TEDGlobal 2011
Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"
" تاد کیوکن" : دست مصنوعی که " حس " دارد
Filmed:
Readability: 3.6
964,029 views
فیزیلوژیست و مهندس " تاد کیوکن" مشغول ساخت دست مصنوعی است که با سیستم عصبی انسان در ارتباط است - حرکت، کنترل، و حتی حس لامسه را بهبود می بخشد. بیماری به اسم " آماندا کیتز" طرز کارنسل آینده این دست مکانیکی را روی صحنه به نمایش می گذارد.
Todd Kuiken - Biomedical engineer
A doctor and engineer, Todd Kuiken builds new prosthetics that connect with the human nervous system. Yes: bionics. Full bio
A doctor and engineer, Todd Kuiken builds new prosthetics that connect with the human nervous system. Yes: bionics. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
So today, I would like to talk with you
0
0
3000
امروز می خواهم در مورد علم فرآیندهای زیستی (بیونیک)
00:18
about bionics,
1
3000
2000
با شما سخن بگویم،
00:20
which is the popular term
2
5000
2000
نامی آشنا برای
00:22
for the science of replacing part of a living organism
3
7000
3000
علم جایگزین کردن بخشی از یک اندام زنده
00:25
with a mechatronic device, or a robot.
4
10000
3000
با یک وسیلۀ مکانیکی، یا یک رُبات.
00:28
It is essentially
5
13000
2000
این در اصل،
00:30
the stuff of life meets machine.
6
15000
3000
ارتباط جوهرۀ حیات با ماشین است.
00:33
And specifically, I'd like to talk with you
7
18000
2000
و به بیان دقیق تر، می خواهم با شما دربارۀ
00:35
about how bionics is evolving
8
20000
3000
چگونگی تحول و تکامل علم بیونیک
00:38
for people with arm amputations.
9
23000
3000
در افرادی با قطع عضو بازو، سخن بگویم.
00:41
This is our motivation.
10
26000
3000
این انگیزۀ ماست.
00:44
Arm amputation causes a huge disability.
11
29000
3000
قطع عضو بازو باعث ناتوانائی های بیشماری می شود.
00:47
I mean, the functional impairment is clear.
12
32000
2000
بدین منظور که کاهش عملکرد واضح و آشکار است.
00:49
Our hands are amazing instruments.
13
34000
2000
دستهای ما ابزار شگفت انگیزی هستند.
00:51
And when you lose one, far less both,
14
36000
3000
و وقتی شما یکی، به ندرت هر دو، را از دست می دهید،
00:54
it's a lot harder to do the things
15
39000
2000
انجام کارهای فیزیکی
00:56
we physically need to do.
16
41000
2000
به مراتب سخت تر می شود.
00:58
There's also a huge emotional impact.
17
43000
2000
تاثیر عاطفی بزرگی نیز در میان است.
01:00
And actually, I spend as much of my time in clinic
18
45000
2000
و در حقیقت، مقدار زمانی که در مطب برای
01:02
dealing with the emotional adjustment of patients
19
47000
3000
تعادل روحی بیماران صرف می کنم ، همان اندازه است که
01:05
as with the physical disability.
20
50000
2000
برای ناتوانی جسمی آنها صرف می کنم.
01:07
And finally, there's a profound social impact.
21
52000
3000
و در نهایت، یک تأثیر عمیق اجتماعی وجود دارد.
01:10
We talk with our hands.
22
55000
2000
ما با دستانمان حرف می زنیم.
01:12
We greet with our hands.
23
57000
2000
با دستانمان سلام و خوشامد می گوییم.
01:14
And we interact with the physical world with our hands.
24
59000
3000
و با کمک دستانمان با دنیای مادی در ارتباط هستیم.
01:17
And when they're missing,
25
62000
2000
و وقتی آنها نباشند،
01:19
it's a barrier.
26
64000
2000
مانعی بر سر راه است.
01:21
Arm amputation is usually caused by trauma,
27
66000
3000
قطع عضو دست معمولا" در اثر حادثه بوجود می آید،
01:24
with things like industrial accidents,
28
69000
2000
چیزهایی مثل حوادث محیط کار،
01:26
motor vehicle collisions
29
71000
2000
تصادفات اتومبیل
01:28
or, very poignantly, war.
30
73000
2000
یا، خیلی دردناک، در جنگ.
01:30
There are also some children who are born without arms,
31
75000
3000
همچنین بعضی کودکان بدون دست متولد می شوند،
01:33
called congenital limb deficiency.
32
78000
3000
که آنرا نقص عضو مادرزادی می نامند.
01:36
Unfortunately, we don't do great
33
81000
2000
متاسفانه، ما آنچنان عالی
01:38
with upper-limb prosthetics.
34
83000
2000
متاسفانه ما هنوز به آن درجه عالی از بازوی مصنوعی نرسیده ایم
01:40
There are two general types.
35
85000
2000
دو نوع کلی وجود دارد.
01:42
They're called body-powered prostheses,
36
87000
2000
پروتزهایی که با قدرت بدنی کار می کردند،
01:44
which were invented just after the Civil War,
37
89000
2000
که درست بعد از جنگ داخلی اختراع شد،
01:46
refined in World War I and World War II.
38
91000
3000
در جنگ جهانی اول و دوم ، بهتر و ظریف تر شد.
01:49
Here you see a patent
39
94000
2000
در اینجا شما اختراعی از یک بازو
01:51
for an arm in 1912.
40
96000
2000
مربوط به سال 1912 را مشاهده می کنید.
01:53
It's not a lot different
41
98000
2000
خیلی با آنچه شما
01:55
than the one you see on my patient.
42
100000
3000
روی بدن بیمار من می بینید، تفاوتی ندارد.
01:58
They work by harnessing shoulder power.
43
103000
2000
آنها با در اختیار گرفتن قدرت شانه، کار می کنند.
02:00
So when you squish your shoulders, they pull on a bicycle cable.
44
105000
3000
بدین صورت که وقتی شما شانۀ خود را جمع می کنید، آنها یک تسمه دوچرخه را می کشند.
02:03
And that bicycle cable can open or close a hand or a hook
45
108000
3000
و آن تسمۀ دوچرخه می تواند یک دست یا یک قلاب را باز و بسته کند
02:06
or bend an elbow.
46
111000
2000
یا یک بازو را خم کند.
02:08
And we still use them commonly,
47
113000
2000
و ماهنوز بطور رایج از آنها استفاده می کنیم،
02:10
because they're very robust
48
115000
2000
چون آنها دستگاهی خیلی مقاوم
02:12
and relatively simple devices.
49
117000
2000
و به نسبت ساده هستند.
02:14
The state of the art
50
119000
2000
نوع هنری آن چیزی است
02:16
is what we call myoelectric prostheses.
51
121000
2000
که ما آنرا پروتز " میوالکترونیک-myoelectric " می نامیم.
02:18
These are motorized devices
52
123000
2000
آنها دستگاههای موتور داری هستند
02:20
that are controlled
53
125000
2000
که توسط
02:22
by little electrical signals from your muscle.
54
127000
2000
سیگنالهای کوچک الکترونیکی ماهیچه های شما کنترل می شوند.
