TED2014
Hugh Herr: The new bionics that let us run, climb and dance
Хю Хър: Новата бионика, позволяваща ни да тичаме, да се катерим и да танцуваме
Filmed:
Readability: 5.5
13,277,876 views
Хю Хър създава следващото поколение бионични крайници - роботизирани протези, вдъхновени от собствения дизайн на природата. Хър губи краката си в злополука при катерене преди 30 години. Сега, в качеството си на ръководител на MIT Media Lab's Biomechatronics Group, той показва своята невероятна технология в една беседа, която едновременно е и техническа и дълбоко лична - с помощта на танцьорката Ейдриан Хаслет-Дейвис, която губи левия си крак през 2013 в бомбения атентат по време на маратона в Бостън и танцува за първи път оттогава на сцената на TED.
Hugh Herr - Bionics designer
At MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed. Full bioAdrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again. Full bio
At MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed. Full bioAdrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Looking deeply inside nature
0
1014
2828
Гледайки дълбоко навътре в природата
00:15
through the magnifying glass of science,
1
3842
3016
през увеличителното стъкло на науката,
00:18
designers extract principles,
2
6858
2215
дизайнерите извличат принципи,
00:21
processes and materials
3
9073
1627
процеси и материали,
00:22
that are forming the very
basis of design methodology,
basis of design methodology,
4
10700
4277
които формират самата основа
на дизайнерската методология.
на дизайнерската методология.
00:26
from synthetic constructs that resemble
5
14977
2913
От изкуствени конструкции, наподобяващи
00:29
biological materials
6
17890
2171
биологични материали,
00:32
to computational methods that
emulate neural processes,
emulate neural processes,
7
20061
3450
до изчислителни методи, които
подражават на невронни процеси,
подражават на невронни процеси,
00:35
nature is driving design.
8
23511
3828
природата направлява дизайна.
00:39
Design is also driving nature.
9
27339
3011
Дизайнът също направлява природата.
00:42
In realms of genetics, regenerative medicine
10
30350
1658
В области като генетика,
регенеративна медицина
регенеративна медицина
00:44
and synthetic biology,
11
32008
1879
и синтетична биология
00:45
designers are growing novel technologies
12
33887
2537
дизайнерите отглеждат нови технологии,
00:48
not foreseen or anticipated by nature.
13
36424
4537
за които природата не се е
сетила или не е предвидила.
сетила или не е предвидила.
00:52
Bionics explores the interplay
14
40961
4218
Биониката изследва взаимодействието
00:57
between biology and design.
15
45179
1928
между биологията и дизайна.
00:59
As you can see, my legs are bionic.
16
47107
3812
Както виждате, моите крака са бионични.
01:02
Today I will tell human stories
17
50919
2730
Днес ще ви разкажа човешки истории
01:05
of bionic integration,
18
53649
2917
за бионичното интегриране,
01:08
how electromechanics attached to the body
19
56566
2929
как електромеханиката, прикачена към тялото
01:11
and implanted inside the body
20
59495
2303
и имплантирана в него
01:13
are beginning to bridge the gap
21
61798
2488
започва да преодолява пропастта
01:16
between disability and ability,
22
64286
2713
между инвалидността и способността,
01:18
between human limitation
23
66999
2811
между човешката ограниченост
01:21
and human potential.
24
69810
2654
и човешкия потенциал.
01:24
Bionics has defined my physicality.
25
72464
3514
Биониката определи моята телесност.
01:27
In 1982, both of my legs were amputated
26
75978
2726
През 1982 и двата ми крака бяха ампутирани
01:30
due to tissue damage from frostbite
27
78704
2128
поради увреждане на тъканите от измръзване
01:32
incurred during a mountain climbing accident.
28
80832
2912
получено при злополука по
време на планинско катерене.
време на планинско катерене.
01:35
At that time, I didn't view my body
29
83744
2399
По това време аз не гледах на тялото си
01:38
as broken.
30
86143
1891
като на счупено.
01:40
I reasoned that a human being
31
88034
2685
Разсъждавах, че едно човешко същество
01:42
can never be broken.
32
90719
2684
никога не може да бъде пречупено.
01:45
Technology is broken.
33
93403
2907
Разбита е технологията.
01:48
Technology is inadequate.
34
96310
3005
Тя е неадекватна.
01:51
This simple but powerful idea
35
99315
2862
Тази проста но мощна идея
01:54
was a call to arms
36
102177
1792
беше призив да запретна ръкави
01:55
to advance technology
37
103969
2109
и разработя технология
01:58
for the elimination of my own disability
38
106078
2573
за отстраняване на собствената ми увреденост
02:00
and ultimately the disability of others.
39
108651
3615
и в крайна сметка уврежданията на другите.
02:04
I began by developing specialized limbs
40
112266
3113
Започнах с разработване
на специализирани крайници,
на специализирани крайници,
02:07
that allowed me to return
41
115379
1631
позволяващи ми да се върна
02:09
to the vertical world of rock and ice climbing.
42
117010
2333
към вертикалния свят на
скалното и ледено катерене.
скалното и ледено катерене.
02:11
I quickly realized that the artificial part of my body
43
119343
3086
Осъзнах бързо, че изкуствената
част от моето тяло
част от моето тяло
02:14
is malleable,
44
122429
1884
е ковка,
02:16
able to take on any form, any function,
45
124313
3809
способна да приеме всяка форма,
всяка функция.
всяка функция.
