doi alpiniști tineri și extrem de talentați au pornit spre vârful muntelui. Washington, cel mai înalt vârf din nord-estul Statelor Unite (6,288 picioare) și considerat a fi cel mai periculos munte mic din lume, în ianuarie 1982. În ciuda planificării atente, o întorsătură nefericită a vremii i-a determinat pe Hugh Herr și prietenul său Jeff Batzer să coboare pe partea greșită a muntelui, forțați să facă drumeții prin nopțile reci siberiene pentru a nu îngheța până la moarte. Din fericire, în a patra zi, eforturile EMS locale au fost îndreptate spre locul în care bărbații se adăposteau sub o stâncă. Din păcate, acest incident a dus la amputarea picioarelor Lui Herr la șase centimetri sub genunchi din cauza gangrenei. Batzer și-a pierdut degetele de la picioare, piciorul stâng și degetele de la mâna dreaptă.
când am vorbit cu Dr. Herr la conferința „Science in the Age of Experience” din acest an, găzduită de Dassault Syst, a împărtășit că abia după ce el și prietenul său au fost stabilizați au auzit vestea oribilă: o avalanșă a șters doi dintre salvatorii lor de pe traseu, iar unul dintre ei, un tânăr dedicat pe nume Albert Dow, a murit.
Herr a spus că a simțit o cantitate copleșitoare de rușine și vinovăție pentru moartea lui Dow și că a trebuit să fie descumpănit deloc, pentru că s-a simțit ca o încălcare a tot ceea ce deținea sacru ca un om în aer liber și ființă umană. „Atât de mult din ceea ce fac este făcut în memoria lui:Albert a fost o persoană extraordinară care a fost foarte dăruitoare și empatică față de ceilalți oameni. Ar fi o rușine pentru memoria lui dacă aș renunța.”
ca alpinist de elită anterior, Herr habar nu avea cum ar putea arăta viitorul său, deoarece medicii și terapeuții i-au spus că nu va mai urca niciodată. Cu toate acestea, a fost mintea asupra materiei pentru Herr și, de îndată ce a fost instalat primul său set de proteze, a încercat imediat să se bolovească în ele. În ciuda durerii chinuitoare, a descoperit că poate urca într-adevăr.
și-a început astfel eforturile dedicate de a proiecta și reproiecta continuu proteze mai bune pentru alpinism, până la punctul în care s-a întors pe perete ca alpinist de elită; a înregistrat mai mult de douăzeci de urcări de 5,11 s și 5,12 S, inclusiv una de 5,12-plus prima vară a anului 1982.
în timpul discursului său de la conferință, Dr.Herr a spus că un coleg alpinist a declarat furios că trișează folosind proteze. Cu toate acestea, el a salutat acest lucru, pentru că, mai presus de toate, a disprețuit mila și a fost etichetat ca curajos, iar pentru alții să experimenteze gelozia sau invidia față de situația sa dificilă însemna că era competitiv și considerat o amenințare.
rapid înainte în timp, Dr.Herr a continuat să obțină o diplomă de master de la MIT în inginerie mecanică și un doctorat în biofizică de la Universitatea Harvard, finalizând ulterior un post-doctorat în dispozitive medicale la MIT. Dr. Herr este în prezent profesor la MIT Media Lab, șeful grupului de cercetare Biomechatronică și fondatorul BionX, inițial început ca iWalk în 2006. De asemenea, co-conduce Centrul pentru bionică extremă.viziunile Dr. Herr includ avansarea corpului uman pentru a putea atinge noi înălțimi și imaginarea lumilor viitoare cu membre futuriste, în care designul informează biologia. Cercetările și lucrările sale au condus la un domeniu emergent al biologiei în care protezele bionice pot interacționa cu anatomia umană existentă într-un mod în care robotul devine literalmente o parte a persoanei.
pentru a da un exemplu: de multe ori, amputarea are ca rezultat o situație în care persoana nu mai are propriocepție, percepția sau conștientizarea poziției și mișcării corpului. În unele cazuri, persoana continuă să aibă o conștientizare fantomă a membrelor amputate, astfel încât să se simtă ca picioarele lor sunt blocate într-o cizmă de schi, cu mușchii cusute astfel încât să nu se poată mișca.
