Dois jovens e talentosos do rock e escaladores de gelo definir a cúpula Mt. Washington, o pico mais alto do Nordeste dos Estados Unidos (6.288 pés) e considerado como a pequena montanha mais perigosa do mundo, em janeiro de 1982. Apesar de um planejamento cuidadoso, uma reviravolta no tempo fez com que Hugh Herr e seu amigo Jeff Batzer descessem no lado errado da montanha, forçados a caminhar através das noites frias siberianas para não congelar até a morte. Felizmente, no quarto dia, os esforços do EMS local foram direcionados para onde os homens estavam abrigados sob uma rocha. Infelizmente, este incidente resultou na amputação dos pés do Herr 15 cm abaixo dos joelhos devido a gangrena. O Batzer perdeu os dedos dos pés, o pé esquerdo e os dedos da mão direita também.quando falei com o Dr. Herr na conferência “Science in The Age of Experience” deste ano, organizada pela Dassault Systèmes, ele compartilhou que só depois de ele e seu amigo terem sido estabilizados é que eles ouviram as notícias horríveis: uma avalanche tinha varrido dois de seus salvadores do trilho, e um deles, um jovem dedicado chamado Albert Dow, tinha morrido. Herr partilhou que sentia uma enorme vergonha e culpa pela morte da Dow, e que precisava de ser repreendido, porque parecia uma violação de tudo o que tinha sacrado como um aventureiro e ser humano. “Muito do que eu faço é feito em sua memória:Albert era uma pessoa extraordinária que era muito generosa e empática para com outros humanos. Seria uma vergonha para a sua memória se eu desistisse.como alpinista de elite, Herr não fazia ideia de como seria o seu futuro, pois médicos e terapeutas disseram-lhe que nunca mais voltaria a subir. No entanto, era a mente sobre a matéria para Herr, e assim que seu primeiro conjunto de próteses foi instalado, ele imediatamente tentou bouldering neles. Apesar da dor excruciante, ele descobriu que poderia realmente subir.
assim começou seus esforços dedicados para continuamente projetar e re-projetar melhores próteses para escalar, ao ponto de estar de volta à parede como um alpinista de elite; ele registrou mais de vinte escalas de 5.11 s e 5.12 s, incluindo um 5.12-mais aquele primeiro verão de 1982. durante sua palestra na conferência, o Dr. Herr compartilhou que um colega alpinista furiosamente declarou que ele estava traindo usando próteses. No entanto, ele saudou isso, porque acima de tudo, ele desprezava a pena e ser rotulado como corajoso, e para os outros experimentar ciúme ou inveja sobre sua situação significava que ele era competitivo e considerado uma ameaça.o Dr. Herr passou a ganhar um mestrado do MIT em Engenharia Mecânica e um doutorado em biofísica da Universidade de Harvard, posteriormente completando um pós-doutorado em dispositivos médicos no MIT. Dr. Herr é atualmente professor de laboratório de mídia do MIT, chefe do grupo de pesquisa Biomecatrônica, e fundador da BionX, originalmente iniciado como iWalk em 2006. Ele também co-dirige o Center for Extreme Bionics.As Visões do Dr. Herr incluem o avanço do corpo humano para ser capaz de alcançar novas alturas, e imaginar mundos futuros com membros futuristas, em que o design informa a biologia. Sua pesquisa e trabalho levou a um campo emergente da biologia em que próteses biônicas podem interagir com a anatomia humana existente de uma forma em que o robô literalmente se torna parte da pessoa.
para dar um exemplo: muitas vezes, a amputação resulta em uma situação em que a pessoa já não tem propriocepção, a percepção ou consciência da posição e movimento do corpo. Em alguns casos, a pessoa continua a ter uma consciência fantasma de seu membro amputado, de modo que parece que seus pés estão presos em uma bota de esqui, com os músculos costurados para baixo de modo que eles não podem se mover.
