TED2014
Hugh Herr: The new bionics that let us run, climb and dance
هیو هر: اندام مصنوعی که به ما اجازه می دهد بدویم، صعود کنیم و برقصیم
Filmed:
Readability: 5.5
13,277,876 views
هیو هر در حال ساخت نسل بعدی از اندام مصنوعی است، اعضای مصنوعی روباتیکی که الهام گرفته از طرح های خود طبیعت هستند. هیو هر دو پایش در یک حادثه کوهنوردی ۳۰ سال پیش از دست داده است. در حال حاضر، به عنوان رئیس گروه بیو مکاترونیک آزمایشگاه رسانه ای درموسسه فنآوی ماساچوست، او تکنولوژی باور نکردنی خود را در یک بحث که هم فنی وهم عمیقا شخصی است و با کمک رقصنده باله ادرین هاسلت -دیویس، که پای چپش در بمب گذاری در ۲۰۱۳ در ماتن بوستون از دست داده ، و توان اجرای دوباره برای اولین بار بر روی صحنه تد نشان میدهد .
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
نگاه ژرفی به درون طبیعت
00:15
through the magnifying glass of science,
1
3842
3016
از طریق ذره بین علم،
00:18
designers extract principles,
2
6858
2215
طراحان اصول، فرایند و موادی
00:21
processes and materials
3
9073
1627
که در تشکیل گرفتن اولیه روشهای طراحی موثرند را
00:22
that are forming the very
basis of design methodology,
basis of design methodology,
4
10700
4277
از ساختاری مصنوعی که شبیه
00:26
from synthetic constructs that resemble
5
14977
2913
مواد طبیعی هستند است را به روشهای محاسباتی که شبیه سازی
00:29
biological materials
6
17890
2171
فرایندهای عصبی هستند استخراج می کنند،
00:32
to computational methods that
emulate neural processes,
emulate neural processes,
7
20061
3450
طبیعت نیروی محرکه طراحی است.
00:35
nature is driving design.
8
23511
3828
وهمجنین طراحی نیروی محرکه طبیعت است.
00:39
Design is also driving nature.
9
27339
3011
در عرصه ژنیتیک، پرشکی احیا کننده
00:42
In realms of genetics, regenerative medicine
10
30350
1658
و زیست شناسی مصنوعی،
00:44
and synthetic biology,
11
32008
1879
طراحان در حال رشد فنآوری هایی هستند
00:45
designers are growing novel technologies
12
33887
2537
که در طبیعت پیش بینی نشده اند.
00:48
not foreseen or anticipated by nature.
13
36424
4537
علم بیوتیک به بررسی اثر تقابل
00:52
Bionics explores the interplay
14
40961
4218
بین بیولوژی و طراحی میپردازد.
00:57
between biology and design.
15
45179
1928
همانطور که می بینید، پاهای من بیوتیک هستند.
00:59
As you can see, my legs are bionic.
16
47107
3812
امروز من داستان ادغام انسان
01:02
Today I will tell human stories
17
50919
2730
با بیوتیک ( اندام مصنوعی) را میگویم،
01:05
of bionic integration,
18
53649
2917
که چگونه الکترومکانیک به بدن انسان متصل می شود
01:08
how electromechanics attached to the body
19
56566
2929
و در درون بدن کاشته میشود
01:11
and implanted inside the body
20
59495
2303
و پلی برای پوشاندن شکاف
01:13
are beginning to bridge the gap
21
61798
2488
بین ناتوانایی و توانایی
01:16
between disability and ability,
22
64286
2713
بین محدودیتهای انسان
01:18
between human limitation
23
66999
2811
و توانایهای انسان می باشد.
01:21
and human potential.
24
69810
2654
بیوتیک تعیین کنند فیزیک بدن من است.
01:24
Bionics has defined my physicality.
25
72464
3514
در سال ۱۹۸۲، هر دو پای من
01:27
In 1982, both of my legs were amputated
26
75978
2726
براثر آسیب بفتی ناشی از یخ زدگی
01:30
due to tissue damage from frostbite
27
78704
2128
در یک حادثه کوه نوردی
01:32
incurred during a mountain climbing accident.
28
80832
2912
قطع شدند.
01:35
At that time, I didn't view my body
29
83744
2399
در آن زمان، من بدن را به عنوان بدنی
01:38
as broken.
30
86143
1891
در هم شکسته ندیدم.
01:40
I reasoned that a human being
31
88034
2685
من استدلال می کردم که انسان
01:42
can never be broken.
32
90719
2684
هرگز درهم شکسته نمی شود.
01:45
Technology is broken.
33
93403
2907
تکنولوژی ناتوان است.
01:48
Technology is inadequate.
34
96310
3005
تکنولوژی ناتوان و ناکافی است.
01:51
This simple but powerful idea
35
99315
2862
ایدهای ساده ولی قوی
01:54
was a call to arms
36
102177
1792
فراخوانی برای مجهز شدن به
01:55
to advance technology
37
103969
2109
تکنولوژی پیشرفته ای
01:58
for the elimination of my own disability
38
106078
2573
برای از بین بردن ناتوانایی خودم و
02:00
and ultimately the disability of others.
39
108651
3615
در نهایت از کار افتادگیم دیگران بود.
02:04
I began by developing specialized limbs
40
112266
3113
من شروع به گسترش اندامهای ویژه ای کردم
02:07
that allowed me to return
41
115379
1631
که اجازه می داد که به
02:09
to the vertical world of rock and ice climbing.
42
117010
2333
دنیای عمودی صخره ها و یخ نوردی برگردم.