02:24
Every time you contract a muscle,
55
129000
2000
هر بار که ماهیچه ای را منقبض می کنید،
02:26
it emits a little electricity
56
131000
2000
یک جریان الکتریکی کوچکی صادر می شود
02:28
that you can record with antennae or electrodes
57
133000
2000
که شما می توانید توسط آنتن یا الکترود ضبط کنید
02:30
and use that to operate the motorized prosthesis.
58
135000
3000
و آنرا برای حرکت دادن پروتز موتور دار بکار برید.
02:33
They work pretty well
59
138000
2000
آنها برای افرادی که
02:35
for people who have just lost their hand,
60
140000
2000
به تازگی دست خود را از دست دادند بخوبی کار می کنند،
02:37
because your hand muscles are still there.
61
142000
2000
چون ماهیچه های دست شما هنوز آنجاست.
02:39
You squeeze your hand, these muscles contract.
62
144000
2000
شما دستتان را جمع می کنید، این ماهیچه ها منقبض می شوند.
02:41
You open it, these muscles contract.
63
146000
2000
شما آنرا باز می کنید، این ماهیچه ها منقبض می شوند.
02:43
So it's intuitive, and it works pretty well.
64
148000
3000
بدین ترتیب، این یک چیز حسی است و بخوبی کار می کند.
02:46
Well how about with higher levels of amputation?
65
151000
2000
خوب در مورد قطع عضو قسمتهای بالاتر دست به چه صورت است؟
02:48
Now you've lost your arm above the elbow.
66
153000
2000
حال شما بازوی خود را از بالای آرنج از دست دادید.
02:50
You're missing not only these muscles,
67
155000
2000
شما نه تنها این ماهیچه ها را از دست دادید،
02:52
but your hand and your elbow too.
68
157000
2000
بلکه دست و آرنج تان را هم از دست دادید.
02:54
What do you do?
69
159000
2000
چه کار می کنید؟
02:56
Well our patients have to use
70
161000
2000
بیماران ما باید با استفاده از
02:58
very code-y systems
71
163000
3000
یک سیستم پیچیدۀ کُدی ( code-y )
03:01
of using just their arm muscles
72
166000
2000
ماهیچه های بازوی خود را برای حرکت دادن
03:03
to operate robotic limbs.
73
168000
3000
اندام های مکانیکی بکار برند.
03:06
We have robotic limbs.
74
171000
2000
ما دست و پا های مصنوعی موجود داریم.
03:08
There are several available on the market, and here you see a few.
75
173000
3000
چندین مدل در بازار موجود است که در اینجا شما تعدادی را مشاهده می کنید.
03:11
They contain just a hand that will open and close,
76
176000
3000
آنها متشکل هستند از یک دست که باز و بسته می شود،
03:14
a wrist rotator and an elbow.
77
179000
2000
یک مچ گردان و یک آرنج.
03:16
There's no other functions.
78
181000
2000
هیچ عملکرد دیگری ندارند.
03:18
If they did, how would we tell them what to do?
79
183000
2000
اگر هم داشته باشند، چطوربه آنها بگوییم که چه کار کنند؟
03:20
We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago
80
185000
3000
ما در مرکز توان بخشی شیکاگو، دست خودمان را ساختیم
03:23
where we've added some wrist flexion and shoulder joints
81
188000
3000
چندین خمیدگی در مچ و مفصل در شانه به آن اضافه کردیم
03:26
to get up to six motors, or six degrees of freedom.
82
191000
3000
تا آزادی حرکت آنرا تا 6 درجه افزایش دادیم.
03:29
And we've had the opportunity to work with some very advanced arms
83
194000
3000
و ما این موقعیت را داشتیم که با یکسری دستهای مصنوعی
03:32
that were funded by the U.S. military, using these prototypes,
84
197000
3000
که تحت بودجۀ ارتش آمریکا ساخته شدند، کار کنیم.
03:35
that had up to 10 different degrees of freedom
85
200000
3000
با استفاده از این مدلهای اولیه، آزادی حرکت تا 10 درجه وجود دارد
03:38
including movable hands.
86
203000
2000
که شامل دستهای متحرک نیز می باشد.
03:40
But at the end of the day,
87
205000
2000
ولی در نهایت،
03:42
how do we tell these robotic arms what to do?
88
207000
2000
چطور به این بازوهای مکانیکی بگوییم که چه کار انجام دهند؟
03:44
How do we control them?
89
209000
2000
چطور آنها را کنترل کنیم؟
03:46
Well we need a neural interface,
90
211000
2000
ما یک واسطۀ خنثی لازم داریم،
03:48
a way to connect to our nervous system
91
213000
2000
راهی که سیستم عصبی ما را به
03:50
or our thought processes
92
215000
2000
فرآیندهای فکری مان ارتباط دهد
03:52
so that it's intuitive, it's natural,
93
217000
2000
طوری که طبیعی و بی واسطه باشد،
03:54
like for you and I.
94
219000
4000
مثل حالت من و شما.
03:58
Well the body works by starting a motor command in your brain,
95
223000
3000
کارکرد بدن بدین صورت است که یک فرمان حرکتی در مغز شما ایجاد شده،
04:01
going down your spinal cord,
96
226000
2000
و از طریق نخاع به پایین حرکت کرده،
04:03
out the nerves and to your periphery.
97
228000
2000
و از رشته های عصبی به اطراف بدن شما پخش می شود.
04:05
And your sensation's the exact opposite.
98
230000
2000
و حس لامسۀ شما درست در جهت خلاف آن است.
04:07
You touch yourself, there's a stimulus
99
232000
2000
خودتان را لمس می کنید، یک محرکی
04:09
that comes up those very same nerves back up to your brain.
100
234000
3000
از طریق همان رشته های عصبی به سمت مغز شما باز می گردد.
04:13
When you lose your arm, that nervous system still works.
101
238000
3000
وقتی دستتان را از دست می دهید، آن سیستم عصبی هنوز کار می کند.
04:16
Those nerves can put out command signals.
102
241000
3000
رشته های عصبی سیگنالهای فرمان را ارسال می کنند.
04:19
And if I tap the nerve ending
103
244000
2000
و اگر من ضربۀ کوچکی به انتهای عصب
04:21
on a World War II vet,
104
246000
2000
دریک سرباز جنگ جهانی دوم وارد کنم،
04:23
he'll still feel his missing hand.
105
248000
2000
او هنوز دست قطع شده اش را حس می کند.
04:25
So you might say,
106
250000
2000
بدین ترتیب احتمالا" می گویید ،
04:27
let's go to the brain
107
252000
2000
که یا در مغز
04:29
and put something in the brain to record signals,
108
254000
3000
چیزی بگذاریم که سیگنالها را ضبط کند،
04:32
or in the end of the peripheral nerve and record them there.
109
257000
3000
و یا در انتهای رشته های عصبی چیزی برای ضبط سیگنالها قرار دهیم.
04:35
And these are very exciting research areas,
110
260000
3000
و اینها حوزه های تحقیقاتی خیلی جالبی هستند،
04:38
but it's really, really hard.
111
263000
2000
اما در عین حال کار خیلی خیلی سختی است.
