To unge og ekstremt talentfulle rock-og isklatrere satte seg på toppen Av Mt. Washington, den høyeste toppen I Det Nordøstlige Usa (6.288 fot) og anses å være verdens farligste lille fjell, i januar 1982. Til tross for nøye planlegging, forårsaket En uheldig sving i været Hugh Herr Og Hans venn Jeff Batzer å stige ned på feil side av fjellet, tvunget til å vandre gjennom De Sibiriske kalde nettene for å holde seg fra å fryse til døden. Heldigvis, på den fjerde dagen, lokale EMS innsats ble rettet til der mennene var ly under en stein. Dessverre resulterte denne hendelsen i amputasjon av Herrs føtter seks inches under knærne på grunn av gangrene. Batzer mistet tærne, venstre fot og høyre fingre også.
Da Jeg snakket Med Dr. Herr på årets «Science in The Age Of Experience» – konferanse som ble arrangert Av Dassault Systkemes, delte han at det ikke var før han og hans venn hadde blitt stabilisert at de hørte de forferdelige nyhetene: en lavine hadde tørket to av sine redningsmenn av stien, og en av dem, en dedikert ung mann Ved Navn Albert Dow, hadde dødd. Herr delte at han følte en overveldende mengde skam og skyld over Dows død, og måtte berescued i det hele tatt, fordi det føltes som et brudd på alt han holdt hellig som en friluftsmann og menneske. «Så mye av det jeg gjør er gjort i hans minne:Albert var en ekstraordinær person som var veldig gi og empatisk mot andre mennesker. Det ville være en skam for hans minne om jeg bare skulle gi opp.»Som tidligere eliteklatrer hadde Herr ingen anelse om hvordan fremtiden hans kunne se ut, da leger og terapeuter fortalte ham at han aldri ville klatre igjen. Men Det var sinn over saken For Herr, og så snart hans første sett med proteser ble installert, prøvde han umiddelbart buldring i dem. Til tross for uutholdelig smerte, oppdaget han at han faktisk kunne klatre. dermed begynte hans dedikerte innsats for å kontinuerlig designe og re-designe bedre proteser for klatring, til det punktet at han var tilbake på veggen som en eliteklatrer; han logget mer enn tjue 5.11 s og 5.12 s klasse klatrer, inkludert en 5.12-pluss den første sommeren 1982. Under sin tale på konferansen delte Dr. Herr at en medklatrer sint erklærte at han var utro ved å bruke proteser. Men han ønsket dette velkommen, for fremfor alt foraktet han medlidenhet og ble stemplet som modig, og for andre å oppleve sjalusi eller misunnelse over hans vanskeligheter betydde at han var konkurransedyktig og betraktet som en trussel.Dr. Herr fortsatte Med Å tjene en mastergrad FRA MIT i maskinteknikk og doktorgrad i biofysikk Fra Harvard University, og fullførte deretter en postdoktor i medisinsk utstyr ved MIT. Dr. Herr er for TIDEN en Mit Media Lab professor, Leder Av Biomechatronics Research Group, og grunnleggeren Av BionX, opprinnelig startet som iWalk i 2006. Han driver Også Senter For Ekstrem Bionics.Dr. Herrs visjoner inkluderer å fremme menneskekroppen for å kunne oppnå nye høyder, og forestille seg fremtidige verdener med futuristiske lemmer, hvor design informerer biologi. Hans forskning og arbeid har ført til et voksende felt av biologi der bioniske proteser kan grensesnitt med eksisterende menneskelig anatomi på en måte der roboten bokstavelig talt blir en del av personen. for å gi et eksempel: ofte resulterer amputasjon i en situasjon der personen ikke lenger har proprioception, oppfatningen eller bevisstheten om kroppens posisjon og bevegelse. I noen tilfeller fortsetter personen å ha en fantombevissthet om deres amputerte lem, slik at det føles som om føttene sitter fast i en skistøvel, med musklene sydd ned slik at de ikke kan bevege seg.