Dr. Herr tem empurrado a inovação para a frente de uma forma que fecha o laço entre o cérebro e a estrutura sintética, e fundamentalmente muda a forma como os membros são amputados com o design das novas próteses biônicas levadas em conta. Sua invenção para fazer isso acontecer é o que ele chama de interface agonista-antagonista myoneural (AMI). Para cada par de músculos, há um AMI. Sensores sintéticos são adicionados a cada músculo para imitar propriocepção, de modo que o cérebro humano informa como o robô se move, enquanto também recebe feedback neural do robô.
na conferência, Dr. Herr apresentou um exemplo muito interessante relacionado com um amigo dele que teve um acidente de escalada semelhante. Graças aos novos avanços em sua tecnologia e técnicas de amputação cirúrgica, os canais sinoviais de seu amigo serviram como rolamentos biológicos para pares AMI. A forma como isto foi implementado permite que o sistema nervoso seja capaz de sentir cargas físicas sobre as próteses e receber sinais adicionais. Isto permite a simetria entre os lados biológico e biônico, de modo que tanto a inversão quanto a eversão dos pés estão presentes. Dr. O amigo do Herr Jim foi capaz de subir as escadas, e depois de apenas algumas horas, fazer gestos com o pé – em algum momento, até sacudir alguma coisa do fundo do Sapato. Desde que o cérebro de Jim estava recebendo sinais, ele foi capaz de usar seu novo membro biônico como parte dele, sem precisar ser consciente de todos os movimentos intrincados (especialmente desde que algum controle da coluna é involuntário). Neste caso, havia “personificação neurológica” – onde o que projetamos se torna parte de nós.
Dr. Herr vê um mundo onde, através da tecnologia, as pessoas podem ser libertadas de serem vistas como deficientes e, em vez disso, vistas como poderosas e capazes.
Entrevista
Alice Ferng, Medgadget: conte-nos mais sobre a biónica que está a usar e como ela funciona. Tens vários pares de pernas?
o Dr. Herr: Sim. Provavelmente como quando entro em cada um dos teus armários, vês muitos sapatos. Quando entras no meu armário, vês muitas pernas. É a mesma coisa. As pernas que estou usando agora são chamadas de “Empoder” – os projetos fundamentais para eles foram feitos primeiro no meu laboratório do MIT, e então uma startup do MIT foi estabelecida. Recentemente, uma empresa alemã chamada Ottobock comprou a empresa. O poder foi adequado para aproximadamente 3.000 pessoas. Metade deles foram feridos. A cada trimestre e a cada ano, encaixamos cada vez mais pessoas. É o primeiro pé-tornozelo motorizado, biónico que em certa medida emula os músculos perdidos. A maioria das proteses pé-tornozelo são passivas como uma bicicleta é passiva. Então a energia para se mover vem 100% da pessoa. Isso não é verdade comigo – uma grande quantidade de energia para mover é fornecida pela minha biônica.
Medgadget: como se lida com dor fantasma e neuromas dolorosos?há uma história de mitigação da dor. Quando os músculos são dinâmicos, eles não atrofiam (ou ficam menores ou menores com o tempo), o que é importante para o conforto ea interface mecânica.
a cirurgia da IMA tem um controlo cerebral benéfico em vez dos mecatrónicos que ainda não mencionei: a dor residual do Dor fantasma é muito reduzida ou eliminada com a ima. Nos procedimentos de amputação anteriores, os nervos são cortados e deixados a soprar ao vento, o que resulta numa formação de neurónios que pode ser muito dolorosa. Os nervos vivem em peles e células musculares, então você precisa dar ao nervo o que ele quer ou será problemático. Cirurgiões podem cortar os neuromas e colocar os músculos bodiesthere; há uma revolução acontecendo no Reino cirúrgico com mecatrônicos.