04:40
You have to put in
112
265000
2000
شما می بایست
04:42
hundreds of microscopic wires
113
267000
2000
صدها سیم میکروسکوپی جایگذاری کنید
04:44
to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers
114
269000
4000
تا ریزترین سیگنالها بنام پرتوهای کوچک که هر یک نرون‌های کوچک و ریز--
04:48
that put out tiny signals
115
273000
2000
یا رشته های عصبی معمولی صاتع می شوند،
04:50
that are microvolts.
116
275000
2000
را ضبط کند.
04:52
And it's just too hard
117
277000
2000
و این در حال حاضر
04:54
to use now and for my patients today.
118
279000
2000
برای بیماران من کار بسیار دشواری است.
04:56
So we developed a different approach.
119
281000
3000
بنابراین ما یک روش دیگری را ایجاد کردیم.
04:59
We're using a biological amplifier
120
284000
3000
ما با استفاده از یک دستگاه تقویت کنندۀ بیولوژیکی
05:02
to amplify these nerve signals -- muscles.
121
287000
3000
این سیگنالهای عصبی -- یا همان عضلات را تقویت می کنیم.
05:05
Muscles will amplify the nerve signals
122
290000
2000
عضلات، سیگنالهای عصبی را هزاران برابر
05:07
about a thousand-fold,
123
292000
2000
تقویت می کنند،
05:09
so that we can record them from on top of the skin,
124
294000
3000
بدین صورت ما می توانیم از سطح بیرونی پوست، آنها را ضبط کنیم،
05:12
like you saw earlier.
125
297000
2000
همانطور که در ابتدا مشاهده کردید.
05:14
So our approach is something we call targeted reinnervation.
126
299000
3000
بنابراین روش ما چیزی است که ما آنرا "" رشد هدفمند اعصاب"-targeted reinnervation " می نامیم.
05:17
Imagine, with somebody who's lost their whole arm,
127
302000
3000
تصور کنید، در کسی که کل دستش را از بازو از دست داده است،
05:20
we still have four major nerves
128
305000
2000
ما هنوز چهار عصب اصلی داریم که
05:22
that go down your arm.
129
307000
2000
که از بازو به پایین کشیده شده اند.
05:24
And we take the nerve away from your chest muscle
130
309000
3000
و ما یک عصب را از ماهیچۀ قفسه سینه شما بیرون می کشیم
05:27
and let these nerves grow into it.
131
312000
3000
و می گذاریم این عصبها در آن عصب رشد کنند.
05:30
Now you think, "Close hand," and a little section of your chest contracts.
132
315000
3000
حال شما فکر می کنید، " دست را ببند" ، و یک بخش کوچک سینۀ شما منقبض می شود.
05:33
You think, "Bend elbow,"
133
318000
2000
شما فکر می کنید، " آرنج را خم کن" ،
05:35
a different section contracts.
134
320000
2000
یک قسمت دیگر منقبض می شود.
05:37
And we can use electrodes or antennae
135
322000
2000
و ما می توانیم با استفاده از الکترود ها یا آنتن
05:39
to pick that up and tell the arm to move.
136
324000
3000
به دست فرمان حرکت بدهیم.
05:42
That's the idea.
137
327000
2000
این ایدۀ ما است.
05:44
So this is the first man that we tried it on.
138
329000
3000
بدین ترتیب این اولین کسی است که روی او آزمایش کردیم.
05:47
His name is Jesse Sullivan.
139
332000
2000
نام او " جسی سالیون" است.
05:49
He's just a saint of a man --
140
334000
2000
او واقعا" یک فرشته است--
05:51
54-year-old lineman who touched the wrong wire
141
336000
2000
یک مأمور برق 54 ساله ای که سیم اشتباهی را لمس کرد
05:53
and had both of his arms burnt so badly
142
338000
3000
و هر دو دستش آنچنان شدید سوخت که
05:56
they had to be amputated at the shoulder.
143
341000
2000
ناچار به قطع آنها از ناحیۀ شانه شدند.
05:58
Jesse came to us at the RIC
144
343000
2000
"جسی" از طریق " RIC " به آمریکا آمد
06:00
to be fit with these state-of-the-art devices, and here you see them.
145
345000
3000
تا ببیند کدامیک از این دستگاه های هنرمندانه، مناسب شرایط اوست، و در اینجا آنها را می بینید.
06:03
I'm still using that old technology
146
348000
3000
من هنوز همان تکنولوژی قدیمی
06:06
with a bicycle cable on his right side.
147
351000
2000
با تسمۀ دوچرخه را روی سمت راست او بکار می برم.
06:08
And he picks which joint he wants to move with those chin switches.
148
353000
3000
او مفصلی را که میخواهد حرکت دهد با سویجهای چانه‌ای انتخاب می کند.
06:11
On the left side he's got a modern motorized prosthesis
149
356000
3000
در سمت چپ او یک پروتز مکانیکی مدرن دارای سه مفصل
06:14
with those three joints,
150
359000
2000
قراردارد،
06:16
and he operates little pads in his shoulder
151
361000
3000
و او سه صفحۀ کوچک در شانه اش را بکار گرفته
06:19
that he touches to make the arm go.
152
364000
2000
و باعث حرکت بازواش می شود.
06:21
And Jesse's a good crane operator,
153
366000
2000
و " جسی" یک گردانندۀ خوب جرثقیل است،
06:23
and he did okay by our standards.
154
368000
2000
و بخوبی با استانداردهای ما پیش رفت.
06:25
He also required a revision surgery on his chest.
155
370000
3000
او همچنین به یک عمل جراحی مجدد روی سینه اش نیاز داشت.
06:28
And that gave us the opportunity
156
373000
2000
و این به ما این شانس را داد که
06:30
to do targeted reinnervation.
157
375000
2000
شیوۀ " رشد هدفمند اعصاب - targeted reinnervation " را انجام دهیم.
06:32
So my colleague, Dr. Greg Dumanian, did the surgery.
158
377000
3000
بنابراین همکار من، دکتر " گرِگ دمانیان"، عمل جراحی را انجام داد.
06:35
First, we cut away the nerve to his own muscle,
159
380000
3000
ابتدا، ما عصب متصل به ماهیچه اش را قطع کردیم،
06:38
then we took the arm nerves
160
383000
2000
سپس اعصاب بازو را گرفته
06:40
and just kind of had them shift down onto his chest
161
385000
2000
و به طریقی به سمت سینۀ او هدایت کردیم
06:42
and closed him up.
162
387000
2000
و محل عمل را بستیم.
06:44
And after about three months,
163
389000
2000
و بعد از حدود سه ماه،
06:46
the nerves grew in a little bit and we could get a twitch.
164
391000
2000
عصبها تا حدودی رشد کردند و توانستیم یک کشیدگی عصب داشته باشیم.
06:48
And after six months, the nerves grew in well,
165
393000
3000
و بعد از 6 ماه، عصبها بخوبی رشد کردند،
06:51
and you could see strong contractions.
166
396000
2000
و می توانستید انقباضهای قوی داشته باشید.
06:53
And this is what it looks like.
167
398000
2000
و این شکل آن است.
06:55
This is what happens when Jesse thinks
168
400000
2000
زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.
06:57
open and close his hand,
169
402000
2000
زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.
06:59
or bend or straighten your elbow.
170
404000
3000
زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.