02:20
a blank slate through which to create
46
128122
3018
Празен лист, чрез който да създам
02:23
perhaps structures that could extend beyond
47
131140
3455
може би структури, които
биха могли да надхвърлят
биха могли да надхвърлят
02:26
biological capability.
48
134595
2304
биологичната дееспособност.
02:28
I made my height adjustable.
49
136899
1679
Направих височината си регулируема.
02:30
I could be as short as five feet or as tall as I'd like.
50
138578
2891
Можех да съм нисък, само 1,5 м.
или висок, колкото пожелая.
или висок, колкото пожелая.
02:33
(Laughter)
51
141469
2183
(Смях)
02:35
So when I was feeling badly about myself,
52
143652
3316
Така че когато бях потиснат,
02:38
insecure, I would jack my height up,
53
146968
3873
несигурен, можех да увелича височината си,
02:42
but when I was feeling confident and suave,
54
150841
2105
а когато бях уверен и учтив,
02:44
I would knock my height down a notch
55
152946
1720
можех да се смаля с едно деление,
02:46
just to give the competition a chance.
56
154666
2599
за да дам шанс на конкурентите си.
02:49
(Laughter) (Applause)
57
157265
3693
(Смях) (Аплодисменти)
02:52
Narrow, wedged feet allowed me to climb
58
160958
2369
Клинообразните стъпала ми позволяваха
да се катеря
да се катеря
02:55
steep rock fissures
59
163327
1364
по стръмни скални цепнатини,
02:56
where the human foot cannot penetrate,
60
164691
2348
където човешкото стъпало не може да проникне,
02:59
and spiked feet enabled me to climb
61
167039
2350
а стъпалата с шпайкове
ми позволяваха да се катеря
ми позволяваха да се катеря
03:01
vertical ice walls
62
169389
1795
по вертикални ледени стени
03:03
without ever experiencing muscle leg fatigue.
63
171184
4020
без някога да почувствам мускулна умора в краката.
03:07
Through technological innovation,
64
175204
2304
Чрез технологична иновация
03:09
I returned to my sport stronger and better.
65
177508
2819
аз се върнах в моя спорт по-здрав и по-добър.
03:12
Technology had eliminated my disability
66
180327
2383
Технологията елиминира моето увреждане
03:14
and allowed me a new climbing prowess.
67
182710
2618
и ми даде нова катераческа сила.
03:17
As a young man, I imagined a future world
68
185328
1792
Като млад човек си представях един бъдещ свят,
03:19
where technology so advanced
69
187120
1855
където технологията е толкова напреднала,
03:20
could rid the world of disability,
70
188975
1869
че може да избави света от инвалидност,
03:22
a world in which neural implants would allow
71
190844
1851
един свят, в който невронните
импланти биха позволили
импланти биха позволили
03:24
the visually impaired to see,
72
192695
2105
хората с увредено зрение да виждат,
03:26
a world in which the paralyzed could walk
73
194800
2670
свят в който парализираните
биха могли да ходят
биха могли да ходят
03:29
via body exoskeletons.
74
197470
2799
чрез телесни екзоскелети.
03:32
Sadly, because of deficiencies in technology,
75
200269
2893
За съжаление, поради несъвършенство
на технологиите,
на технологиите,
03:35
disability is rampant in the world.
76
203162
1801
инвалидността е широко разпространена в света.
03:36
This gentleman is missing three limbs.
77
204963
2709
Този господин е без три крайника.
03:39
As a testimony to current technology,
78
207672
2712
Като свидетелство за текущата технология,
03:42
he is out of the wheelchair,
79
210384
1176
той е извън инвалидната количка,
03:43
but we need to do a better job in bionics
80
211560
3482
но ние трябва да си свършим
по-добре работата в биониката
по-добре работата в биониката
03:47
to allow one day full rehabilitation
81
215042
2543
за да осигурим един ден пълно възстановяване
03:49
for a person with this level of injury.
82
217585
3879
за човек с такава степен на нараняване.
03:53
At the MIT Media Lab, we've established
83
221464
2247
В MIT Media Lab, ние създадохме
03:55
the Center for Extreme Bionics.
84
223711
1601
Център за екстремна бионика.
03:57
The mission of the center
85
225312
1858
Мисията на центъра
03:59
is to put forth fundamental science
86
227170
2651
е да предложи фундаментална наука
04:01
and technological capability that will allow
87
229821
2698
и технологична възможност, които ще позволят
04:04
the biomechatronic and regenerative repair of humans
88
232519
2865
биомехатронен и регенеративен ремонт на хора
04:07
across a broad range
89
235384
1880
в един широк диапазон
04:09
of brain and body disabilities.
90
237264
3936
мозъчни и телесни увреждания.
04:13
Today, I'm going to tell you how my legs function,
91
241200
2648
Днес ще ви разкажа как функционират краката ми,
04:15
how they work,
92
243848
1587
как работят,
04:17
as a case in point for this center.
93
245435
3172
като пример за работата на този център.
04:20
Now, I made sure to shave my legs last night,
94
248607
1997
Сега, аз се погрижих
да си обръсна краката снощи,
да си обръсна краката снощи,
04:22
because I knew I'd be showing them off.
95
250604
3582
понеже знаех, че ще трябва да ви ги покажа.
04:26
Bionics entails the engineering
of extreme interfaces.
of extreme interfaces.