02:11
I quickly realized that the artificial part of my body
43
119343
3086
من خیلی زود متوجه شدم که بخش مصنوعی بدنم
02:14
is malleable,
44
122429
1884
نرم و قابل انعطاف هستند
02:16
able to take on any form, any function,
45
124313
3809
و این امکان هست که آنها را به هر شکلی دربیاورم، برای هر نوع عملکردی،
02:20
a blank slate through which to create
46
128122
3018
یک کف توخالی که از طریق آن
02:23
perhaps structures that could extend beyond
47
131140
3455
شاید می توانستیم ساختاری فراتر از توانایی بیولوژیکی
02:26
biological capability.
48
134595
2304
گسترش دهیم
02:28
I made my height adjustable.
49
136899
1679
من قدم را قابل تنظیم کردم.
02:30
I could be as short as five feet or as tall as I'd like.
50
138578
2891
می توانستم از حدود یک متر و نیم تا قدی که می خواستم کوتاه و بلندش کنم.
02:33
(Laughter)
51
141469
2183
( خنده تماشاگران)
02:35
So when I was feeling badly about myself,
52
143652
3316
بنابراین هنگامی که درباره خودم احساس بدی داشتم،
02:38
insecure, I would jack my height up,
53
146968
3873
ناامنی، قدم را بلند می کردم،
02:42
but when I was feeling confident and suave,
54
150841
2105
اما هنگامی احساس اعتماد به نفس و ایمنی می کردم
02:44
I would knock my height down a notch
55
152946
1720
قدم را به اندازه یک چوب خط کوتاه میکردم
02:46
just to give the competition a chance.
56
154666
2599
که شانسی به رقیب داده باشم.
02:49
(Laughter) (Applause)
57
157265
3693
( خنده) ( تشویق)
02:52
Narrow, wedged feet allowed me to climb
58
160958
2369
پاشنه پای باریک به من اجازه بالا رفتن از
02:55
steep rock fissures
59
163327
1364
صخره های شیبدار را می داد
02:56
where the human foot cannot penetrate,
60
164691
2348
جایی که کف پای انسان نمیتواند وار وارد شکاف شود،
02:59
and spiked feet enabled me to climb
61
167039
2350
و کف پای میخدار مرا قادر ساخته بود که
03:01
vertical ice walls
62
169389
1795
از دیوارهای عمودی یخی
03:03
without ever experiencing muscle leg fatigue.
63
171184
4020
بدون خستگی ساق پا و عضلاتم بالا روم.
03:07
Through technological innovation,
64
175204
2304
به لطف نوآوریهای فنی،
03:09
I returned to my sport stronger and better.
65
177508
2819
من به ورزشم قویتر و بهتر برگشتم.
03:12
Technology had eliminated my disability
66
180327
2383
تکنولوژی ناتوانایی جسمی من را حذف کرده بود
03:14
and allowed me a new climbing prowess.
67
182710
2618
و شجاعت تازه ای را در صعود به من بخشید.
03:17
As a young man, I imagined a future world
68
185328
1792
به عنوان یک مرد جوان، من آینده ای برای جهان متصور می شدم
03:19
where technology so advanced
69
187120
1855
که تکنولوژی بسیار پیشرفته
03:20
could rid the world of disability,
70
188975
1869
می توانست از ناتوانایی جسمی رها خلاص شود،
03:22
a world in which neural implants would allow
71
190844
1851
در جهانی که ایمپلنت عصبی اجازه
03:24
the visually impaired to see,
72
192695
2105
دیدن به معلولین را می دهد،
03:26
a world in which the paralyzed could walk
73
194800
2670
جهانی که معلولین میتوانند با اسکلت بدن خودشان
03:29
via body exoskeletons.
74
197470
2799
را بروند.
03:32
Sadly, because of deficiencies in technology,
75
200269
2893
متاسفانه، به دلیل ناتوانی تکنولوژی،
03:35
disability is rampant in the world.
76
203162
1801
معلول بودن در جهان بسیار شایع است.
03:36
This gentleman is missing three limbs.
77
204963
2709
این آقا سه تا از اندامهایش را از دست داده.
03:39
As a testimony to current technology,
78
207672
2712
به عنوان گواهی برای تکنولوژی موجود،
03:42
he is out of the wheelchair,
79
210384
1176
او از روی صندلی چرخدار بلند شده است،اما ما نیاز داریم
03:43
but we need to do a better job in bionics
80
211560
3482
که در بیونیک کار بهتری ارائه دهیم
03:47
to allow one day full rehabilitation
81
215042
2543
تا توانبخشی کامل به فردی
03:49
for a person with this level of injury.
82
217585
3879
در این سطح از معلولیت میسر شود.
03:53
At the MIT Media Lab, we've established
83
221464
2247
در موسسه تکنولوژی ماساچوست،
03:55
the Center for Extreme Bionics.
84
223711
1601
ما مرکزی را برای بیونیک های شدید بنا نهادیم
03:57
The mission of the center
85
225312
1858
ماموریت این مرکز
03:59
is to put forth fundamental science
86
227170
2651
قرار دادن علوم پایه ای
04:01
and technological capability that will allow
87
229821
2698
وقابلیتهای تکنولوژی کنار هم بود
04:04
the biomechatronic and regenerative repair of humans
88
232519
2865
تا بیو مکاترونیکی و احیا کنندگان انسانها را
04:07
across a broad range
89
235384
1880
درطیف گسترده ای از
04:09
of brain and body disabilities.
90
237264
3936
معلولیتهای مغزی و بدنی را بازسازی کند.
04:13
Today, I'm going to tell you how my legs function,
91
241200
2648
امروز قصد دارم برایتان بگویم که عملکرد پاهای من چگونه است،
04:15
how they work,
92
243848
1587
آنها چگونه کار میکنند،
04:17
as a case in point for this center.
93
245435
3172
به عنوان یکی از موارد از کارهای این مرکز.
04:20
Now, I made sure to shave my legs last night,
94
248607
1997
دیشب موهای پاهایم را تراشیدم
04:22
because I knew I'd be showing them off.
95
250604
3582
چونکه میدانستم امروز آنها را به شما نشان میدهم.