07:02
You can see the movements on his chest,
171
407000
2000
شما می توانید تکان ها را در سینۀ او مشاهده کنید،
07:04
and those little hash marks
172
409000
2000
و آن علائم کوچک،
07:06
are where we put our antennae, or electrodes.
173
411000
2000
جایی است که ما الکترودها یا آنتن را جایگذاری کردیم.
07:08
And I challenge anybody in the room
174
413000
2000
و من از همه افراد در این اتاق می خواهم که
07:10
to make their chest go like this.
175
415000
2000
سینه شان را مثل این تکان دهند.
07:12
His brain is thinking about his arm.
176
417000
2000
مغز او دربارۀ بازویش فکر می کند.
07:14
He has not learned how to do this with the chest.
177
419000
3000
او روش انجام این کار با بازویش را یاد نگرفته است.
07:17
There is not a learning process.
178
422000
2000
شیوۀ یادگیری در اینکار وجود ندارد.
07:19
That's why it's intuitive.
179
424000
2000
به همین دلیل است که این کاری ذاتی است.
07:21
So here's Jesse in our first little test with him.
180
426000
3000
خُب "جسی" است که در اولین آزمایش کوچک ما با او است.
07:24
On the left-hand side, you see his original prosthesis,
181
429000
3000
شما در سمت چپ، پروتز اولیۀ او را می بینید،
07:27
and he's using those switches
182
432000
2000
و او با استفاده از آن دکمه ها
07:29
to move little blocks from one box to the other.
183
434000
2000
بلوکهای کوچک را از جعبه ای به جعبۀ دیگر می گذارد.
07:31
He's had that arm for about 20 months, so he's pretty good with it.
184
436000
3000
او آن دست را برای مدت 20 ماه داشته ، بنابراین بخوبی با آن کار می کند.
07:34
On the right side,
185
439000
2000
در سمت راست،
07:36
two months after we fit him with his targeted reinnervation prosthesis --
186
441000
3000
دو ماه پس از آنکه ما پروتزی به شیوۀ " رشد هدفمند اعصاب -targeted reinnervation " برایش درست و جایگذاری کردیم--
07:39
which, by the way, is the same physical arm,
187
444000
3000
که البته ،همان دست متحرک است،
07:42
just programmed a little different --
188
447000
2000
فقط با برنامه ریزی کمی متفاوت --
07:44
you can see that he's much faster
189
449000
2000
شما مشاهده می کنید که خیلی تند تر
07:46
and much smoother as he moves these little blocks.
190
451000
3000
و راحت تر این بلوکهای کوچک را جابجا می کند.
07:49
And we're only able to use three of the signals at this time.
191
454000
3000
و ما در این لحظه قادریم فقط از سه سیگنال استفاده کنیم.
07:52
Then we had one of those little surprises in science.
192
457000
5000
در آن وقت ما یکی از شگفتیهای کوچک در علم را داشتیم.
07:57
So we're all motivated to get motor commands
193
462000
2000
بدین ترتیب ما همه تشویق شدیم که با فرمانهای فیزیکی
07:59
to drive robotic arms.
194
464000
2000
بازوهای مکانیکی را حرکت دهیم.
08:01
And after a few months,
195
466000
2000
و پس از چند ماه،
08:03
you touch Jesse on his chest,
196
468000
2000
شما سینۀ "جسی" را لمس می کنید،
08:05
and he felt his missing hand.
197
470000
3000
و او دست قطع شده اش را حس می کند.
08:08
His hand sensation grew into his chest again
198
473000
2000
حسِ دست او در سینه اش رشد کرده است
08:10
probably because we had also taken away a lot of fat,
199
475000
3000
احتمالا" به این دلیل که ما مقدار زیادی چربی نیز خارج کردیم،
08:13
so the skin was right down to the muscle
200
478000
2000
بنابراین پوست درست روی عضله است
08:15
and deinnervated, if you would, his skin.
201
480000
2000
و رشته های عصبی را تحریک می کند.
08:17
So you touch Jesse here, he feels his thumb;
202
482000
2000
لذا شما این محل را لمس می کنید، "جسی" شست دستش را حس می کند،
08:19
you touch it here, he feels his pinky.
203
484000
2000
این جا را لمس می کنید، انگشت کوچکش را حس می کند.
08:21
He feels light touch
204
486000
2000
او تماس های خیلی ملایم
08:23
down to one gram of force.
205
488000
2000
به اندازۀ کمتر از یک گرم را حس می کند.
08:25
He feels hot, cold, sharp, dull,
206
490000
3000
او گرما، سرما، تیزی، کُندی را
08:28
all in his missing hand,
207
493000
2000
تماما" در دست قطع شده اش ،
08:30
or both his hand and his chest,
208
495000
2000
یا هر دو دست و شانه اش حس می کند،
08:32
but he can attend to either.
209
497000
2000
ولی می تواند به هریک واکنش دهد.
08:34
So this is really exciting for us,
210
499000
2000
لذا، این برای ما واقعا" هیجان انگیز بود،
08:36
because now we have a portal,
211
501000
2000
از آنجائیکه ما در حال حاضر یک مدخل
08:38
a portal, or a way to potentially give back sensation,
212
503000
4000
یا یک راهی برای منعکس کردن حس داریم،
08:42
so that he might feel what he touches
213
507000
2000
تا شاید او بتواند آنچه را که با دست مصنوعی اش لمس می کند،
08:44
with his prosthetic hand.
214
509000
2000
حس کند.
08:46
Imagine sensors in the hand
215
511000
2000
تصور کنید سنسورهای دست
08:48
coming up and pressing on this new hand skin.
216
513000
3000
به سمت بالا آمده و بر روی این پوست جدید دست فشار بیاورند.
08:51
So it was very exciting.
217
516000
2000
بدین ترتیب اینکار خیلی هیجان انگیز بود.
08:53
We've also gone on
218
518000
2000
ما همچنین به سمت
08:55
with what was initially our primary population
219
520000
2000
آنچه هدف اولیۀ ما در مورد جمعیت افرادی که
08:57
of people with above-the-elbow amputations.
220
522000
2000
قطعی دست از ناحیۀ بالای آرنج دارند، پیش رفته ایم.
08:59
And here we deinnervate, or cut the nerve away,
221
524000
3000
و ما در اینجا عصب را تنها از ناحیۀ کوچکی از عضله
09:02
just from little segments of muscle
222
527000
2000
بریده و جدا کردیم،
09:04
and leave others alone
223
529000
2000
و بقیه را که به ما
09:06
that give us our up-down signals
224
531000
2000
سیگنالهای بالا و پایین را می دهند،
09:08
and two others that will give us a hand open and close signal.
225
533000
3000
و دو تای دیگر که به ما سیگنال باز و بسته شدن دست را می دهند ، بحال خودشان گذاشتیم.
09:11
This was one of our first patients, Chris.
226
536000
2000
این " کریس" یکی از اولین بیماران ما بود.
09:13
You see him with his original device
227
538000
2000
شما او را با دستگاه اولیه اش در سمت چپ
09:15
on the left there after eight months of use,
228
540000
2000
پس از 8 ماه استفاده مشاهده می کنید،
09:17
and on the right, it is two months.
229
542000
2000
و در سمت راست ، این دو ماه است.