96
254186
3184
Биониката води до инженерство
на екстремни интерфейси
на екстремни интерфейси
04:29
There's three extreme interfaces in my bionic limbs:
97
257370
2910
Има три такива в моите бионични крайници:
04:32
mechanical, how my limbs are attached
98
260280
2240
механичен - как са прикачени крайниците
04:34
to my biological body;
99
262520
2099
към биологичното ми тяло;
04:36
dynamic, how they move like flesh and bone;
100
264619
3323
динамичен - как се движат като от плът и кръв;
04:39
and electrical, how they communicate
101
267942
1274
и електрически - как общуват
04:41
with my nervous system.
102
269216
1596
с нервната ми система.
04:42
I'll begin with mechanical interface.
103
270812
2840
Ще започна с механичния интерфейс.
04:45
In the area of design, we still do not understand
104
273652
3124
В областта на дизайна
ние все още не разбираме
ние все още не разбираме
04:48
how to attach devices to the body mechanically.
105
276776
4132
как механично да прикачваме
устройства към тялото.
устройства към тялото.
04:52
It's extraordinary to me that in this day and age,
106
280908
3346
За мен е удивително, че дори днес
04:56
one of the most mature, oldest technologies
107
284254
2148
една от най-зрелите, най-старите технологии
04:58
in the human timeline, the shoe,
108
286402
2259
в човешката история, обувката,
05:00
still gives us blisters.
109
288661
2363
все още ни създава мехури.
05:03
How can this be?
110
291024
1466
Как е възможно?
05:04
We have no idea how to attach things to our bodies.
111
292490
3573
Ние нямаме представа как да
прикачваме неща към телата си.
прикачваме неща към телата си.
05:08
This is the beautifully lyrical design work
112
296063
2923
Това е красиво лиричната дизайнерска работа
05:10
of Professor Neri Oxman at the MIT Media Lab,
113
298986
2752
на професор Нири Оксман от MIT Media Lab,
05:13
showing spatially varying exoskeletal impedances,
114
301738
3257
показваща пространствено различни
екзоскелетни импеданси,
екзоскелетни импеданси,
05:16
shown here by color variation
115
304995
1907
различно оцветени
05:18
in this 3D-printed model.
116
306902
2522
в този 3D отпечатан модел.
05:21
Imagine a future where clothing
117
309424
1888
Представете си бъдеще, в което облеклото
05:23
is stiff and soft where you need it,
118
311312
2844
е кораво и меко където имате нужда от това,
05:26
when you need it, for optimal support and flexibility,
119
314156
3474
когато имате нужда от това,
за оптимална опора и гъвкавост,
за оптимална опора и гъвкавост,
05:29
without ever causing discomfort.
120
317630
2314
без изобщо да причинява дискомфорт.
05:31
My bionic limbs are attached to my biological body
121
319944
3208
Бионичните ми крайници са прикачени
към биологичното ми тяло
към биологичното ми тяло
05:35
via synthetic skins
122
323152
2081
чрез синтетични кожи
05:37
with stiffness variations
123
325233
2030
с променлива твърдост,
05:39
that mirror my underlying tissue biomechanics.
124
327263
4698
които отразяват биомеханиката на тъканта под тях.
05:43
To achieve that mirroring,
125
331961
1350
За да постигнем това отразяване,
05:45
we first developed a mathematical model
126
333311
2127
първо разработихме математически модел
05:47
of my biological limb.
127
335438
1576
на биологичните ми крайници.
05:49
To that end, we used imaging tools such as MRI
128
337014
3134
За целта използвахме инструменти за
изобразяване като MRI (магнитен резонанс)
изобразяване като MRI (магнитен резонанс)
05:52
to look inside my body
129
340148
1668
за да погледнем в тялото ми
05:53
to figure out the geometries and locations
130
341816
2130
и разберем геометрията и местоположението
05:55
of various tissues.
131
343946
1557
на различните тъкани.
05:57
We also took robotic tools.
132
345503
1646
Взехме също и роботизирани инструменти.
05:59
Here's a 14-actuator circle
133
347149
2473
Ето един 14-бутален кръгов механизъм,
06:01
that goes around the biological limb.
134
349622
2943
разположен около биологичния крайник.
06:04
The actuators come in, find the surface of the limb,
135
352565
2655
Буталата идват, намират повърхността на крайника,
06:07
measure its unloaded shape,
136
355220
2399
мерят ненатоварената му форма
06:09
and then they push on the tissues
137
357619
1599
и след това натискат тъканта,
06:11
to measure tissue compliances
138
359218
2054
за да измерят нейната отстъпчивост
06:13
at each anatomical point.
139
361272
2077
във всяка анатомична точка.
06:15
We combine these imaging and robotic data
140
363349
2524
Ние съчетаваме тези образна
диагностика с роботизирани данни
диагностика с роботизирани данни
06:17
to build a mathematical description
141
365873
1464
за да направим математическо описание
06:19
of my biological limb, shown on the left.
142
367337
1852
на биологичния ми крайник, показан отляво.
06:21
You see a bunch of points, or nodes.
143
369189
1949
Вие виждате една купчина точки или възли.
06:23
At each node, there's a color that
represents tissue compliance.
represents tissue compliance.
144
371138
2979
На всеки възел има един цвят, който
представя тъканната отстъпчивост.
представя тъканната отстъпчивост.
06:26
We then do a mathematical transformation
145
374117
2003
След това правим математическа трансформация
06:28
to the design of the synthetic skin
146
376120
2120
в дизайна на синтетичната кожа,
06:30
shown on the right,
147
378240
1591
показано отдясно
06:31
and we've discovered optimality is
148
379831
2059
и открихме, че е оптимално
06:33
where the body is stiff, the
synthetic skin should be soft,
synthetic skin should be soft,
149
381890
3242
където тялото е твърдо,
синтетичната кожа да е мека,
синтетичната кожа да е мека,
06:37
where the body is soft,
the synthetic skin is stiff,
the synthetic skin is stiff,
150
385132
3716
където тялото е меко,
синтетичната кожа да е твърда
синтетичната кожа да е твърда
06:40
and this mirroring occurs
151
388848
1146
и че това отразяване е налице
06:41
across all tissue compliances.