Dr. Med. Herr har presset innovasjon fremover på en måte som lukker sløyfen mellom hjernen og syntetisk struktur, og fundamentalt endrer hvordan lemmer amputeres med utformingen av den nye bioniske protesen tatt i betraktning. Hans oppfinnelse for å få dette til å skje er det han kaller agonist-antagonisten myoneural interface (AMI). For hvert muskelpar er det en AMI. Syntetiske sensorer legges på hver muskel for å etterligne propriosepsjon, slik at den menneskelige hjernen informerer hvordan roboten beveger seg mens den også mottar nevral tilbakemelding fra roboten.
På konferansen, Dr. Herr presenterte et veldig interessant eksempel knyttet til en venn av ham som hadde en lignende klatreulykke. Takket være nye fremskritt i sin teknologi og kirurgiske amputasjonsteknikker tjente hans venns synoviale kanaler som biologiske lagre for AMI-par. Måten dette ble implementert på, gjør at nervesystemet kan føle fysisk belastning på protesene og motta ytterligere signaler. Dette muliggjør symmetri mellom de biologiske og bioniske sidene, slik at både inversjon og eversjon av føttene er tilstede. Dr. Herrs venn Jim var i stand til å gå opp trapper, og etter bare noen få timer, gjør bevegelser med foten – på et tidspunkt, til og med risting noe av bunnen av skoen. Siden Jims hjerne mottok signaler, var Han i stand til å bruke sin nye bioniske lem som en del av ham, uten å måtte være bevisst på alle de intrikate bevegelsene (spesielt siden noen spinalkontroll er ufrivillig). I dette tilfellet var det «nevrologisk utførelse – – hvor det vi designer blir en del av oss.
Dr. Med. Herr ser en verden der mennesker gjennom teknologi kan bli frigjort fra å bli sett på som funksjonshemmede, og i stedet sett på som mektige og dyktige.
Intervju
Alice Ferng, Medgadget: Fortell oss mer om bionics du har på deg og hvordan de fungerer. Har du flere par ben?
Dr. Herr: Ja. Sannsynligvis som når jeg går inn i hver av skapene dine, ser du mange sko. Når du går inn i skapet mitt, ser du mange ben. Det samme. Bena jeg har på meg akkurat nå kalles » Empower – – de grunnleggende designene for dem ble gjort først på mit lab, og deretter ble DET opprettet EN mit-oppstart. Nylig kjøpte et tysk selskap Kalt Ottobock selskapet. Empower har vært egnet til ca 3000 personer. Halvparten er sårede soldater. Hvert kvartal og hvert år passer vi flere og flere mennesker. Det er den første drevne, bioniske fot-ankelen som til en viss grad emulerer de tapte musklene. De fleste fot-ankel proteser er passive som en sykkel er passiv. Så energien til å flytte kommer 100% fra personen. Det er ikke sant med meg – en stor mengde energi til å flytte er levert av my bionics.
Medgadget: Hvordan gjør du dethåndtere fantom smerte og smertefulle neuromer?
Dr. Herr: det er awonderful smertelindring historie. Når musklene er dynamiske, gjør de ikkeatrofi (eller blir mindre eller mindre med tiden), noe som er viktig for komfortog det mekaniske grensesnittet. AMI-operasjonen har en fordelutenfor hjernekontroll av mekatronikk som jeg ennå ikke har nevnt: fantomsmerteeller gjenværende smerte er sterkt redusert eller eliminert MED AMI. I forrigeamputasjonsprosedyrer, nerver er kuttet og igjen blåser i vinden, somresulterer i en nevromformasjon som kan være svært smertefull. Nerver lever tilinnervate skinn og muskelceller, så du må gi nerven hva den vileller det vil være problematisk. Kirurger kan kutte ned neuromer og sette muskellegemer der; det skjer en revolusjon i det kirurgiske riket med mekatronikk.
Medgadget: La oss snakke litt mer OM AMI oghvordan det fungerer. Det er utrolig hvordan vennen din hadde så stor proprioception barenoen timer etter operasjonen. Hvordan påvirker AI?