09:19
He's about four or five times as fast
230
544000
3000
او با این عملکرد متریک کوچک ساده
09:22
with this simple little performance metric.
231
547000
3000
حدود چهار یا پنج برابر سریعتر است.
09:25
All right.
232
550000
2000
بسیار خوب.
09:27
So one of the best parts of my job
233
552000
3000
بدین ترتیب یکی از بهترین بخشهای کار من
09:30
is working with really great patients
234
555000
2000
سر و کار داشتن با بیماران واقعا" خوب است
09:32
who are also our research collaborators.
235
557000
2000
کسانیکه همکاران تحقیقاتی ما نیز هستند.
09:34
And we're fortunate today
236
559000
2000
و امروز مفتخریم که
09:36
to have Amanda Kitts come and join us.
237
561000
2000
" آماندا کیتز" در این جمع به ما می پیوندد.
09:38
Please welcome Amanda Kitts.
238
563000
2000
لطفا" به " آماندا کیتز" خوشامد بگویید.
09:40
(Applause)
239
565000
7000
( تشویق حاضرین)
09:47
So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?
240
572000
3000
خوب "آماندا" ، می شه لطفا" به ما بگی که چطور دستت را از دست دادی؟
09:50
Amanda Kitts: Sure. In 2006, I had a car accident.
241
575000
3000
"آماندا کیتز " : البته. در سال 2006 ، من یک سانحۀ رانندگی داشتم.
09:53
And I was driving home from work,
242
578000
3000
و داشتم از سر کار به سمت خانه رانندگی می کردم،
09:56
and a truck was coming the opposite direction,
243
581000
2000
و یک کامیون در جهت مخالف می آمد،
09:58
came over into my lane,
244
583000
2000
وارد خط من شد،
10:00
ran over the top of my car and his axle tore my arm off.
245
585000
4000
روی ماشین من آمد و میلۀ بین چرخهایش، دست مرا تکه پاره کرد.
10:04
Todd Kuiken: Okay, so after your amputation, you healed up.
246
589000
3000
تاد کیوکن: خوب، پس بعد از قطع دستت، تو بهبود پیدا کردی.
10:07
And you've got one of these conventional arms.
247
592000
2000
و یکی از این دستهای متداول را در اختیار داری.
10:09
Can you tell us how it worked?
248
594000
3000
می تونی به ما بگی که چطور کار می کند؟
10:12
AK: Well, it was a little difficult,
249
597000
2000
آماندا: خوب، کمی سخت بود،
10:14
because all I had to work with was a bicep and a tricep.
250
599000
2000
چون من می بایست فقط با یک ماهیچۀ دوسر و یک ماهیچۀ سه سر کار می کردم.
10:16
So for the simple little things like picking something up,
251
601000
3000
از اینرو برای چیزهای کوچک ساده مثل بلند کردن چیزی،
10:19
I would have to bend my elbow,
252
604000
3000
باید آرنج خود را خم می کردم،
10:22
and then I would have to cocontract
253
607000
2000
و سپس باید انقباضی ایجاد می کردم
10:24
to get it to change modes.
254
609000
2000
تا به کمک آن وضعیت دستگاه را عوض کنم.
10:26
When I did that,
255
611000
2000
وقتی اینکار را می کردم،
10:28
I had to use my bicep
256
613000
3000
باید ماهیچۀ دوسر را بکار می گرفتم تا
10:31
to get the hand to close,
257
616000
2000
تا با آن، دست بسته شود،
10:33
use my tricep to get it to open,
258
618000
2000
ماهیچۀ سه سر را بکار گرفته تا با آن دست باز شود،
10:35
cocontract again
259
620000
2000
مجدد منقبض کنم
10:37
to get the elbow to work again.
260
622000
2000
تا آرنج را مجدد به کار وا دارم.
10:39
TK: So it was a little slow?
261
624000
2000
تاد: بدین ترتیب روند کندی بود؟
10:41
AK: A little slow, and it was just hard to work.
262
626000
3000
آماندا: کمی کُند، و کار با آن بسیار دشوار بود.
10:44
You had to concentrate a whole lot.
263
629000
2000
می بایست تمرکز خیلی زیادی داشته باشید.
10:46
TK: Okay, so I think about nine months later
264
631000
3000
تاد: بسیار خوب، من به 9 ماه بعد فکر می کنم
10:49
that you had the targeted reinnervation surgery,
265
634000
2000
که تو عمل جراحی " رشد هدفمند اعصاب- targeted reinnervation " را داشتی،
10:51
took six more months to have all the reinnervation.
266
636000
3000
شش ماه دیگر طول کشید تا تمام جایگذاری عصبها انجام شود.
10:54
Then we fit her with a prosthesis.
267
639000
3000
سپس ما پروتز مناسب او را جایگذاری کردیم.
10:57
And how did that work for you?
268
642000
2000
و تأثیر آن چطور بود؟
10:59
AK: It works good.
269
644000
3000
آماندا: بخوبی کار می کند.
11:02
I was able to use my elbow
270
647000
4000
قادر بودم دست و آرنجم را
11:06
and my hand simultaneously.
271
651000
3000
بطور همزمان بکار ببرم.
11:09
I could work them just by my thoughts.
272
654000
2000
می توانستم تنها با افکارم آنها را به کار بیندازم.
11:11
So I didn't have to do any of the cocontracting and all that.
273
656000
3000
بنابراین دیگر لازم نبود تمام آن انقباضها را انجام دهم.
11:14
TK: A little faster?
274
659000
2000
تاد: کمی سریعتر؟
11:16
AK: A little faster. And much more easy, much more natural.
275
661000
4000
آماندا: کمی سریعتر. و خیلی راحت تر، خیلی طبیعی تر.
11:20
TK: Okay, this was my goal.
276
665000
3000
تاد: بسیار خوب، این هدف من بود.
11:23
For 20 years, my goal was to let somebody
277
668000
3000
برای مدت 20 سال، هدف من این بود که کاری کنم کسی
11:26
[be] able to use their elbow and hand in an intuitive way
278
671000
3000
بتواند بطور غیر ارادی و همزمان از هر دو دست و آرنجش
11:29
and at the same time.
279
674000
2000
استفاده کند.
11:31
And we now have over 50 patients around the world who have had this surgery,
280
676000
3000
و هم اکنون ما بیش از 50 بیمار در سراسر دنیا داریم که این عمل جراحی را انجام دادند،
11:34
including over a dozen of our wounded warriors
281
679000
2000
و این شامل بیش از ده ها تن از سربازان مجروح جنگی خودمان
11:36
in the U.S. armed services.
282
681000
2000
در ارتش آمریکا می باشد.
11:38
The success rate of the nerve transfers is very high.
283
683000
3000
میزان موفقیت انتقال عصب خیلی بالا است.
11:41
It's like 96 percent.
284
686000
2000
حدود 96 درصد است.
11:43
Because we're putting a big fat nerve onto a little piece of muscle.
285
688000
3000
چون ما یک عصب بزرگِ فربه را در داخل بخش کوچکی از عضله قرار می دهیم.
11:46
And it provides intuitive control.
286
691000
4000
و آن، یک کنترل غیر ارادی فراهم می کند.