04:26
Bionics entails the engineering
of extreme interfaces.
of extreme interfaces.
96
254186
3184
بیونیک مستلزم رابطه قوی بین رشته های مختلف مهندسی است.
04:29
There's three extreme interfaces in my bionic limbs:
97
257370
2910
سه رابطه قوی مهندسی در اندام مصنوعی من وجود دارد:
04:32
mechanical, how my limbs are attached
98
260280
2240
مکانیکی، چگونه اندام مصنوعی من با بدنم
04:34
to my biological body;
99
262520
2099
متصل می شود:
04:36
dynamic, how they move like flesh and bone;
100
264619
3323
پویایی، چگونه آنها مانند گوشت و استخوان حرکت می کنند.
04:39
and electrical, how they communicate
101
267942
1274
و الکتریکی، چگونه آنها با
04:41
with my nervous system.
102
269216
1596
سیستم عصبی من ارتباط برقرار می کنند.
04:42
I'll begin with mechanical interface.
103
270812
2840
با ارتباطز مکانیکی شروع می کنم.
04:45
In the area of design, we still do not understand
104
273652
3124
در حوزه طراحی ما هنوز نمی فهمیم
04:48
how to attach devices to the body mechanically.
105
276776
4132
چگونه دستگاه با بدن بصورت مکانیکی متصل می شوند.
04:52
It's extraordinary to me that in this day and age,
106
280908
3346
این برای من بسیار عجیب است که در این عصر و زمان
04:56
one of the most mature, oldest technologies
107
284254
2148
یکی از قدیمی ترین و فنآوریهای
04:58
in the human timeline, the shoe,
108
286402
2259
بشر، کفش است که
05:00
still gives us blisters.
109
288661
2363
هنوز پاهای ما با ان را تاول می زنند.
05:03
How can this be?
110
291024
1466
چطوری؟
05:04
We have no idea how to attach things to our bodies.
111
292490
3573
ما هیچ ایده ای نداریم که چگونه اشیا به بدن ما متصل می شوند.
05:08
This is the beautifully lyrical design work
112
296063
2923
این یک کار بسیار زیبای
05:10
of Professor Neri Oxman at the MIT Media Lab,
113
298986
2752
از پرفسور نری اکسمن در ازمایشگاه رسانه ای MIT است
05:13
showing spatially varying exoskeletal impedances,
114
301738
3257
که فضای مختلف امپدینس اسکلت
05:16
shown here by color variation
115
304995
1907
را با رنگها مختلف بصورت
05:18
in this 3D-printed model.
116
306902
2522
مدل سه بُعدی نسشان می دهد.
05:21
Imagine a future where clothing
117
309424
1888
تصور کنید که در آینده لباس ها
05:23
is stiff and soft where you need it,
118
311312
2844
بر اساس نیاز شما نرم و سخت خواهند شد،
05:26
when you need it, for optimal support and flexibility,
119
314156
3474
به هنگام نیاز برای برای بهینه سازی و انعطاف پذیری
05:29
without ever causing discomfort.
120
317630
2314
پوشش تان بدون اینکه باعث ناراحتی شما شود.
05:31
My bionic limbs are attached to my biological body
121
319944
3208
اندام مصنوعی من به بدنم از طریق
05:35
via synthetic skins
122
323152
2081
پوست مصنوعی با سختی متنوع
05:37
with stiffness variations
123
325233
2030
که آینه وار با بدن بیولوژیک
05:39
that mirror my underlying tissue biomechanics.
124
327263
4698
متصل شده است.
05:43
To achieve that mirroring,
125
331961
1350
برای رسیدن برای این آینه،
05:45
we first developed a mathematical model
126
333311
2127
ابتدا یک مدل مکانیکی برای
05:47
of my biological limb.
127
335438
1576
پاهای من ساخته شد.
05:49
To that end, we used imaging tools such as MRI
128
337014
3134
در پایان ما از تصاویر MRI برای
05:52
to look inside my body
129
340148
1668
نگاه کردن به درون بدنم استفاده میکنیم
05:53
to figure out the geometries and locations
130
341816
2130
تا شکل هندسی و مکان
05:55
of various tissues.
131
343946
1557
بافتهای مختلف را پیدا کنیم.
05:57
We also took robotic tools.
132
345503
1646
همچنین ما ابزارهای روباتیک را مورد استفاده قرار میدهیم.
05:59
Here's a 14-actuator circle
133
347149
2473
اینجا یک دایره با ۱۴ محرکه هست
06:01
that goes around the biological limb.
134
349622
2943
که با اندام بیولوژیکی من کار می کند.
06:04
The actuators come in, find the surface of the limb,
135
352565
2655
محرکه ها فعال میشوند و سطح اندام را پیدا میدکنند
06:07
measure its unloaded shape,
136
355220
2399
فضاهای خالی را که با بدن پر نشده اند را اندازه گیری میدکند،
06:09
and then they push on the tissues
137
357619
1599
و سپس به بافتها فشار میآورند
06:11
to measure tissue compliances
138
359218
2054
که سطح پذیرش بافتها برای فشار را
06:13
at each anatomical point.
139
361272
2077
برای هر نقطه از اندام اندازه گیری کنند.
06:15
We combine these imaging and robotic data
140
363349
2524
ما این تصاویر را با دادهای روباتیک
06:17
to build a mathematical description
141
365873
1464
برای ایجاد یک ضطرح ریاضی از
06:19
of my biological limb, shown on the left.
142
367337
1852
اندامهای بیولوژیکی من که در سمت چپ نشان داده شده ترکیب می کنیم.
06:21
You see a bunch of points, or nodes.
143
369189
1949
شما تعداد زیادی نقطه و یا گره می بینید.
06:23
At each node, there's a color that
represents tissue compliance.
represents tissue compliance.
144
371138
2979
در هر گره، یک رنگ وجود دارد که نشان دهند
06:26
We then do a mathematical transformation
145
374117
2003
انطباق بافتهاست.