152
389994
2431
при всякаква тъканна отстъпчивост.
06:44
With this framework,
153
392425
1728
С тази рамка
06:46
we produced bionic limbs
154
394153
1219
ние произведохме бионични крайници,
06:47
that are the most comfortable limbs I've ever worn.
155
395372
3591
които са най-удобните крайници,
носени някога от мен.
носени някога от мен.
06:50
Clearly in the future,
156
398963
1803
Очевидно в бъдеще
06:52
our clothing, our shoes, our braces,
157
400766
3185
нашето облекло, обувки, скоби,
06:55
our prostheses, will no longer be designed
158
403951
2229
нашите протези, вече няма да бъдат проектирани
06:58
and manufactured using artisan strategies,
159
406180
2389
и произвеждани с помощта
на занаятчийски стратегии,
на занаятчийски стратегии,
07:00
but rather data-driven quantitative frameworks.
160
408569
3166
а от изпълнени с данни количествени рамки.
07:03
In that future, our shoes
161
411735
2171
В това бъдеще, обувките
07:05
will no longer give us blisters.
162
413906
3078
повече няма да ни образуват мехури.
07:08
We're also embedding sensing and smart materials
163
416984
2856
Ние вграждаме също така усещащи
и интелигентни материали
и интелигентни материали
07:11
into the synthetic skins.
164
419840
1450
в изкуствените кожи.
07:13
This is a material
165
421290
1283
Това е един материал
07:14
developed by SRI International, California.
166
422573
3258
разработен от SRI International, Калифорния.
07:17
Under electrostatic effect, it changes stiffness.
167
425831
3229
Под електростатично въздействие
той променя твърдостта си.
той променя твърдостта си.
07:21
So under zero voltage, the material is compliant.
168
429060
3638
Така при нулево напрежение,
материалът е съвместим.
материалът е съвместим.
07:24
It's floppy like paper.
169
432698
1328
Той е отпуснат като хартия.
07:26
Then the button's pushed, a voltage is applied,
170
434026
2225
След това бутонът е натиснат,
приложено е напрежение
приложено е напрежение
07:28
and it becomes stiff as a board.
171
436251
3690
и той става твърд като дъска.
07:33
We embed this material into the synthetic skin
172
441533
2805
Ние вградихме този материал в синтетичната кожа,
07:36
that attaches my bionic limb to my biological body.
173
444338
3133
която прикачва моите бионични
крайници към тялото ми.
крайници към тялото ми.
07:39
When I walk here,
174
447471
1411
Когато се разхождам тук
07:40
it's no voltage.
175
448882
1365
няма напрежение.
07:42
My interface is soft and compliant.
176
450247
2067
Моят интерфейст е мек и съвместим.
07:44
The button's pushed, voltage is applied,
177
452314
1528
Но натискане на бутона подава напрежение
07:45
and it stiffens,
178
453842
1392
и той се втвърдява,
07:47
offering me a greater maneuverability
179
455234
1457
предлагайки ми по-голяма маневреност
07:48
of the bionic limb.
180
456691
2138
на бионичния крайник.
07:50
We're also building exoskeletons.
181
458829
1946
Ние създаваме също екзоскелети.
07:52
This exoskeleton becomes stiff and soft
182
460775
2832
Този екзоскелет става твърд и мек
07:55
in just the right areas of the running cycle
183
463607
2371
само в точните области на работния цикъл,
07:57
to protect the biological joints
184
465978
1852
за да защити биологичните стави
07:59
from high impacts and degradation.
185
467830
2906
от високи натоварвания и ерозия.
08:02
In the future, we'll all be wearing exoskeletons
186
470736
2711
В бъдеще ще носим екзоскелети
08:05
in common activities such as running.
187
473447
3288
в обикновени дейности, като бягане.
08:08
Next, dynamic interface.
188
476735
1641
Следващо: динамичият интерфейс.
08:10
How do my bionic limbs move like flesh and bone?
189
478376
3122
Как бионичните ми крайници
се движат като от плът и кръв?
се движат като от плът и кръв?
08:13
At my MIT lab, we study how humans
190
481498
2521
В лабораторията ми в MIT изучаваме как хората
08:16
with normal physiologies stand, walk and run.
191
484019
2876
с нормална физиология стоят, ходят и тичат.
08:18
What are the muscles doing,
192
486895
1686
Какво правят мускулите
08:20
and how are they controlled by the spinal cord?
193
488581
2729
и как ги управлява гръбначният мозък?
08:23
This basic science motivates what we build.
194
491310
2588
Тази основна наука обосновава
създаваното от нас.
създаваното от нас.
08:25
We're building bionic ankles, knees and hips.
195
493898
2582
Създаваме бионични глезени, колена и бедра.
08:28
We're building body parts from the ground up.
196
496480
2919
Създаваме части на тялото,
започвайки от нула.
започвайки от нула.
08:31
The bionic limbs that I'm wearing are called BiOMs.
197
499399
3642
Бионичните крайници, които
нося се наричат BiOMs.
нося се наричат BiOMs.
08:35
They've been fitted to nearly 1,000 patients,
198
503041
3582
Монтирани са на близо 1000 пациента,
08:38
400 of which have been U.S. wounded soldiers.