11:50
Our functional testing, those little tests,
287
695000
2000
آزمایشهای عملی ما، آن آزمایشهای کوچک،
11:52
all show that they're a lot quicker and a lot easier.
288
697000
2000
همه نشان می دهند که آنها خیلی سریع تر و آسان تر هستند.
11:54
And the most important thing
289
699000
2000
و مهم ترین مسئله این است که
11:56
is our patients have appreciated it.
290
701000
2000
بیماران ما قدر و ارزش آنرا می دادند.
11:58
So that was all very exciting.
291
703000
2000
بنابراین بطور کلی خیلی جالب بود.
12:00
But we want to do better.
292
705000
3000
اما ما می خواهیم کار بهتری انجام دهیم.
12:03
There's a lot of information in those nerve signals,
293
708000
4000
در آن سیگنالهای عصبی ، اطلاعات فراوانی نهفته است،
12:07
and we wanted to get more.
294
712000
2000
و ما می خواهیم اطلاعات بیشتری دریافت کنیم.
12:09
You can move each finger. You can move your thumb, your wrist.
295
714000
3000
شما می توانید تک تک انگشتان را تکان دهید. می توانید شست و مچ خود را حرکت دهید.
12:12
Can we get more out of it?
296
717000
2000
آیا می توانیم کار بیشتری انجام دهیم؟
12:14
So we did some experiments
297
719000
2000
بدین ترتیب ما آزمایشهایی انجام دادیم
12:16
where we saturated our poor patients with zillions of electrodes
298
721000
3000
و در آن، بیماران بیچارۀ خود را با میلیونها الکترود اشباع کردیم
12:19
and then had them try to do two dozen different tasks --
299
724000
3000
و آنها را به انجام ده ها کار متفاوت وا داشتیم
12:22
from wiggling a finger to moving a whole arm
300
727000
3000
از جنباندن یک انگشت گرفته تا حرکت کل بازو
12:25
to reaching for something --
301
730000
2000
تا به چیزی رسیده و آنرا بگیرند--
12:27
and recorded this data.
302
732000
2000
و این اطلاعات را ثبت کردیم.
12:29
And then we used some algorithms
303
734000
2000
و سپس ما چندین الگوریتم بکار بردیم
12:31
that are a lot like speech recognition algorithms,
304
736000
2000
که شباهت زیادی به الگوریتم های تشخیص گفتارهستند،
12:33
called pattern recognition.
305
738000
2000
و نامشان تشخیص طرح است.
12:35
See.
306
740000
2000
ملاحظه کنید.
12:37
(Laughter)
307
742000
2000
( خندۀ حاضرین)
12:39
And here you can see, on Jesse's chest,
308
744000
2000
و شما در اینجا روی سینۀ "جسی" مشاهده می کنید
12:41
when he just tried to do three different things,
309
746000
2000
هنگامیکه او سعی در انجام سه کار متفاوت دارد،
12:43
you can see three different patterns.
310
748000
2000
شما میتوانید سه طرح متفاوت ببینید.
12:45
But I can't put in an electrode
311
750000
2000
اما من نمی توانم یک الکترود جایگذاری کرده
12:47
and say, "Go there."
312
752000
2000
و بگویم: " آنجا برو."
12:49
So we collaborated with our colleagues in University of New Brunswick,
313
754000
3000
بنابراین ما با همکارانمان در دانشگاه "نیوبرانزویک New Brunswick" همکاری کرده
12:52
came up with this algorithm control,
314
757000
2000
و به این نتیجۀ کنترل الگوریتمی رسیدیم،
12:54
which Amanda can now demonstrate.
315
759000
2000
که هم اکنون آماندا آنرا به نمایش می گذارد.
12:56
AK: So I have the elbow that goes up and down.
316
761000
5000
آماندا: بدین طریق من آرنجی دارم که بالا و پایین می رود.
13:01
I have the wrist rotation
317
766000
2000
مچی دارم که می چرخد
13:03
that goes -- and it can go all the way around.
318
768000
3000
آنقدر ادامه می یابد تا تا جائی که چرخش کامل دارد.
13:06
And I have the wrist flexion and extension.
319
771000
4000
و من انحنا و کشش مچ دارم.
13:10
And I also have the hand closed and open.
320
775000
3000
و دست را باز و بسته نیز می کنم.
13:13
TK: Thank you, Amanda.
321
778000
2000
تاد: مرسی، آماندا.
13:15
Now this is a research arm,
322
780000
2000
این یک دست تحقیقاتی است،
13:17
but it's made out of commercial components from here down
323
782000
3000
اما ازاین قسمت به پایین از قطعات مقرون به صرفه ساخته شده
13:20
and a few that I've borrowed from around the world.
324
785000
3000
و یک تعدادی که من از اقصی نقاط دنیا تهیه کردم
13:23
It's about seven pounds,
325
788000
3000
حدود هفت پوند وزن دارد،
13:26
which is probably about what my arm would weigh
326
791000
2000
که احتمالا" حدود وزن دست من است
13:28
if I lost it right here.
327
793000
2000
اگر از این ناحیه آنرا از دست بدهم.
13:30
Obviously, that's heavy for Amanda.
328
795000
3000
بدیهی است که برای آماندا سنگین است.
13:33
And in fact, it feels even heavier,
329
798000
2000
و در حقیقت حتی سنگین تر نیز هست
13:35
because it's not glued on the same.
330
800000
2000
چرا که در جای طبیعی وصل نشده است.
13:37
She's carrying all the weight through harnesses.
331
802000
2000
او از طریق تسمه ها تمام این وزن را تحمل می کند.
13:39
So the exciting part isn't so much the mechatronics,
332
804000
3000
خُب قسمت جالب کار، بخش مکانیکی آن نیست بلکه بخش کنترل آن است.
13:42
but the control.
333
807000
2000
خُب قسمت جالب کار، بخش مکانیکی آن نیست بلکه بخش کنترل آن است.
13:44
So we've developed a small microcomputer
334
809000
3000
بدین ترتیب ما یک میکروکامپیوتر طراحی کردیم
13:47
that is blinking somewhere behind her back
335
812000
3000
که در جایی در پشت او چشمک می زند
13:50
and is operating this
336
815000
2000
و عملکرد آن بصورتی است
13:52
all by the way she trains it
337
817000
2000
که او آنرا تنظیم کرده
13:54
to use her individual muscle signals.
338
819000
2000
تا تک تک سیگنالهای عضله خود را بکار برد.
13:56
So Amanda, when you first started using this arm,
339
821000
2000
آماندا، وقتی شروع به استفاده از این دست کردی،
13:58
how long did it take to use it?
340
823000
3000
چقدر طول کشید تا آنرا به کار ببری؟
14:01
AK: It took just about probably three to four hours
341
826000
2000
آماندا: فقط حدود 3 یا 4 ساعت طول می کشید
14:03
to get it to train.
342
828000
2000
تا آنرا تحت تعلیم در بیاورم.
14:05
I had to hook it up to a computer,
343
830000
2000
باید آنرا به شبکۀ کامپیوتری وصل می کردم،
14:07
so I couldn't just train it anywhere.
344
832000
2000
بنابراین هر جایی نمی توانستم آنرا آماده کنم.
14:09
So if it stopped working, I just had to take it off.