Dr. Herr a împins inovația înainte într-un mod care închide bucla dintre creier și structura sintetică și schimbă fundamental modul în care membrele sunt amputate odată cu proiectarea noilor proteze bionice luate în considerare. Invenția sa pentru a face acest lucru este ceea ce el numește interfața myoneural agonist-antagonist (AMI). Pentru fiecare pereche de mușchi, există un AMI. Senzorii sintetici sunt adăugați pe fiecare mușchi pentru a imita propriocepția, astfel încât creierul uman să informeze modul în care robotul se mișcă în timp ce primește și feedback neuronal de la robot.
la conferință, Dr. Herr a prezentat un exemplu foarte interesant referitor la un prieten de-al său care a avut un accident de alpinism similar. Datorită noilor progrese în tehnologia sa și a tehnicilor chirurgicale de amputare, canalele sinoviale ale prietenului său au servit ca rulmenți biologici pentru perechile AMI. Modul în care acest lucru a fost implementat permite sistemului nervos să poată simți sarcini fizice pe proteze și să primească semnale suplimentare. Acest lucru permite simetria între laturile biologice și bionice, astfel încât să fie prezente atât inversiunea, cât și eversiunea picioarelor. Dr. Prietenul lui Herr Jim a reușit să urce scările și, după doar câteva ore, să facă gesturi cu piciorul – la un moment dat, chiar scuturând ceva de pe fundul pantofului. Deoarece creierul lui Jim primea semnale, el a fost capabil să-și folosească noul membru bionic ca parte a lui, fără a fi nevoie să fie conștient de toate mișcările complicate (mai ales că un anumit control al coloanei vertebrale este involuntar). În acest caz, a existat „întruchipare neurologică” – unde ceea ce proiectăm devine o parte din noi.
Dr. Herr vede o lume în care, prin tehnologie, oamenii pot fi eliberați de a fi văzuți ca handicapați și, în schimb, văzuți ca puternici și capabili.
Interviu
Alice Ferng, Medgadget: spune-ne mai multe despre Bionica pe care o porți și cum funcționează. Aveți mai multe perechi de picioare?
Dr.Herr: Da. Probabil ca atunci când intru în fiecare dulap, vezi o mulțime de pantofi. Când intri în dulapul meu, vezi multe picioare. Același lucru. Picioarele pe care le port acum sunt numite „Empower” – desenele fundamentale pentru ele au fost făcute mai întâi la laboratorul meu MIT și apoi a fost înființată o pornire MIT. Recent, o companie germană numită Ottobock a cumpărat compania. Empower a fost potrivit pentru aproximativ 3.000 de persoane. Jumătate au fost soldați răniți. În fiecare trimestru și în fiecare an, ne potrivim din ce în ce mai mulți oameni. Este primul picior-gleznă alimentat, bionic, care într-o oarecare măsură emulează mușchii pierduți. Cele mai multe proteze picior-glezna sunt pasive ca o bicicletă este pasivă. Deci, energia de mișcare vine 100% de la persoană. Acest lucru nu este adevărat cu mine – o cantitate imensă de energie pentru a vă deplasa este furnizată de Bionica mea.
Medgadget:cum te descurci cu durerea fantomă și neuromele dureroase?Dr. Herr: există o minunată poveste de atenuare a durerii. Când mușchii sunt dinamici, nuatrofie (sau devin mai mici sau mai mici cu timpul), ceea ce este important pentru confortși interfața mecanică.
operația AMI are un beneficiudincolo de controlul creierului asupra mecatronicii pe care nu l-am menționat încă: durere fantomasau durerea reziduală este mult redusă sau eliminată cu AMI. În procedurile anterioare de amputare, nervii sunt tăiați și lăsați să sufle în vânt, ceea ce duce la o formare de neurom care poate fi foarte dureroasă. Nervii trăiescinervați pielea și celulele musculare, deci trebuie să dați nervului ceea ce doreștesau va fi problematică. Chirurgii pot reduce neuromele și pot pune corpuri musculare acolo; există o revoluție care se întâmplă în domeniul chirurgical cu Mecatronica.