06:28
to the design of the synthetic skin
146
376120
2120
سپس ما داده های ریاضی را به
06:30
shown on the right,
147
378240
1591
طرحی برای پوست مصنوعی تبدیل می کنیم
06:31
and we've discovered optimality is
148
379831
2059
که در سمت راست نشان داده شده است،
06:33
where the body is stiff, the
synthetic skin should be soft,
synthetic skin should be soft,
149
381890
3242
ما بشکل بهینه ای
06:37
where the body is soft,
the synthetic skin is stiff,
the synthetic skin is stiff,
150
385132
3716
نقاطی سفت بدن را پیدا میکنیم، پوست مصنوعی باید نرم باشد،
06:40
and this mirroring occurs
151
388848
1146
جایی که پوست بدن نرم است،
06:41
across all tissue compliances.
152
389994
2431
و حالت آینه ای در تمامی فضاهای خالی
06:44
With this framework,
153
392425
1728
رخ میدهد.
06:46
we produced bionic limbs
154
394153
1219
ما اندام مصنوعی تولید می کنیم
06:47
that are the most comfortable limbs I've ever worn.
155
395372
3591
که راحترین اندامی است که تا کنون داشته ام.
06:50
Clearly in the future,
156
398963
1803
واضح است که در آینده،
06:52
our clothing, our shoes, our braces,
157
400766
3185
لباسهای ما، کفشهای ما، سیم پیچی دندانهایمان،
06:55
our prostheses, will no longer be designed
158
403951
2229
پروتزهای ما دیگر در چهارچوب طراحی
06:58
and manufactured using artisan strategies,
159
406180
2389
و ساخت استراتژی صنعتگر نخواهد بود،
07:00
but rather data-driven quantitative frameworks.
160
408569
3166
بلکه قالب بهینه ای ساخته خواهد شد
07:03
In that future, our shoes
161
411735
2171
که در آینده
07:05
will no longer give us blisters.
162
413906
3078
هرگز پاهایمان توسط کفشهایمان تاول نزند.
07:08
We're also embedding sensing and smart materials
163
416984
2856
همچنین ما سنسورهای و مواد هوشمندی را در
07:11
into the synthetic skins.
164
419840
1450
پوست مصنوعی تعبیه می کنیم.
07:13
This is a material
165
421290
1283
این یک ماده ای است
07:14
developed by SRI International, California.
166
422573
3258
که توسط موسسه بین المللی تحقیقاتی استنفورد کالیفرنیا ساخته شده است.
07:17
Under electrostatic effect, it changes stiffness.
167
425831
3229
تحت اثر الکترواستاتیک، میزان سفتی و نرمی آن تغییر می کند.
07:21
So under zero voltage, the material is compliant.
168
429060
3638
از ولتاز صفر، این ماده نرم است.
07:24
It's floppy like paper.
169
432698
1328
این فلاپی مثل کاغذ است،
07:26
Then the button's pushed, a voltage is applied,
170
434026
2225
سپس دکمه فشار داده می شود، و یک ولتاز الکتریسیته وارد می شود،
07:28
and it becomes stiff as a board.
171
436251
3690
و این مثل یک تخته سفت و محکم می شود.
07:33
We embed this material into the synthetic skin
172
441533
2805
ما این ماده را در پوست مصنوعی قرار دادیم
07:36
that attaches my bionic limb to my biological body.
173
444338
3133
که این اندام مصنوعی را با به بدن متصل می کند.
07:39
When I walk here,
174
447471
1411
هنگامی که من اینجا راه می روم،
07:40
it's no voltage.
175
448882
1365
هیچ ولتاژی در آن بکار نمی رود.
07:42
My interface is soft and compliant.
176
450247
2067
محل اتصال پوست با بدنم نرم سازکار است.
07:44
The button's pushed, voltage is applied,
177
452314
1528
دکمه را فشار میدهم، یک ولتاز الکتریسته اعمال می کنم،
07:45
and it stiffens,
178
453842
1392
و سفت می شود،
07:47
offering me a greater maneuverability
179
455234
1457
و به من مانور عالی برای اندام مصنوعی ام را می دهد.
07:48
of the bionic limb.
180
456691
2138
ما همچنین اسکلت خارجی را نیز می سازیم.
07:50
We're also building exoskeletons.
181
458829
1946
اسکلت خارجی نرم و سفت می شوند
07:52
This exoskeleton becomes stiff and soft
182
460775
2832
درست در محلی که این حلقه
07:55
in just the right areas of the running cycle
183
463607
2371
برای محافظت مفاصل بدن
07:57
to protect the biological joints
184
465978
1852
از برخوردهای سنگین و تخریب متصل می شوند.
07:59
from high impacts and degradation.
185
467830
2906
در آینده، همه ما اسکلت خارجی برای
08:02
In the future, we'll all be wearing exoskeletons
186
470736
2711
فعالیتهای عادی مثل دویدن استفاده خواهیم کرد.
08:05
in common activities such as running.
187
473447
3288
بعدی، اتصال داینامیکی ست.
08:08
Next, dynamic interface.
188
476735
1641
چگونه اندام مصنوعی من مانند گوشت و استخوان حرکت می کند؟
08:10
How do my bionic limbs move like flesh and bone?
189
478376
3122
در آزمایشگاهم در MIT، ما بر روی نحوه
08:13
At my MIT lab, we study how humans
190
481498
2521
ایستادن و راه رفتن و دویدن طبیعی انسان مطالعه می کنیم.
08:16
with normal physiologies stand, walk and run.
191
484019
2876
عضلات چه کار می کنند،
08:18
What are the muscles doing,
192
486895
1686
و چگونه توسط نخاع کنترل می شوند؟
08:20
and how are they controlled by the spinal cord?
193
488581
2729
این علوم پایه ای محرکه آنچه که ما می سازیم هستند.