345
834000
3000
لذا اگر از کار می افتاد، باید آنرا در می آوردم.
14:12
So now it's able to train
346
837000
2000
در حال حاضر تنها با این
14:14
with just this little piece on the back.
347
839000
2000
قطعۀ کوچک در پشت من، قابل راه اندازی است.
14:16
I can wear it around.
348
841000
2000
همه جا می توانم آنراهمراه داشته باشم.
14:18
If it stops working for some reason, I can retrain it.
349
843000
3000
اگر به دلیلی از کار بایستد، می توانم آنرا مجدد راه اندازی کنم.
14:21
Takes about a minute.
350
846000
2000
حدود یک دقیقه زمان می برد.
14:23
TK: So we're really excited,
351
848000
2000
تاد: خُب ما بسیار هیجان زده ایم،
14:25
because now we're getting to a clinically practical device.
352
850000
3000
زیرا در مسیر رسیدن به یک وسیلۀ بالینی عَملی هستیم.
14:28
And that's where our goal is --
353
853000
2000
و این جایگاه هدف ماست--
14:30
to have something clinically pragmatic to wear.
354
855000
4000
داشتن چیزی که از لحاظ بالینی قابل حمل باشد .
14:34
We've also had Amanda able to use
355
859000
3000
آماندا همچنین قادر به استفاده از
14:37
some of our more advanced arms that I showed you earlier.
356
862000
3000
برخی از دستهای پیشرفته تری که در ابتدا به شما نشان دادم، بود.
14:41
Here's Amanda using an arm made by DEKA Research Corporation.
357
866000
3000
آماندا در اینجا،از دستی استفاده می کند که ساخت انجمن تحقیقDEKA است .
14:44
And I believe Dean Kamen presented it at TED a few years ago.
358
869000
4000
و من معتقدم که " دین کامن" چند سال پیش آنرا در TED معرفی کرد.
14:48
So Amanda, you can see,
359
873000
2000
بنابراین همانطور که مشاهده می کنید،
14:50
has really good control.
360
875000
2000
آماندا کنترل واقعا" خوبی دارد.
14:52
It's all the pattern recognition.
361
877000
2000
و این تماما" تشخیص الگو هاست.
14:54
And it now has a hand that can do different grasps.
362
879000
3000
و هم اکنون دستی دارد که گیرشهای متفاوتی دارد.
14:57
What we do is have the patient go all the way open
363
882000
3000
کاری که انجام می دهیم این است که بیمار خیلی واضح
15:00
and think, "What hand grasp pattern do I want?"
364
885000
3000
فکر می کند، " من چه نوع گرفتنی لازم دارم؟"
15:03
It goes into that mode,
365
888000
2000
و به آن وضعیت می رود ،
15:05
and then you can do up to five or six different hand grasps with this hand.
366
890000
2000
و سپس شما می توانید با این دست، تا 5 یا 6 نوع مختلف گرفتن را داشته باشید.
15:07
Amanda, how many were you able to do with the DEKA arm?
367
892000
3000
آماندا، چند نوع گرفتن با دست DEKA داشتی؟
15:10
AK: I was able to get four.
368
895000
2000
آماندا: من چهار نوع گرفتن داشتم.
15:12
I had the key grip, I had a chuck grip,
369
897000
3000
گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند
15:15
I had a power grasp
370
900000
2000
گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند
15:17
and I had a fine pinch.
371
902000
2000
گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند
15:19
But my favorite one was just when the hand was open,
372
904000
2000
اما نوع مورد علاقۀ من وقتی بود که دست باز بود،
15:21
because I work with kids,
373
906000
2000
چون من با کودکان کار می کنم،
15:23
and so all the time you're clapping and singing,
374
908000
3000
و بنابراین شما تمام وقت مشغول تشویق و آواز خواندن هستید ،
15:26
so I was able to do that again, which was really good.
375
911000
3000
بدین ترتیب توانستم دوباره اینکار راانجام دهم که واقعا" عالی بود.
15:29
TK: That hand's not so good for clapping.
376
914000
2000
تاد: آن دست آنقدر برای تشویق خوب نیست.
15:31
AK: Can't clap with this one.
377
916000
2000
آماندا: با این یکی نمی توانم تشویق کنم.
15:33
TK: All right. So that's exciting
378
918000
2000
تاد: بسیار خوب. بدین ترتیب این شگفت انگیزه
15:35
on where we may go with the better mechatronics,
379
920000
2000
خُب جایی که ما احتمالا با مکا الکترونیکِ بهتر خواهیم رفت، هیجان انگیز خواهد بود،
15:37
if we make them good enough
380
922000
2000
در صورتیکه آنها را آنقدر خوب بسازیم
15:39
to put out on the market and use in a field trial.
381
924000
3000
که وارد بازار کرده و به مرحلۀ آزمایش بگذاریم.
15:42
I want you to watch closely.
382
927000
2000
از شما می خواهم با دقت نگاه کنید.
15:44
(Video) Claudia: Oooooh!
383
929000
2000
(ویدئو) "کلادیا" : اوه ه ه ه !
15:46
TK: That's Claudia,
384
931000
2000
تاد: آن "کلادیا" است،
15:48
and that was the first time
385
933000
2000
و آن اولین باری بود که او
15:50
she got to feel sensation through her prosthetic.
386
935000
3000
از طریق پروتزش، قادر به حس کردن شد.
15:53
She had a little sensor at the end of her prosthesis
387
938000
3000
او یک سنسور کوچک در انتهای پروتزش داشت
15:56
that then she rubbed over different surfaces,
388
941000
3000
که هنگامیکه سطوح مختلف را لمس می کرد،
15:59
and she could feel different textures
389
944000
2000
می توانست بافتهای مختلف از قبیل
16:01
of sandpaper, different grits, ribbon cable,
390
946000
3000
کاغذ سنباده، سنگ ریزه، روبان را حس کند،
16:04
as it pushed on her reinnervated hand skin.
391
949000
3000
چون آنها به عصبهای دستی پوست او فشار می آوردند.
16:07
She said that when she just ran it across the table,
392
952000
3000
او گفت وقتی که آنرا روی میز حرکت داد،
16:10
it felt like her finger was rocking.
393
955000
2000
حس کرد که انگار انگشتش تکان می خورد.
16:12
So that's an exciting laboratory experiment
394
957000
2000
بنابراین این یک تجربۀ آزمایشگاهی جالبی است
16:14
on how to give back, potentially, some skin sensation.
395
959000
3000
در مورد چگونگی بازگرداندن بالقوۀ برخی حسهای موجود در پوست.
16:17
But here's another video that shows some of our challenges.
396
962000
3000
اما در اینجا فیلم دیگری است که برخی از مشکلات ما را نشان می دهد.
16:20
This is Jesse, and he's squeezing a foam toy.
397
965000
3000
این "جسی" است، و او یک اسباب بازی اسفنجی را فشار می دهد.
16:23
And the harder he squeezes -- you see a little black thing in the middle
398
968000
3000
شما یک چیز سیاه کوچک در وسط می بینید که هرچه بیشتر آنرا فشار می دهد،
16:26
that's pushing on his skin proportional to how hard he squeezes.
399
971000
3000
به اندازۀ فشاری که او می آورد، به پوست او فشار وارد می کند.
