Herr kertoi, että hän tunsi suurta häpeää ja syyllisyyttä Dow ’ n kuolemasta, ja että hänen tarvitsi olla lainkaan pahoillaan, koska se tuntui loukkaukselta kaikkea sitä kohtaan, mitä hän piti pyhänä ulkoilmaihmisenä ja ihmisenä. ”Suuri osa tekemisistäni tapahtuu hänen muistissaan:Albert oli poikkeuksellinen ihminen, joka oli hyvin antava ja empaattinen toisia ihmisiä kohtaan. Olisi häpeällistä hänen muistolleen, jos antaisin periksi.”
aiemmin eliittikiipeilijänä Herrillä ei ollut aavistustakaan, miltä hänen tulevaisuutensa voisi näyttää, sillä lääkärit ja terapeutit kertoivat hänelle, ettei hän enää koskaan kiipeä. Herrin mieli oli kuitenkin Materian yläpuolella, ja heti kun hänen ensimmäiset proteesinsa oli asennettu, hän kokeili niihin heti boulderointia. Sietämättömistä kivuista huolimatta hän huomasi pystyvänsä todella kiipeämään.
näin alkoi hänen omistautunut ponnistelunsa jatkuvasti suunnitella ja uudelleen suunnitella parempia proteeseja kiipeilyä varten, siihen pisteeseen, että hän oli takaisin seinälle eliittikiipeilijänä; hän kirjasi yli kaksikymmentä 5.11 s ja 5.12 s luokan kiipeilyä, joista yksi 5.12-plus tuona ensimmäisenä kesänä 1982.
konferenssissa pitämässään puheessa tohtori Herr kertoi, että eräs kiipeilijätoveri ilmoitti vihaisesti huijaavansa käyttämällä proteeseja. Hän oli kuitenkin tyytyväinen tähän, koska ennen kaikkea hän halveksi sääliä ja sitä, että hänet leimattiin rohkeaksi, ja se, että toiset kokivat mustasukkaisuutta tai kateutta hänen ahdingostaan, merkitsi sitä, että hän oli kilpailuhenkinen ja että häntä pidettiin uhkana.
pikakelauksella ajassa tohtori Herr suoritti maisterintutkinnon MIT: ssä konetekniikassa ja biofysiikan tohtorin tutkinnon Harvardin yliopistossa, minkä jälkeen hän suoritti lääketieteen laitteiden tohtorin tutkinnon MIT: ssä. Toht. Herr on tällä hetkellä MIT Media Labin professori, Biomekatroniikan tutkimusryhmän johtaja ja bionxin perustaja, joka aloitti alun perin nimellä iWalk vuonna 2006. Hän johtaa myös Center for Extreme Bionicsia.
tohtori Herrin visioita ovat muun muassa ihmiskehon kehittäminen uusien korkeuksien saavuttamiseksi sekä tulevaisuuden maailmojen kuvitteleminen futuristisilla raajoilla, joissa suunnittelu informoi biologiaa. Hänen tutkimuksensa ja työnsä ovat johtaneet nousevaan biologian alaan, jossa bioniset proteesit voivat yhtyä olemassa olevaan ihmisen anatomiaan tavalla, jossa robotista tulee kirjaimellisesti osa ihmistä.
esimerkin antamiseksi: usein amputaatio johtaa tilanteeseen, jossa henkilöllä ei ole enää proprioseptiota, havaintoa tai tietoisuutta oman kehon asennosta ja liikkeistä. Joissakin tapauksissa henkilö on edelleen aavemainen tietoisuus amputoidusta raajastaan, niin että tuntuu kuin hänen jalkansa olisivat jumissa hiihtokengässä, ja lihakset on ommeltu alas niin, että he eivät voi liikkua.
Dr. Herr on ajanut innovaatiota eteenpäin tavalla, joka sulkee silmukan aivojen ja synteettisen rakenteen välillä, ja muuttaa perusteellisesti sitä, miten raajat amputoidaan uuden bionisen proteesin suunnittelussa huomioon ottaen. Hänen keksintönsä tämän aikaansaamiseksi on niin sanottu agonisti-antagonisti myoneural interface (AMI). Jokaista lihaskimppua kohti on yksi AMI. Synteettiset sensorit lisätään jokaiseen lihakseen jäljittelemään proprioseptiota, niin että ihmisaivot ilmoittavat, miten robotti liikkuu, samalla kun ne saavat robotilta hermopalautetta.