08:23
This basic science motivates what we build.
194
491310
2588
ما مچ پا، زانوی و لگن خاصره مصنوعی می سازیم
08:25
We're building bionic ankles, knees and hips.
195
493898
2582
ما بخش هایی ازپائین بدن تا بالا هستیم و
08:28
We're building body parts from the ground up.
196
496480
2919
اندام های مصنوعی که من استفاده کرده ام را بیوم BiOM می گویند.
08:31
The bionic limbs that I'm wearing are called BiOMs.
197
499399
3642
اینها مورد استفاده حدود ۱٫۰۰۰ بیمار قرار گرفته اند.
08:35
They've been fitted to nearly 1,000 patients,
198
503041
3582
۴۰۰ نفر آنها در سربازان جنگی بوده اند که مجروح شدنده اند.
08:38
400 of which have been U.S. wounded soldiers.
199
506623
3282
این چطور کار میکند؟ در پاشنه پا، تحت کنترل کامپیوتر،
08:41
How does it work? At heel
strike, under computer control,
strike, under computer control,
200
509905
2892
این چطور کار میکند؟ در پاشنه پا، تحت کنترل کامپیوتر،
08:44
the system controls stiffness
201
512797
2146
سیستم سفتی برای کاهش
08:46
to attenuate the shock of the limb hitting the ground.
202
514943
3169
شوکه برخورد اندام مصنوعی با زمین را کنترل می کند.
08:50
Then at mid-stance, the bionic limb outputs
203
518112
2260
سپس در میانه عصب، اندام مصنوعی
08:52
high torques and powers to lift the person
204
520372
2859
نیروی گشتاور بالا و قدرتمندی برای بلند کردن فر
08:55
into the walking stride,
205
523231
1408
برای قدم برداشتن ایجاد میکند،
08:56
comparable to how muscles work in the calf region.
206
524639
4019
که مشابه آنچه که عضلات ساق پا برای عمل میکنند می باشد.
09:00
This bionic propulsion is very important
207
528658
2594
این نیروی محرکه مصنوعی
09:03
clinically to patients.
208
531252
1425
برای بیماران بسیار مهم هست.
09:04
So, on the left you see the bionic device
209
532677
1685
خُب، در سمت چپ پاهای مصنوعی که توسط
09:06
worn by a lady --
210
534362
1566
خانمی استفاده شده را می بینید--
09:07
on the right a passive device worn by the same lady
211
535928
2959
در سمت راست یک دستگاه غیر فعال مورد استفاده همان خانم قرار گیرفته ست
09:10
that fails to emulate normal muscle function --
212
538887
2508
که نمیتواند تقلید عملکرد ماهیچه های طبیعی رابکند--
09:13
enabling her to do something
213
541395
2405
توانمند ساختن او برای اینکه
09:15
everyone should be able to do,
214
543800
1640
هر کاری که دیگران انجام دهند را بتواند انجام دهد،
09:17
go up and down their steps at home.
215
545440
1799
مانند بالا رفتن و پائین آمدن پله ها در خانه.
09:19
Bionics also allows for extraordinary athletic feats.
216
547239
3521
اندام مصنوعی شاهکارهای ورزشی فوق العاده ای را نیز امکان پذیر میکند.
09:22
Here's a gentleman running up a rocky pathway.
217
550760
4784
این آقا از جاده سنگی بالا میرود.
09:27
This is Steve Martin, not the comedian,
218
555544
2587
این استیو مارتین است ولی کمدین نیست
09:30
who lost his legs in a bomb blast in Afghanistan.
219
558131
3943
او در انفجار بمب در افغانستان پایش را از دست داد.
09:34
We're also building exoskeletal structures
220
562074
3009
ما همچنین اسکلت بیرونی را می سازیم
09:37
using these same principles
221
565083
1835
با استفاده از همان اصول
09:38
that wrap around a biological limb.
222
566918
2972
که در اطراف اندام طبیعی بکار می رود.
09:41
This gentleman does not have
223
569890
2698
این اقا هیچ محدویتی در پاهایش ندارد،
09:44
any leg condition, any disability.
224
572588
2958
و هیچ ناتوایی و معلولیتی ندارد.
09:47
He has a normal physiology,
225
575546
1903
او از لحاظ جسمی کاملا طبیعی ست.
09:49
so these exoskeletons are applying
226
577449
2055
خُب، این اسکلت بیرونی درست
09:51
muscle-like torques and powers
227
579504
2767
مانند ماهیچه نیروی گشتاورو قدرت را بکار می گیرد.
09:54
so that his own muscles need not apply
228
582271
2171
بطوری که نیازی به گشتاور و قدرت عضلات
09:56
those torques and powers.
229
584442
2451
خودش ندارد.
09:58
This is the first exoskeleton in history
230
586893
2612
این اولین اسکلت بیرونی در تاریخ است
10:01
that actually augments human walking.
231
589505
2632
راه رفتن انسان را کامل می کند.
10:04
It significantly reduces metabolic cost.
232
592137
3193
این بطور چشمگیری انرژی سوخت و ساز بدن را کاهش می دهد.
10:07
It's so profound in its augmentation
233
595330
2655
این تاثیر بسیار ژرفی دارد
10:09
that when a normal, healthy person
234
597985
1602
بطوری که ار یک فرد سالم طبیعی
10:11
wears the device for 40 minutes
235
599587
1765
این را برای ۴۰ دقیقه بپوشد
10:13
and then takes it off,
236
601352
1659
و سپس این را در بیاورد
10:15
their own biological legs
237
603011
1636
پاهای طبیعی بدنش
10:16
feel ridiculously heavy and awkward.
238
604647
3035
بطور عجیبی سنگین و مسخره احساس می شوند.