199
506623
3282
400 от които ранени американски войници.
08:41
How does it work? At heel
strike, under computer control,
strike, under computer control,
200
509905
2892
Как работят? При сблъсък в петата,
под компютърен контрол,
под компютърен контрол,
08:44
the system controls stiffness
201
512797
2146
системата управлява твърдостта,
08:46
to attenuate the shock of the limb hitting the ground.
202
514943
3169
за да смекчи сътресението
от удрящия земята крайник.
от удрящия земята крайник.
08:50
Then at mid-stance, the bionic limb outputs
203
518112
2260
След това в средна позиция
бионичният крайник подава
бионичният крайник подава
08:52
high torques and powers to lift the person
204
520372
2859
въртящ момент и мощност,
които да повдигнат човека
които да повдигнат човека
08:55
into the walking stride,
205
523231
1408
до ходеща позиция,
08:56
comparable to how muscles work in the calf region.
206
524639
4019
подобно на работата на мускулите
в областта на прасеца.
в областта на прасеца.
09:00
This bionic propulsion is very important
207
528658
2594
Това бионично задвижване е много важно
09:03
clinically to patients.
208
531252
1425
кличнично за пациентите.
09:04
So, on the left you see the bionic device
209
532677
1685
И така, отляво виждате бионичното устройство
09:06
worn by a lady --
210
534362
1566
носено от една дама,
09:07
on the right a passive device worn by the same lady
211
535928
2959
(отдясно - пасивно устройство,
носено от същата дама,
носено от същата дама,
09:10
that fails to emulate normal muscle function --
212
538887
2508
което не може да подражава на
нормалната мускулна работа)
нормалната мускулна работа)
09:13
enabling her to do something
213
541395
2405
позволяващо ѝ да направи нещо,
09:15
everyone should be able to do,
214
543800
1640
което всеки трябва да може да направи:
09:17
go up and down their steps at home.
215
545440
1799
да се качва и слиза по стълбите у дома.
09:19
Bionics also allows for extraordinary athletic feats.
216
547239
3521
Биониката също така дава възможност
за изключителни спортни подвизи.
за изключителни спортни подвизи.
09:22
Here's a gentleman running up a rocky pathway.
217
550760
4784
Ето един джентълмен, тичащ нагоре по скалист път.
09:27
This is Steve Martin, not the comedian,
218
555544
2587
Това е Стив Мартин, не комикът,
09:30
who lost his legs in a bomb blast in Afghanistan.
219
558131
3943
който е загубил краката си при
бомбен атентат в Афганистан.
бомбен атентат в Афганистан.
09:34
We're also building exoskeletal structures
220
562074
3009
Ние създаваме и екзоскелетни структури
09:37
using these same principles
221
565083
1835
използвайки същите принципи,
09:38
that wrap around a biological limb.
222
566918
2972
които обгръщат биологичния крайник.
09:41
This gentleman does not have
223
569890
2698
Този джентълмен няма
09:44
any leg condition, any disability.
224
572588
2958
никакъв проблем с краката, никакво увреждане.
09:47
He has a normal physiology,
225
575546
1903
Той има нормална физиология.
09:49
so these exoskeletons are applying
226
577449
2055
Екзоскелетите прилагат
09:51
muscle-like torques and powers
227
579504
2767
въртящ момент и сила, приличащи на мускулните
09:54
so that his own muscles need not apply
228
582271
2171
така че на неговите собствени
мускули не се налага да полагат
мускули не се налага да полагат
09:56
those torques and powers.
229
584442
2451
тези усилия.
09:58
This is the first exoskeleton in history
230
586893
2612
Това е първият екзоскелет в историята,
10:01
that actually augments human walking.
231
589505
2632
който всъщност подсилва човешкото ходене.
10:04
It significantly reduces metabolic cost.
232
592137
3193
Той намалява значително метаболичните разходи.
10:07
It's so profound in its augmentation
233
595330
2655
И е толкова перфектен в това подсилване,
10:09
that when a normal, healthy person
234
597985
1602
че когато нормален, здрав човек
10:11
wears the device for 40 minutes
235
599587
1765
носи устройството 40 минути
10:13
and then takes it off,
236
601352
1659
и го свали,
10:15
their own biological legs
237
603011
1636
неговите биологични крака
10:16
feel ridiculously heavy and awkward.
238
604647
3035
му се струват абсурдно тежки и неудобни.
10:19
We're beginning the age in which
239
607682
1941
Ние започваме епохата в която
10:21
machines attached to our bodies
240
609623
1851
машини, прикачени към телата ни
10:23
will make us stronger and faster
241
611474
1824
ще ни правят по-силни и по-бързи
10:25
and more efficient.
242
613298
2130
и по-ефикасни.
10:27
Moving on to electrical interface,
243
615428
1686
Преминавайки към електрическия интерфейс,
10:29
how do my bionic limbs communicate
244
617114
1423
как бионичните ми крайници общуват
10:30
with my nervous system?
245
618537
1917
с моята нервна система?
10:32
Across my residual limb are electrodes
246
620454
2063
През остатъчния ми крайник има електроди,
10:34
that measure the electrical pulse of my muscles.
247
622517
2608
мерещи електрическия пулс на мускулите ми.
10:37
That's communicated to the bionic limb,
248
625125
2104
Това се съобщава на бионичния крайник,
10:39
so when I think about moving my phantom limb,
249
627229
2745
така че когато помисля за преместване
на несъществуващия ми крайник,
на несъществуващия ми крайник,
10:41
the robot tracks those movement desires.