Medgadget: vamos falar um pouco mais sobre AMI e como isso funciona. É incrível como o seu amigo teve uma propriocepção tão boa apenas algumas horas após a operação. Como é que a IA tem em conta?
Dr. Herr: já demonstrámos o feedback de força e torque no laboratório. AMI tem dois músculos, e você pode artificiallystimular o músculo a para variar a força no músculo B. Então, com os tendonorganos Golgi, então o cérebro tem essa informação de força.
na nuvem, você tem exemplos de TENS e milhares de outros humanos – o que seu feedback foi em um determinado dia,posição e dinâmica. Você pode ser informado com esse conjunto de dados muito grande. A velha ideia de Telepresença vai ser possível através da tecnologia Bionic. Se tivermos interfaces com nossos nervos e pudermos fazer força Artificial, mesmo quando não há força real no músculo, então quando o humanóide fortalece e vai e levanta peso no ginásio parisiense, a pessoa deitada na cama realmente sentirá a barbela. Assustador, eu sei.
Medgadget: como você imagina as próteses do futuro? acho que no laboratório, a amputação será resolvida daqui a duas décadas, se o financiamento continuar. O que eu quero dizer com isso é que com amputação, seremos capazes de restaurar membros e função motora. Além disso, é claro, há um aumento. A história clássica de aumento é que com pessoas com próteses ou exosqueletos, todos seremos aumentados no futuro. Se você estiver caminhando por terreno acidentado no deserto, a tecnologia saberá onde você está e conhecerá a natureza de suas dinâmicas e passos. Imagine quando você caminha através de um trilho, havia 10.000 pessoas que caminharam através desse trilho antes de você, então haverá um monte de dados de como caminhar esse trilho de forma mais eficiente. Nossos próprios movimentos serão completamente otimizados, aproveitando-se de uma ampla base de conhecimento de muitos outros seres humanos que experimentaram a mesma experiência. Há muitos exemplos de como vamos aumentar as coisas. Como Aimee Mullins e Viktoria Modesta mais recentemente demonstraram, estes biônicos podem ser objetos de beleza; podem ser esculturas que representam a beleza humana ou a beleza não-humana. Essa exploração é muito divertida. Medgadget: esta tecnologia é, sem dúvida, muito cara-está a trabalhar para reduzir o custo? Dr. Herr: O custo do pé-tornozelo aqui é de cerca de $ 30.000 USD; Este é um custo sólido Automóvel por leg.As com toda a tecnologia em escala, o custo cairá cada vez mais. Eu estou agora à procura de financiamento para criar um ônibus biônico e protético Móvel – Eu sei que este é um nome terrível – mas imagine um automóvel, onde você apenas embalá-lo com todos os tipos de ferramentas de fabricação e imagem e validação. Então você pode dirigir para todas as áreas remotas do mundo e construir partes do corpo das pessoas bem ali. Eu thinka modelo como esse poderia ser muito barato e pode estar ao alcance de dólares filantrópicos. Estamos à procura de financiamento de pesquisa para construir um protótipo dessa plataforma móvel.Medgadget: você mostrou sapatos bionicos durante a sua palestra-quando eles podem chegar ao mercado, e qual o custo? espero que muito em breve. Conheces aqueles hoverboards? Não há razão para não ser esse ponto de preço ou mais baixo se vendermos milhões por ano. Talvez $ 400-500. Eu quero fundir Ciência e tecnologia biônica com incrível design de moda-e torná-los não só de alto funcionamento, mas também esteticamente atraente. O mundo exoesqueleto é onde os computadores estavam nos anos 60 e 70, onde eles eram realmente grandes e feios e não funcionavam tão bem. E a visão de Steve Jobs era que todos nós teríamos computadores em nossos bolsos, e que eles seriam esteticamente agradáveis. Acho que o sapato será o primeiro exosqueleto que é um enorme sucesso comercial.
Link: BionX site…
Anfitrião da Conferência: Dassault Systèmes…