Medgadget: să vorbim un pic mai mult despre AMI șicum funcționează. Este uimitor cum prietenul tău a avut o propriocepție atât de mare la doar câteva ore după operație. Cum ai factor în?
Dr. Herr: deci am demonstrat deja feedback-ul forței și cuplului în laborator. AMI are doi mușchi și puteți stimula artificial mușchiul a pentru a varia forța asupra mușchiului B. Apoi cu tendonul Golgi, atunci creierul are acea informație despre forță.
în cloud, aveți Exemple de zeci și mii de alți oameni – care a fost feedback-ul lor într-o anumită zi,poziție și dinamică. Puteți fi informat cu acel set de date foarte mare. Vechea idee a teleprezenței va fi posibilă prin tehnologia bionică. Dacă avem interfețe cu nervii noștri și putem introduce în mod artificial forță, chiar și atunci când nu există o forță reală asupra mușchiului, atunci când umanoidul ne împuternicește și merge și ridică greutatea în sala de sport pariziană, persoana care stă în pat va simți de fapt bara. Terifiant, știu.
Medgadget: cum vă imaginați protezele viitorului? Dr. Herr: cred că în laborator, amputarea va fi rezolvată în mare parte peste două decenii dacă finanțarea continuă. Ceea ce vreau să spun prin asta este că, cu amputarea, vom putea restabili funcția membrelor și a motorului. Dincolo de asta, desigur, este augmentarea. Povestea clasică a augmentării este că, cu persoanele cu proteze sau exoschelete, vom fi cu toții augmentați în viitor. Dacă faceți drumeții pe teren accidentat în sălbăticie, tehnologia va ști unde vă aflați și va cunoaște natura dinamicii și pașilor dvs. Imaginați-vă că atunci când traversați o potecă, erau 10.000 de oameni care au trecut pe acea potecă înaintea voastră, deci vor exista o mulțime de date despre cum să parcurgeți acea potecă cel mai eficient. Mișcările noastre vor fi complet optimizate prin accesarea unei baze largi de cunoștințe a multor alți oameni care au experimentat aceeași experiență. Deci sunt multe exemple despre cum vom mări lucrurile. După cum au demonstrat cel mai recent Aimee Mullins și Viktoria Modesta, aceste bionici pot fi obiecte de frumusețe; pot fi sculpturi care reprezintă frumusețea umană sau frumusețea non-umană. Această explorare este foarte distractivă.
Medgadget: acest lucrutehnologia este fără îndoială foarte scumpă-lucrați pentru a reduce costurile?
Dr. Herr: Costul piciorului-gleznă aici este de aproximativ 30.000 USD; acesta este un cost auto solid pe leg.As cu toate tehnologiile la scară, Costul va scădea din ce în ce mai mult. Acum caut finanțare pentru a crea un autobuz Bionic protetic mobil – știu că acesta este un nume teribil – dar imaginați-vă un automobil, unde îl împachetați cu toate tipurile de instrumente de fabricație și imagistică și validare. Apoi, puteți conduce toall zone îndepărtate ale lumii și de a construi părți ale corpului oamenilor chiar acolo. Am thinka model de genul asta ar putea fi foarte ieftin și poate fi la îndemâna ofphilantrop de dolari. Căutăm finanțare pentru cercetare pentru a construi un prototip al acelei platforme mobile.
Medgadget: ți – ai arătat pantofii bionici în timpul discuției-când ar putea ajunge pe piață și care ar putea fi costul? Dr. Herr: sper foarte, foarte curând. Știi acele hoverboards? Nu există niciun motiv pentru care nu poate fi acel punct de preț sau mai mic dacă vindeți milioane pe an. Poate 400-500$. Vreau să îmbin știința și tehnologia bionică cu un design vestimentar incredibil – și să le fac nu numai funcționale, ci și convingătoare din punct de vedere estetic. Lumea exoscheletală este locul în care computerele erau în anii 60 și 70, unde erau foarte mari și urâte și nu funcționau atât de bine. Viziunea lui Steve Jobs era că toți aveam computere în buzunare și că erau plăcute din punct de vedere estetic. Cred că pantoful va fi primul exoschelet care are un succes comercial masiv.
Link: site-ul BionX…
gazda Conferinței: Dassault Syst