10:19
We're beginning the age in which
239
607682
1941
ما در ابتدای عصری هستیم که
10:21
machines attached to our bodies
240
609623
1851
ماشینها به بدن ما متصل شده
10:23
will make us stronger and faster
241
611474
1824
و ما را قوی تر و سریعتر
10:25
and more efficient.
242
613298
2130
و کارآمدتر می کند.
10:27
Moving on to electrical interface,
243
615428
1686
برویم به اتصال الکتریکی،
10:29
how do my bionic limbs communicate
244
617114
1423
چگونه اندام مصنوعی من با
10:30
with my nervous system?
245
618537
1917
سیستم عصبی من ارتباط برقرار می کند؟
10:32
Across my residual limb are electrodes
246
620454
2063
در سراسر بخش باقی مانده پاهای من الکتریسیته وجود دارد
10:34
that measure the electrical pulse of my muscles.
247
622517
2608
که پالسهای الکتریکی ماهیچه های مرا اندازگیری کرده
10:37
That's communicated to the bionic limb,
248
625125
2104
و این با اندام مصنوعی من ارتباط برقرار می کند،
10:39
so when I think about moving my phantom limb,
249
627229
2745
بنابراین هنگامی که من درباره حرکت اندام خیالی فکر میکنم
10:41
the robot tracks those movement desires.
250
629974
3766
ربات حرکت خواسته شده را انجام میدهد.
10:45
This diagram shows fundamentally
251
633740
1717
این نمودار نشان هند که چگونه این اندام مصنوعی
10:47
how the bionic limb is controlled,
252
635457
2829
اساسا کنترل می شود،
10:50
so we model the missing biological limb,
253
638286
2678
بنابراین ما اندام طبیعی از دست داده شده را مدل سازی می کنیم،
10:52
and we've discovered what reflexes occurred,
254
640964
2764
و کشف می کنیم که چه واکنش هایی رخ می دهد،
10:55
how the reflexes of the spinal cord
255
643728
1500
چگونه این واکنشها از طرف نخاع
10:57
are controlling the muscles,
256
645228
1808
ماهیچه ها را کنترل می کنند،
10:59
and that capability is embedded
257
647036
2699
و این توانایی در چیپ های کامپیوتری تعبیه شده اند
11:01
in the chips of the bionic limb.
258
649735
3006
که در اندام مصنوعی قرار دارند.
11:04
What we've done, then, is we modulate
259
652741
1969
سپس آنچه را که ما انجام دادیم، آن را با واکنشهای عصبی
11:06
the sensitivity of the reflex,
260
654710
2086
مدل نخاع واکنشی
11:08
the modeled spinal reflex,
261
656796
1712
و با سیگنالهای عصبی تعدیل می کنیم،
11:10
with the neural signal,
262
658508
1511
پس هنگامی که من ماهیچه های باقی مانده ام را
11:12
so when I relax my muscles in my residual limb,
263
660019
3546
شل می کنم،
11:15
I get very little torque and power,
264
663565
2668
کمی نیروی پیچشی و انرژی می گیرم،
11:18
but the more I fire my muscles,
265
666233
1552
اما اگر ماهیچه هایم را سقت کنم،
11:19
the more torque I get,
266
667785
1396
نیروی بیشتری می گیرم
11:21
and I can even run.
267
669181
2543
و حتی می توانم بدوم.
11:23
And that was the first demonstration
268
671724
1638
و این اولین نمایش از
11:25
of a running gait under neural command.
269
673362
3545
گام برداشتن تحت دستور عصبی بود.
11:28
Feels great.
270
676907
1513
احساس بسیار خوبی است.
11:30
(Applause)
271
678420
3976
( تشویق )
11:35
We want to go a step further.
272
683555
2003
ما می خواهیم یک قدم فراتر رویم.
11:37
We want to actually close the loop
273
685558
2860
در واقع ما میخواهیم حلقه
11:40
between the human and the bionic external limb.
274
688418
3723
بین انسان و اندام مصنوعی داخلی ببندیم.
11:44
We're doing experiments where we're growing
275
692141
1723
ما در حال آزمایش بر روی جایی هستیم که
11:45
nerves, transected nerves,
276
693864
2045
اعصاب قطع شده رشد می کنند،
11:47
through channels, or micro-channel rays.
277
695909
2122
و از طریق کانال و یا اشعه میکرو کانال.
11:50
On the other side of the channel,
278
698031
1816
در طرف دیگر کانال،
11:51
the nerve then attaches to cells,
279
699847
2353
که عصبها به سلولها متصل می شود،
11:54
skin cells and muscle cells.
280
702200
2506
سلول های پوست و سلولهای ماهیچه ها،
11:56
In the motor channels we can sense
281
704706
2597
در موتور کانالها که ما می توانیم حسن کنیم
11:59
how the person wishes to move.
282
707303
1767
که چگونه یک فرد میخواهد حرکت کند.
12:01
That can be sent out wirelessly to the bionic limb,
283
709070
2975
میتواند بشکل بی سیم برای اندام مصنوعی ارسال شود،
12:04
then sensors on the bionic limb
284
712045
2449
سپس گیرنده ها در اندام مصنوعی
12:06
can be converted to stimulations
285
714494
2646
می توانند در کانالهای مجاور ، کانالهای حسی
12:09
in adjacent channels, sensory channels.
286
717140
2550
به محرکها تبدیل شوند.
12:11
So, when this is fully developed
287
719690
1881
بنابر این هنگامی که کاملا توسعه یابد
12:13
and for human use,
288
721571
2399
و برای استفاده بشری،
12:15
persons like myself will not only have
289
723970
2660
افرادی مثل من نه تنها
12:18
synthetic limbs that move like flesh and bone,
290
726630
3184
اندامهای مصنوعی دارند که حرکتی مثل گوشت و استخوان دارند
12:21
but actually feel like flesh and bone.
291
729814
4116
بلکه واقعا آنها احساس گوشت و پوست را هم دارند.