16:29
But look at all the electrodes around it.
400
974000
2000
اما به تمام الکترودهای اطراف آن نگاه کنید.
16:31
I've got a real estate problem.
401
976000
2000
من مشکل مقدار جا و فضا دارم.
16:33
You're supposed to put a bunch of these things on there,
402
978000
2000
قرار است تعداد زیادی از این چیزها در اینجا بگذاریم،
16:35
but our little motor's making all kinds of noise
403
980000
3000
ولی موتور کوچک ما انواع صداهای مختلف را درست کنار
16:38
right next to my electrodes.
404
983000
2000
الکترودها من ایجاد می کند.
16:40
So we're really challenged on what we're doing there.
405
985000
3000
بنابراین برای کار در این قسمت، واقعا" دچار مشکل هستیم.
16:43
The future is bright.
406
988000
2000
آینده روشن است.
16:45
We're excited about where we are and a lot of things we want to do.
407
990000
3000
ما در مورد جایگاه خود و کلی چیزهایی که می خواهیم انجام دهیم، هیجان زده ایم.
16:48
So for example,
408
993000
2000
لذا بعنوان مثال،
16:50
one is to get rid of my real estate problem
409
995000
3000
یکی این است که از مشکل جا و مکان خلاص شویم
16:53
and get better signals.
410
998000
2000
و سیگنالهای بهتری دریافت کنیم.
16:55
We want to develop these little tiny capsules
411
1000000
3000
ما قصد داریم چنین کپسولهای ریز کوچکی که به اندازۀ
16:58
about the size of a piece of risotto
412
1003000
2000
یک دانه برنج ایتالیایی است، درست کنیم
17:00
that we can put into the muscles
413
1005000
2000
و در داخل عضله ها کار بگذاریم
17:02
and telemeter out the EMG signals,
414
1007000
3000
و سیگنالهای EMG را از دور بسنجیم،
17:05
so that it's not worrying about electrode contact.
415
1010000
3000
بطوریکه دیگر نگران تماس الکترودها نباشیم.
17:08
And we can have the real estate open
416
1013000
2000
و می توانیم فضای خالی برای
17:10
to try more sensation feedback.
417
1015000
2000
آزمایش بیشتر انعکاس حس داشته باشیم.
17:12
We want to build a better arm.
418
1017000
2000
ما قصد داریم دست بهتری بسازیم.
17:14
This arm -- they're always made for the 50th percentile male --
419
1019000
4000
این دست-- اکثرا" برای 50 درصد مردان ساخته می شوند
17:18
which means they're too big for five-eighths of the world.
420
1023000
4000
بدین معنی که برای پنج هشتم دنیا خیلی بزرگ است.
17:22
So rather than a super strong or super fast arm,
421
1027000
3000
بنابراین بجای یک دست فوق العاده قوی یا فوق العاده پر سرعت،
17:25
we're making an arm that is --
422
1030000
2000
ما دستی می سازیم که
17:27
we're starting with,
423
1032000
2000
در ابتدای کار
17:29
the 25th percentile female --
424
1034000
3000
25 درصد زنانه باشد--
17:32
that will have a hand that wraps around,
425
1037000
2000
دستی که دور چیزی بسته می شود،
17:34
opens all the way,
426
1039000
2000
کاملا" باز می شود،
17:36
two degrees of freedom in the wrist and an elbow.
427
1041000
3000
دو درجۀ مانور در مچ و آرنج دارد.
17:39
So it'll be the smallest and lightest
428
1044000
2000
بدین ترتیب آن کوچک ترین و سبک ترین و هوشمند ترین
17:41
and the smartest arm ever made.
429
1046000
2000
دستی خواهد بود که تا بحال ساخته شده.
17:43
Once we can do it that small,
430
1048000
2000
زمانیکه بتوانیم به آن کوچکی بسازیم،
17:45
it's a lot easier making them bigger.
431
1050000
2000
بزرگتر ساختن آن به مراتب راحت تر خواهد بود.
17:47
So those are just some of our goals.
432
1052000
3000
خِب آنها تنها برخی از اهداف ماست.
17:50
And we really appreciate you all being here today.
433
1055000
4000
و از همه شما بخاطر حضورتان در اینجا واقعا" ممنونیم.
17:54
I'd like to tell you a little bit about the dark side,
434
1059000
2000
می خواهم کمی در مورد جنبۀ منفی
17:56
with yesterday's theme.
435
1061000
2000
موضوع دیروز بگویم.
17:58
So Amanda came jet-lagged,
436
1063000
2000
آماندا با خستگی ناشی از پرواز آمد،
18:00
she's using the arm,
437
1065000
2000
او از دست استفاده می کرد،
18:02
and everything goes wrong.
438
1067000
2000
و همه چیز اشتباه پیش می رفت.
18:04
There was a computer spook,
439
1069000
2000
کامپوتر قاطی کرده بود،
18:06
a broken wire,
440
1071000
2000
یک سیم پاره،
18:08
a converter that sparked.
441
1073000
2000
یک مبدلی که جرقه می زد.
18:10
We took out a whole circuit in the hotel
442
1075000
2000
ما کل مدار را در داخل هتل بیرون کشیدیم
18:12
and just about put on the fire alarm.
443
1077000
2000
نزدیک بود زنگ خطر آتش روشن شود.
18:14
And none of those problems could I have dealt with,
444
1079000
3000
و هیچ یک از آن مشکلها را نمی توانستم به تنهایی حل کنم،
18:17
but I have a really bright research team.
445
1082000
2000
ولی من یک تیم تحقیقاتی واقعا" باهوشی دارم.
18:19
And thankfully Dr. Annie Simon was with us
446
1084000
3000
و خدا را شکر دکتر "آنی سیمون" با ما بود
18:22
and worked really hard yesterday to fix it.
447
1087000
2000
و دیروز را به سختی کار کرد تا آنرا درست کند.
18:24
That's science.
448
1089000
2000
این علم است.
18:26
And fortunately, it worked today.
449
1091000
2000
و خوشبختانه، این امروز کار کرد.
18:28
So thank you very much.
450
1093000
2000
خوب از شما بسیار متشکرم.
18:30
(Applause)
451
1095000
14000
(تشویق حاضرین)
ABOUT THE SPEAKER
Todd Kuiken - Biomedical engineerA doctor and engineer, Todd Kuiken builds new prosthetics that connect with the human nervous system. Yes: bionics.
Why you should listen
As Dean Kamen said at TED2007, the design of the prosthetic arm hadn't really been updated since the Civil War -- basically "a stick and a hook." But at the Rehabilitation Institute of Chicago, physiatrist Todd Kuiken is building new arms and hands that are wired into the nervous system and can be controlled by the same impulses from the brain that once controlled flesh and blood.
Kuiken's training -- as both a physician and an engineer -- helps him see both sides of this complex problem. A technology called targeted muscle reinnervation uses nerves remaining after an amputation to control an artificial limb, linking brain impulses to a computer in the prosthesis that directs motors to move the limb. An unexpected effect in some patients: not only can they move their new limb, they can feel with it.
He said: "From an engineering standpoint, this is the greatest challenge one can imagine: trying to restore the most incredible machine in the universe."
Todd Kuiken | Speaker | TED.com