250
629974
3766
роботът проследява тези желания за движение.
10:45
This diagram shows fundamentally
251
633740
1717
Тази диаграма показва фундаментално
10:47
how the bionic limb is controlled,
252
635457
2829
как се управлява бионичния крайник.
10:50
so we model the missing biological limb,
253
638286
2678
Така моделираме липсващия биологичен.
10:52
and we've discovered what reflexes occurred,
254
640964
2764
И открихме какви рефлекси се проявиха,
10:55
how the reflexes of the spinal cord
255
643728
1500
как рефлексите на гръбначния мозък
10:57
are controlling the muscles,
256
645228
1808
управляват мускулите
10:59
and that capability is embedded
257
647036
2699
и тази способност е вградена
11:01
in the chips of the bionic limb.
258
649735
3006
в чиповете на бионичния крайник.
11:04
What we've done, then, is we modulate
259
652741
1969
След това регулираме
11:06
the sensitivity of the reflex,
260
654710
2086
чувствителността на рефлекса,
11:08
the modeled spinal reflex,
261
656796
1712
моделирания гръбначен рефлекс,
11:10
with the neural signal,
262
658508
1511
с невронния сигнал,
11:12
so when I relax my muscles in my residual limb,
263
660019
3546
така че когато отпусна мускулите
в остатъчния си крайник,
в остатъчния си крайник,
11:15
I get very little torque and power,
264
663565
2668
получавам много малък въртящ момент и мощност,
11:18
but the more I fire my muscles,
265
666233
1552
но колкото повече напрягам мускулите си
11:19
the more torque I get,
266
667785
1396
толкова по-голям въртящ момент получавам,
11:21
and I can even run.
267
669181
2543
и мога дори да тичам.
11:23
And that was the first demonstration
268
671724
1638
И това беше първата демонстрация
11:25
of a running gait under neural command.
269
673362
3545
на подтичваща походка под невронна команда.
11:28
Feels great.
270
676907
1513
Усеща се страхотно.
11:30
(Applause)
271
678420
3976
(Аплодисменти)
11:35
We want to go a step further.
272
683555
2003
Ние искаме да отидем една стъпка по-нататък.
11:37
We want to actually close the loop
273
685558
2860
Искаме всъщност да затворим цикъла
11:40
between the human and the bionic external limb.
274
688418
3723
между човешкия и бионичния външен крайник.
11:44
We're doing experiments where we're growing
275
692141
1723
Правим експерименти, в които отглеждаме
11:45
nerves, transected nerves,
276
693864
2045
нерви, напречни нерви,
11:47
through channels, or micro-channel rays.
277
695909
2122
през канали или микроканални лъчи.
11:50
On the other side of the channel,
278
698031
1816
От другата страна на канала
11:51
the nerve then attaches to cells,
279
699847
2353
нервът се прикрепва към клетките,
11:54
skin cells and muscle cells.
280
702200
2506
кожни клетки и мускулни клетки.
11:56
In the motor channels we can sense
281
704706
2597
В моторните канали можем да долавяме
11:59
how the person wishes to move.
282
707303
1767
как човекът желае да се движи.
12:01
That can be sent out wirelessly to the bionic limb,
283
709070
2975
Това може да се изпрати безжично до бионичния крайник,
12:04
then sensors on the bionic limb
284
712045
2449
след това сензорите на бионичния крайник
12:06
can be converted to stimulations
285
714494
2646
могат да превърнат сигнала в стимулации
12:09
in adjacent channels, sensory channels.
286
717140
2550
на съседни канали, сензорни канали.
12:11
So, when this is fully developed
287
719690
1881
Така че когато това е напълно готово
12:13
and for human use,
288
721571
2399
и за човешка употреба,
12:15
persons like myself will not only have
289
723970
2660
хора като мен ще имат не само
12:18
synthetic limbs that move like flesh and bone,
290
726630
3184
синтетични крайници, движещи се като истински,
12:21
but actually feel like flesh and bone.
291
729814
4116
а всъщност и чувството, че те са от плът и кръв.
12:25
This video shows Lisa Mallette
292
733930
2264
Това видео показва Лиса Мълат
12:28
shortly after being fitted with two bionic limbs.
293
736194
2872
малко след като ѝ бяха поставени
два бионични крайника.
два бионични крайника.
12:31
Indeed, bionics is making
294
739066
1972
Наистина биониката поражда
12:33
a profound difference in people's lives.
295
741038
2199
дълбока промяна в живота на хората.
12:35
(Video) Lisa Mallette: Oh my God.
296
743237
4061
(Видео) Лиса Мълат: Боже мой!
12:39
Oh my God, I can't believe it.
297
747298
4847
Боже мой, не мога да повярвам!
12:44
It's just like I've got a real leg.
298
752145
4193
Това е точно като да имам истински крак.
12:48
Now, don't start running.
299
756338
1862
Сега, не започвайте да тичате.
12:50
Man: Now turn around,
300
758230
1512
Мъж: Сега се обърнете
12:51
and do the same thing walking up.
301
759742
1668
и направете същото, ходейки нагоре.
12:53
Walk up, get on your heel to toe,
302
761410
1936
Вървете нагоре, стъпвайки от петата до пръстите,
12:55
like you would normally just walk on level ground.
303
763346
1540
както бихте ходили нормално по земята.
12:56
Try to walk right up the hill.
304
764886
2703
Опитайте да се изкачите догоре.
13:01
LM: Oh my God.
305
769083
2616
ЛМ: Боже мой!