12:25
This video shows Lisa Mallette
292
733930
2264
این ویدئو لیسا مالت را
12:28
shortly after being fitted with two bionic limbs.
293
736194
2872
بلافاصله پس از گذاشتن اندامهای مصنوعی نشان میدهد.
12:31
Indeed, bionics is making
294
739066
1972
بدون شک، اندامهای مصنوعی ( بیونتیکس)
12:33
a profound difference in people's lives.
295
741038
2199
تفاوت ژرفی در زندگی افراد ایجاد می کند.
12:35
(Video) Lisa Mallette: Oh my God.
296
743237
4061
( ویدئو) لیسا مالت: آه خدای من.
12:39
Oh my God, I can't believe it.
297
747298
4847
آه خدای من ، نمیتونم باور کنم.
12:44
It's just like I've got a real leg.
298
752145
4193
این درست مثل اینه که پای واقعی دارم.
12:48
Now, don't start running.
299
756338
1862
الان شروع به دویدن نکن.
12:50
Man: Now turn around,
300
758230
1512
مرد: حالا برگرد
12:51
and do the same thing walking up.
301
759742
1668
و همان کاری را بکن و بالا برو.
12:53
Walk up, get on your heel to toe,
302
761410
1936
برو بالا روی پاشنه و پنچه پا،
12:55
like you would normally just walk on level ground.
303
763346
1540
مثل اینکه بطور طبیعی روی سطح زمین راه می روی.
12:56
Try to walk right up the hill.
304
764886
2703
سعی کن تا اون بالا بروی.
13:01
LM: Oh my God.
305
769083
2616
ل م: آه خدای من.
13:03
Man: Is it pushing you up?
306
771699
1389
مرد: آیا تو را به جلو هل میدهد؟
13:05
LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it.
307
773088
5197
لسا مالت: بله! من حتی -- نمیتونم این را توصیف کنم.
13:10
Man: It's pushing you right up.
308
778285
2324
مرد: این تو را به جلو هل میدهد.
13:12
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the center's —
309
780609
2571
هیو هر:هفته آینده از مرکز خدمات درمانی دیدن می کنم--
13:15
(Applause) Thank you, thank you.
310
783180
4305
( تشویق ) سپاسگزارم، سپاسگزارم.
13:19
Thank you. Next week I'm visiting
311
787485
2357
سپاسگزارم، هفته اینده من از مرکز خدمات درمانی دیدن می کنم،
13:21
the Center for Medicare and Medicaid Services,
312
789842
2812
قصد دارم آنها را متقاعد کنم
13:24
and I'm going to try to convince CMS
313
792654
2657
که بودجه مناسب و قیمت مناسبی را به این
13:27
to grant appropriate code language and pricing
314
795311
2589
تکنولوژی اختصاص دهند
13:29
so this technology can be made available
315
797900
1952
تا این تکنولوژی در دسترس
13:31
to the patients that need it.
316
799852
2633
بیمارانی که به آن نیاز دارند قرار گیرد.
13:34
Thank you. (Applause)
317
802485
5222
( تشویق) سپاسگزارم.
13:39
It's not well appreciated, but over half
318
807707
1897
این به خوبی درک نشده که بیش از نیمی
13:41
of the world's population
319
809604
1979
از جمعیت مرد جهان از برخی شناختهای
13:43
suffers from some form of cognitive,
320
811583
2091
عاطفی، حسی یا حرکتی
13:45
emotional, sensory or motor condition,
321
813674
2585
به دلیل ضعف تکنولوژی رنج می برند.
13:48
and because of poor technology,
322
816259
1662
و بواسطه ضعف در تکنولوژی،
اغلب به دلیل این شرایط منجر به ناتوانایی و معلولیت
13:49
too often, conditions result in disability
323
817921
2592
13:52
and a poorer quality of life.
324
820513
2298
و زندگی با کیفیت پایین تر میشود.
13:54
Basic levels of physiological function
325
822811
2393
سطح عمومی از عملکرد فیزیولوژیکی بدن انسان
13:57
should be a part of our human rights.
326
825204
2642
باید بخشی از حقوق انسانی او باشد.
13:59
Every person should have the right
327
827846
1970
هر کسی این حق را باید داشته باشد
14:01
to live life without disability
328
829816
1888
که بدون ناتوانایی زندگی کند
14:03
if they so choose --
329
831704
2015
و اگر انتخاب کنند--
14:05
the right to live life without severe depression;
330
833719
2803
حق زندگی بدون افسردگی شدید را باید داشته باشند؛
14:08
the right to see a loved one
331
836522
1373
حق دید کسانی را که دوستشان دارند باید داشته باشند
14:09
in the case of seeing impaired;
332
837895
2234
در شرایطی که مشکلات بینایی دارند؛
14:12
or the right to walk or to dance,
333
840129
1913
حق راه رفتن و رقصیدن
14:14
in the case of limb paralysis
334
842042
1488
در شرایطی که فلج جسمی
14:15
or limb amputation.
335
843530
1747
و یا قطع اندام شده اند.
14:17
As a society, we can achieve these human rights
336
845277
3807
به عنوان یک جامعه، ما می توانیم به این حقوق انسانی برسیم
14:21
if we accept the proposition
337
849084
2328
به شرطی که بپذیریم انسان
14:23
that humans are not disabled.
338
851412
3977
ناتوان نیست.
14:27
A person can never be broken.
339
855389
2803
یک انسان هرگز شکسته نمی شود.
14:30
Our built environment, our technologies,
340
858192
3007
محیط ساخته شده ما، و تکنولوژی ما
14:33
are broken and disabled.
341
861199
1899
ضعیف و ناتوان هستند.
14:35
We the people need not accept our limitations,
342
863098
3024
ما مردم نیاز داریم که محدودیتهایمان را نپذیریم،
14:38
but can transcend disability
343
866122
2231
اما میتوانیم از طریق تکنولوژی
14:40
through technological innovation.