konferenssissa Herr esitti erittäin mielenkiintoisen esimerkin, joka liittyy hänen ystäväänsä, jolla oli samanlainen kiipeilyonnettomuus. Uuden tekniikan ja kirurgisten amputaatiotekniikoiden ansiosta hänen ystävänsä synoviaalikanavat toimivat ami-parien biologisina laakereina. Tapa, jolla tämä toteutettiin, mahdollistaa sen, että hermosto voi tuntea fyysisiä kuormia proteeseihin ja vastaanottaa ylimääräisiä signaaleja. Tämä mahdollistaa symmetrian biologisten ja bionisten sivujen välillä niin, että jalkojen inversio ja eversio ovat läsnä. Toht. Herrin ystävä Jim kykeni kävelemään portaat ylös ja vain muutaman tunnin kuluttua tekemään eleitä jalalla – jossain vaiheessa, jopa ravistelemaan jotain pois kengän pohjasta. Koska Jimin aivot vastaanottivat signaaleja, hän pystyi käyttämään uutta bionista raajaansa osana itseään ilman, että hänen tarvitsi olla tietoinen kaikista monimutkaisista liikkeistä (varsinkin kun osa selkärangan säätelystä on tahdosta riippumatonta). Tässä tapauksessa oli ”neurologinen ruumiillistuma” – jossa suunnittelemamme tulee osaksi meitä.
Dr. Herr näkee maailman, jossa teknologian avulla ihmiset voidaan vapauttaa vammaisiksi, – ja sen sijaan nähdä voimakkaina ja kyvykkäinä.
Haastattelu
Alice Ferng, Medgadget: kerro meille lisää bioniikasta, jota käytät ja miten ne toimivat. Onko sinulla monta paria jalkoja?
Dr. Herr: Kyllä. Kun menen kaappeihinne, näette paljon kenkiä. Kun menet komerooni, näet paljon jalkoja. Sama asia. Jalat, joita käytän juuri nyt, ovat nimeltään ”Empower” – niiden perustavanlaatuiset mallit tehtiin ensin MIT-laboratoriossani, ja sitten perustettiin MIT-startup. Hiljattain Saksalainen Ottobock osti yrityksen. Empoweriin on mahtunut noin 3 000 ihmistä. Puolet on haavoittunut sotilaista. Joka vuosineljännes ja vuosi meille mahtuu yhä enemmän ihmisiä. Se on ensimmäinen voimanlähteenä toimiva, bioninen nilkka, joka jossain määrin jäljittelee menetettyjä lihaksia. Useimmat jalka-nilkka protheses ovat passiivisia kuin polkupyörä on passiivinen. Energia liikkumiseen tulee siis 100-prosenttisesti ihmisestä. Se ei pidä paikkaansa minun kohdallani – valtava määrä energiaa liikkumiseen tuo bioniikkani.
Medgadget:How do youdeal with phantom pain and tuskalliset neuromas?
Dr. Herr: There ’ s awonderful pain mitigation story. Kun lihakset ovat dynaamisia, ne eivät reagoi (tai pienenevät tai pienenevät ajan myötä), mikä on tärkeää mukavuuden ja mekaanisen käyttöliittymän kannalta.
AMI-leikkauksella on mechatroniikan aivokontrolliin liittyvä hyöty, jota en ole vielä maininnut: phantom painor-jäännöskipu vähenee tai poistuu huomattavasti AMI: n myötä. Aiemmissa amputaatiomenetelmissä hermot leikataan ja jätetään puhaltamaan tuuleen, mikä johtaa neuroomamuodostukseen, joka voi olla hyvin tuskallista. Hermot elävät parantaakseen ihon ja lihassolujen, joten sinun täytyy antaa hermo mitä se haluaatai se on ongelmallista. Kirurgit voivat leikata neuroomia ja laittaa lihashermoja; kirurgisessa maailmassa tapahtuu vallankumous mekatroniikan kanssa.
Medgadget: puhutaan vähän enemmän Amista ja siitä, miten se toimii. Ihmeellistä, miten ystävälläsi oli niin mahtava proprioseptio vain muutama tunti leikkauksen jälkeen. Miten tekoäly vaikuttaa?