Dr. Med. Herr: Så vi har allerede demonstrert kraft og dreiemoment tilbakemelding i laboratoriet. AMI har to muskler, og du kan kunstigstimulere muskel A for å variere kraften på muskel B. så Med Golgi tendonorgans, så har hjernen den kraftinformasjonen.
i skyen har du eksempler på titusenvis av andre mennesker – hva deres tilbakemelding var på en bestemt dag, posisjon og dynamikk. Du kan bli informert med det svært store datasettet. Den gamle ideen om telepresence skal gjøres mulig gjennom bionictechnology. Hvis vi har grensesnitt til våre nerver, og vi kan kunstig inngangkraft, selv når det ikke er noen faktisk kraft på muskelen, så når humanoid styrker og går og løfter vekt i Det Parisiske treningsstudioet, vil personen som ligger i sengen faktisk føle vektstangen. Skremmende, jeg vet.
Medgadget: Hvordan tenker du på fremtidens proteser? Dr. Herr: jeg tror i laboratoriet vil amputasjon i stor grad løses to tiår fra nå hvis finansieringen fortsetter. Det jeg mener med det er at med amputasjon, vil vi kunne gjenopprette lemmer og motorfunksjon. Utover det, selvfølgelig, er styrking. Den klassiske historien om styrking er at med mennesker med proteser eller eksoskeletoner, vil vi alle bli utvidet i fremtiden. Hvis du vandrer over ulendt terreng i villmarken, vil teknologien vite hvor du er og vil kjenne naturen til dynamikken og trinnene dine. Tenk deg når du går over en sti, det var 10.000 mennesker som gikk over den stien før deg, så det vil være mye data om hvordan du går den stien mest effektivt. Våre bevegelser vil bli fullstendig optimalisert ved å tappe inn i en bred kunnskapsbase av mange andre mennesker som har opplevd den samme opplevelsen. Så det er mange eksempler på hvordan vi vil øke ting. Som Aimee Mullins og Viktoria Modesta nylig har demonstrert, kan disse bionikkene være gjenstander av skjønnhet; de kan være skulpturer som representerer menneskelig skjønnhet eller ikke-menneskelig skjønnhet. At leting er mye moro.
Medgadget: Detteteknologi er uten tvil veldig dyrt – jobber du for å redusere kostnadene?
Dr. Herr: Kostnaden ofthe foot-ankel her er ca $ 30.000 USD; dette en solid bil kostnad per leg.As med all teknologi i stor skala, vil kostnadene komme ned mer og mer. Jeg ser nå etter finansiering for å skape en mobil protese, bionisk buss – jeg vet dette isa forferdelige navnet – men forestill deg en bil, hvor du bare pakker den med alltypes av fabrikasjon og bildebehandling og valideringsverktøy. Deretter kan du kjøre tilalle fjerntliggende områder av verden og bygge folk kroppsdeler der. Jeg thinka modell som det kan være veldig billig og kan være i rekkevidde ofphilanthropic dollar. Vi leter etter forskningsmidler for å bygge en prototypeof den mobile plattformen.
Medgadget: du viste bioniske sko under din snakk – når kan disse slå markedet,og hva koster det?
Dr. Herr: jeg håper veldig, veldig snart. Kjenner du de svevebrettene? Det er ingen grunn til at det ikke kan være det prispunktet eller lavere hvis du selger millioner i året. Kanskje 400-500 dollar. Jeg vil slå sammen bionisk vitenskap og teknologi med utrolig motedesign – og gjøre dem ikke bare velfungerende, men også estetisk overbevisende. Den eksoskeletale verden er hvor datamaskinene var på 60-og 70-tallet, hvor de var veldig store og stygge og fungerte ikke så bra. Og Steve Jobs visjon var at vi alle ville ha datamaskiner i lommene våre, og at de ville være estetisk tiltalende. Jeg tror skoen vil være den første exoskeleton som er en massiv kommersiell suksess.
Link: bionx nettside…
Konferansevert: Dassault Systemmes…