13:03
Man: Is it pushing you up?
306
771699
1389
Мъж: Тласка ли ви нагоре?
13:05
LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it.
307
773088
5197
ЛМ: Да! Аз даже не... Даже не мога да го опиша.
13:10
Man: It's pushing you right up.
308
778285
2324
Мъж: Тласка ви нагоре.
13:12
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the center's —
309
780609
2571
Хю Хър: Следващата седмица ще посетя Центровете...
13:15
(Applause) Thank you, thank you.
310
783180
4305
(Аплодисменти) Благодаря ви, благодаря ви.
13:19
Thank you. Next week I'm visiting
311
787485
2357
Благодаря ви. Следващата седмица ще посетя
13:21
the Center for Medicare and Medicaid Services,
312
789842
2812
Центъровете за медицински услуги (CMS)
13:24
and I'm going to try to convince CMS
313
792654
2657
и ще се опитам да ги убедя
13:27
to grant appropriate code language and pricing
314
795311
2589
да дадат подходящи условия
и цени в правилата си,
и цени в правилата си,
13:29
so this technology can be made available
315
797900
1952
за да може тази технология да бъде достъпна
13:31
to the patients that need it.
316
799852
2633
за пациентите, които се нуждаят от нея.
13:34
Thank you. (Applause)
317
802485
5222
Благодаря. (Аплодисменти)
13:39
It's not well appreciated, but over half
318
807707
1897
Не се оценява, но над половината
13:41
of the world's population
319
809604
1979
от населението на света
13:43
suffers from some form of cognitive,
320
811583
2091
страда от някаква форма на когнитивно,
13:45
emotional, sensory or motor condition,
321
813674
2585
емоционално, сензорно или двигателно заболяване
13:48
and because of poor technology,
322
816259
1662
и поради калпава технология
13:49
too often, conditions result in disability
323
817921
2592
твърде често заболяванията водят до увреждане
13:52
and a poorer quality of life.
324
820513
2298
и по-лошо качество на живот.
13:54
Basic levels of physiological function
325
822811
2393
Основните нива на физиологична функция
13:57
should be a part of our human rights.
326
825204
2642
трябва да са част от човешките ни права.
13:59
Every person should have the right
327
827846
1970
Всеки трябва да има правото
14:01
to live life without disability
328
829816
1888
да живее живот без увреждания,
14:03
if they so choose --
329
831704
2015
ако го иска:
14:05
the right to live life without severe depression;
330
833719
2803
правото да живее без тежка депресия;
14:08
the right to see a loved one
331
836522
1373
правото да вижда любимия
14:09
in the case of seeing impaired;
332
837895
2234
в случай на нарушено зрение;
14:12
or the right to walk or to dance,
333
840129
1913
или правото да ходи или танцува,
14:14
in the case of limb paralysis
334
842042
1488
при парализа на крайник
14:15
or limb amputation.
335
843530
1747
или ампутация на такъв.
14:17
As a society, we can achieve these human rights
336
845277
3807
Като общество ние можем да
постигнем тези човешки права
постигнем тези човешки права
14:21
if we accept the proposition
337
849084
2328
ако приемем тезата,
14:23
that humans are not disabled.
338
851412
3977
че хората не са инвалиди.
14:27
A person can never be broken.
339
855389
2803
Човек не може да бъде пречупен.
14:30
Our built environment, our technologies,
340
858192
3007
Нашата изградена среда, нашите технологии
14:33
are broken and disabled.
341
861199
1899
са разбити и увредени.
14:35
We the people need not accept our limitations,
342
863098
3024
Не е нужно ние, хората, да
приемамаме ограниченията си,
приемамаме ограниченията си,
14:38
but can transcend disability
343
866122
2231
като можем да се издигнем над уврежданията
14:40
through technological innovation.
344
868353
1868
чрез технологична иновация.
14:42
Indeed, through fundamental advances
345
870221
1867
Наистина, чрез фундаментален напредък
14:44
in bionics in this century,
346
872088
1870
в биониката през този век
14:45
we will set the technological foundation
347
873958
2523
ние ще поставим технологичните основи
14:48
for an enhanced human experience,
348
876481
1972
на едно нараснало човешко познание
14:50
and we will end disability.
349
878453
2702
и ще сложим край на уврежданията.
14:53
I'd like to finish up with one more story,
350
881155
2300
Бих искал да завърша с още една история,
14:55
a beautiful story,
351
883455
1764
една красива история,
14:57
the story of Adrianne Haslet-Davis.
352
885219
2686
историята на Ейдриан Хаслет-Дейвис.
14:59
Adrianne lost her left leg
353
887905
1991
Ейдриан загуби своя ляв крак
15:01
in the Boston terrorist attack.
354
889896
2666
в терористичната атака в Бостън.
15:04
I met Adrianne when this photo was taken
355
892562
1679
Аз я срещнах, когато бе направена тази снимка,
15:06
at Spaulding Rehabilitation Hospital.
356
894241
2350
в болницата за рехабилитация Сполдинг.
15:08
Adrianne is a dancer, a ballroom dancer.
357
896591
2426
Ейдриан е танцьорка по бални (състезателни) танци.
15:11
Adrianne breathes and lives dance.
358
899017
2911
Тя диша и живее танца.
15:13
It is her expression. It is her art form.
359
901928
2421
Той е нейният израз, нейното изкуство.
15:16
Naturally, when she lost her limb
360
904349
2256
Естествено, когато загуби крака си
15:18
in the Boston terrorist attack,
361
906605
1727
в бостънската терористична атака,
15:20
she wanted to return to the dance floor.