Dr. Olemme jo osoittaneet voiman ja vääntömomentin takaisinkytkennän laboratoriossa. AMI: lla on kaksi lihasta, ja voit keinotekoisesti stimuloida lihas A: ta vaihtelemaan voimaa lihakseen B. sitten Golgi tendonorganeilla aivoilla on tuo voima-informaatio.
pilvessä on esimerkkejä kymmenistä tuhansista muista ihmisistä – mitä heidän palautteensa oli tiettynä päivänä, asennossa ja dynamiikassa. Sinulle voidaan ilmoittaa, että erittäin suuri data Setti. Vanha ajatus telepresenssistä tehdään mahdolliseksi bionikteknologian avulla. Jos meillä on liittymiä hermoihimme ja voimme keinotekoisesti syöttää voimaa, vaikka lihakseen ei kohdistuisi todellista voimaa, niin kun humanoidi voimaannuttaa ja menee nostamaan painoa pariisilaiseen kuntosaliin, sängyssä makaava henkilö todella tuntee levytangon. Pelottavaa, tiedän.
Medgadget: miten kuvittelet tulevaisuuden proteesit?
tohtori Herr: luulen, että laboratoriossa amputaatio pitkälti ratkeaa kahden vuosikymmenen päästä, Jos rahoitus jatkuu. Tarkoitan, että amputaation avulla voimme palauttaa raajan ja motoriikan. Sen lisäksi on tietenkin lisäys. Augmentaation klassinen tarina on, että proteeseilla tai tukirangoilla varustetuilla ihmisillä meitä kaikkia täydennetään tulevaisuudessa. Jos patikoit epätasaisessa maastossa erämaassa, teknologia tietää missä olet ja tuntee dynamiikkasi ja askeleesi luonteen. Kuvittele, että kun kävelet polun yli, siellä oli 10,000 ihmistä, jotka kävelivät sen polun ennen sinua, joten siellä on paljon tietoa siitä, miten kävellä se polku tehokkaimmin. Liikkeemme optimoidaan täysin hyödyntämällä monien muiden saman kokemuksen kokeneiden ihmisten laajaa tietopohjaa. On monia esimerkkejä siitä, miten lisäämme asioita. Kuten Aimee Mullins ja Viktoria Modesta ovat viimeksi osoittaneet, nämä bioniikat voivat olla kauneuden kohteita; ne voivat olla veistoksia, jotka edustavat ihmisen kauneutta tai ei-ihmisen kauneutta. Tutkimusmatkailu on todella hauskaa.
Medgadget:tämä teknologia on epäilemättä hyvin kallista – työskenteletkö kustannusten vähentämiseksi?
tohtori Herr: Kustannukset jalka-nilkka täällä on noin $30,000 USD; tämä kiinteä auto kustannukset per leg.As kun kaikki teknologia on mittakaavassa, kustannukset tulevat yhä alemmas. Haen nyt rahoitusta mobiiliproteesin, bionisen bussin luomiseksi – tiedän, että tämä on kauhea nimi-mutta Kuvittele auto, johon vain pakataan kaikenlaisia valmistus-ja kuvantamis-ja validointityökaluja. Sitten voit ajaa maailman kaikille syrjäseuduille ja rakentaa sinne ihmisten ruumiinosia. Ajattelin, että sellainen malli voisi olla hyvin edullinen ja se voi olla ulottuvillamme ofphilanthropic dollaria. Etsimme tutkimusrahoitusta mobiilialustan prototyypin rakentamiseen.
Medgadget:esittelit bionisia kenkiä puheesi aikana – milloin nämä mahtaisivat tulla markkinoille, ja mikä mahtaa olla hinta?
tohtori Herr: toivon hyvin, hyvin pian. Tiedätkö nuo leijulaudat? Ei ole mitään syytä, etteikö se voisi olla se hintapiste tai alempi, jos myy miljoonia vuodessa. Ehkä 400-500 dollaria. Haluan yhdistää bionisen tieteen ja teknologian uskomattomaan vaatesuunnitteluun – ja tehdä niistä paitsi toimivan, myös esteettisesti vakuuttavan. Eksoskeletaalinen maailma on se, missä tietokoneet olivat 60-ja 70-luvuilla, missä ne olivat todella isoja ja rumia eivätkä toimineet niin hyvin. Steve Jobsin visio oli, että meillä kaikilla olisi tietokoneet taskuissamme ja että ne olisivat esteettisesti miellyttävät. Kengästä tulee ensimmäinen exoskeleton, joka on valtava kaupallinen menestys.
Link: BionX website…
konferenssin isäntä: Dassault Systèmes …