362
908332
2981
тя искаше да се върне на дансинга.
15:23
After meeting her and driving home in my car,
363
911313
2463
След като я срещнах и закарах до дома ѝ,
15:25
I thought, I'm an MIT professor.
364
913776
2945
си казах: "Аз съм професор в MIT.
15:28
I have resources. Let's build her a bionic limb
365
916721
2729
Имам ресурси. Нека ѝ направим бионичен крайник,
15:31
to enable her to go back to her life of dance.
366
919450
3383
за да ѝ позволим да се върне към живота на танца."
15:34
I brought in MIT scientists with expertise
367
922833
2638
Доведох в MIT учени с опит
15:37
in prosthetics, robotics, machine learning
368
925471
2447
в протезите, роботиката, машинното обучение
15:39
and biomechanics,
369
927918
1311
и биомеханиката,
15:41
and over a 200-day research period,
370
929229
2402
и в изследване отнело над 200 дни,
15:43
we studied dance.
371
931631
1474
изучавахме танца.
15:45
We brought in dancers with biological limbs,
372
933105
3896
Доведохме танцьори с биологични крайници,
15:49
and we studied how do they move,
373
937001
2665
и изучавахме как се движат,
15:51
what forces do they apply on the dance floor,
374
939666
3500
какви сили прилагат на дансинга.
15:55
and we took those data
375
943166
1551
Взехме събраните данни
15:56
and we put forth fundamental principles of dance,
376
944717
3799
и положихме фундаменталните принципи на танца,
16:00
reflexive dance capability,
377
948516
1811
способността за рефлективен танц,
16:02
and we embedded that intelligence
378
950327
1525
После вградихме тази интелигентност
16:03
into the bionic limb.
379
951852
1822
в бионичния крайник.
16:05
Bionics is not only about making people
380
953674
2276
Биониката не е само да ни прави
16:07
stronger and faster.
381
955950
1461
по-силни и по-бързи.
16:09
Our expression, our humanity
382
957411
2342
Нашето изразяване, нашата човечност
16:11
can be embedded into electromechanics.
383
959753
3203
могат да бъдат вградени в електромеханиката.
16:14
It was 3.5 seconds
384
962956
3055
Имаше 3,5 секунди
16:18
between the bomb blasts
385
966011
1649
бежду бомбените взривове
16:19
in the Boston terrorist attack.
386
967660
1786
в бостънската терористична атака.
16:21
In 3.5 seconds, the criminals and cowards
387
969446
3033
В 3,5 секунди престъпниците и страхливците
16:24
took Adrianne off the dance floor.
388
972479
2982
грабнаха Ейдриан от дансинга.
16:27
In 200 days, we put her back.
389
975461
2691
След 200 дни ние я връщаме обратно.
16:30
We will not be intimidated, brought down,
390
978152
2801
Няма да бъдем сплашени, повалени,
16:32
diminished, conquered or stopped
391
980953
2300
унижени, завладени или спрени
16:35
by acts of violence.
392
983253
1808
чрез актове на насилие.
16:37
(Applause)
393
985061
3693
(Аплодисменти)
16:44
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce
394
992782
2454
Дами и господа, моля, позволете ми да ви представя
16:47
Adrianne Haslet-Davis,
395
995236
1918
Ейдриан Хаслет-Дейвис,
16:49
her first performance since the attack.
396
997154
2884
нейното първо изпълнение след атаката.
16:52
She's dancing with Christian Lightner.
397
1000038
2503
Тя танцува с Крисчън Лайтнер.
16:54
(Applause)
398
1002541
6692
(Аплодисменти)
17:05
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
399
1013579
7391
(Музика: "Ring My Bell" в изпълнение на Енрике Иглесиас)
17:51
(Applause)
400
1059267
7223
(Аплодисменти)
18:22
Ladies and gentlemen,
401
1090244
1100
Дами и господа,
18:23
members of the research team,
402
1091344
1618
членовете на изследователския екип:
18:24
Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski.
403
1092962
4391
Ейлиът Рос и Нейтън Вилагъри-Кърски.
18:29
Elliott and Nathan.
404
1097776
2411
Ейлиът и Нейтън.
18:32
(Applause)
405
1100187
6585
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKERS
Hugh Herr - Bionics designerAt MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed.
Why you should listen
Hugh Herr co-directs the Center for Extreme Bionics at the MIT Media Lab, where he is pioneering a new class of biohybrid smart prostheses and orthoses to improve the quality of life for thousands of people with physical challenges. A powered ankle-foot prosthesis called the Empower by Ottobock, for instance, emulates the action of a biological leg to create a natural gait, allowing persons with amputation to walk with normal levels of speed and metabolism as if their legs were biological.
Herr also advances powerful body exoskeletons that augment human physicality beyond innate physiological levels, enabling humans to walk and run faster with less metabolic energy. He is the co-founder and Chief Scientific Officer of Dephy Inc., which creates products that augment physiological function through electromechanical enhancement.
Hugh Herr | Speaker | TED.com
Adrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again.
Why you should listen
To ballroom dancer Adrianne Haslet-Davis, dancing was everything. So when she lost her left foot in the April 2013 Boston Marathon bombing, she vowed — from her hospital bed — that she would dance again. Two hundred days later, standing on the TED2014 stage, she did just that. With the help of MIT prostheticist Hugh Herr, Haslet-Davis performed in Vancouver for the first time since the bombing.
Adrianne Haslet-Davis | Speaker | TED.com