344
868353
1868
ورای ناتوانایهایمان رویم.
14:42
Indeed, through fundamental advances
345
870221
1867
بدون شک،طریق پیشرفت های بنیادی
14:44
in bionics in this century,
346
872088
1870
در علم بیونیک در این قرن،
14:45
we will set the technological foundation
347
873958
2523
ما پایه و اساس تکنولوژی را برای
14:48
for an enhanced human experience,
348
876481
1972
یک تجربه انسانی بنا می نهیم،
14:50
and we will end disability.
349
878453
2702
و ما ناتوانایی و معلولیت را پایان خواهیم بخشید.
14:53
I'd like to finish up with one more story,
350
881155
2300
علاقمندم با یک موضوع دیگر سخنرانیم را تمام کنم،
14:55
a beautiful story,
351
883455
1764
یک موضوع زیبا،
14:57
the story of Adrianne Haslet-Davis.
352
885219
2686
داستان آدرین هاسلت- دیویس.
14:59
Adrianne lost her left leg
353
887905
1991
آدرین پای چپش را در
15:01
in the Boston terrorist attack.
354
889896
2666
حمله تروریستی بوستون از دست داد.
15:04
I met Adrianne when this photo was taken
355
892562
1679
من ادرین را هنگامی که این عکس
15:06
at Spaulding Rehabilitation Hospital.
356
894241
2350
در بیمارستان توانبخشی اسپالدینگ گرفته شد دیدم.
15:08
Adrianne is a dancer, a ballroom dancer.
357
896591
2426
ادرین رقصنده است، رقصنده باله.
15:11
Adrianne breathes and lives dance.
358
899017
2911
آدرین برای رقص نفس می کشد و زندگی می کند.
15:13
It is her expression. It is her art form.
359
901928
2421
این گفته خودش است. این هنر اوست.
15:16
Naturally, when she lost her limb
360
904349
2256
بطور طبیعی، هنگامی که او اندامش را از
15:18
in the Boston terrorist attack,
361
906605
1727
در حمله تروریستی بوستون از دست داد،
15:20
she wanted to return to the dance floor.
362
908332
2981
او می خواست که به پیست رقص برگردد.
15:23
After meeting her and driving home in my car,
363
911313
2463
بعد از دیدن او و در برگشتم به خانه توی ماشینم،
15:25
I thought, I'm an MIT professor.
364
913776
2945
فکر کردم، من پرفسور موسسه تکنولوژی ماساچوست هستم.
15:28
I have resources. Let's build her a bionic limb
365
916721
2729
من منابع را در اختیار دارم. پس بگذارید یک اندام منصوعی برای او بسازم
15:31
to enable her to go back to her life of dance.
366
919450
3383
تا قادر باشد به زندگیش در رقص برگردد
15:34
I brought in MIT scientists with expertise
367
922833
2638
من یک گروه از دانشمندان و افراد متخصص را
15:37
in prosthetics, robotics, machine learning
368
925471
2447
در بخشهای اندماهی مصنوعی، رباتیک
15:39
and biomechanics,
369
927918
1311
کامپیوتر و بیومکانیک گرد هم آوردم
15:41
and over a 200-day research period,
370
929229
2402
و در زمانی بیش از ۲۰۰ روز،
15:43
we studied dance.
371
931631
1474
و مطالعه کردیم که آنها چگونه حرکت می کنند،
15:45
We brought in dancers with biological limbs,
372
933105
3896
ما رقصنده ها را با اندمهای طبیعی آوردیم،
15:49
and we studied how do they move,
373
937001
2665
رقصیدن را مطالعه کردیم.
15:51
what forces do they apply on the dance floor,
374
939666
3500
چه نیرویی برای رقصیدن بکار می گیرند را بررسی کردیم
15:55
and we took those data
375
943166
1551
و به داده ها نگاه کردیم
15:56
and we put forth fundamental principles of dance,
376
944717
3799
و چهار عنصر اصلی رقص را
16:00
reflexive dance capability,
377
948516
1811
همراه با قابلیت واکنشی رقص را کنار هم قرار دادیم
16:02
and we embedded that intelligence
378
950327
1525
و در یک اندام مصنوعی هوشمند
تعبیه کردیم.
16:03
into the bionic limb.
379
951852
1822
16:05
Bionics is not only about making people
380
953674
2276
بیونیک تنها برای اینکه افراد را
16:07
stronger and faster.
381
955950
1461
قویتر و سریعتر کند نیست.
16:09
Our expression, our humanity
382
957411
2342
تجربه ما، انسانیت ما
می تواند در شی الکترومکانیک قرار گیرد.
16:11
can be embedded into electromechanics.
383
959753
3203
16:14
It was 3.5 seconds
384
962956
3055
انفجارهای بمب
16:18
between the bomb blasts
385
966011
1649
در حمله تروریستی بوستون
16:19
in the Boston terrorist attack.
386
967660
1786
تنها ۳/۵ ثانیه بود.
16:21
In 3.5 seconds, the criminals and cowards
387
969446
3033
طی ۳/۵ ثانیه ، مجرمان و جمعیت
16:24
took Adrianne off the dance floor.
388
972479
2982
آدرین را از صحنه رقص بیرون کشید.
16:27
In 200 days, we put her back.
389
975461
2691
در این ۲۰۰ روز، ما او را به رقص برگرداندیم.
16:30
We will not be intimidated, brought down,
390
978152
2801
ما نمیخواهیم توسط خشونت مرعوب شویم، بترسم و
16:32
diminished, conquered or stopped
391
980953
2300
در خود فرو رویم،
16:35
by acts of violence.
392
983253
1808
مغلوب و متوقف شویم.
16:37
(Applause)
393
985061
3693
( تشویق )
16:44
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce
394
992782
2454
خانمها و اقایان، لطفا به من اجازه دهید تاادرین هسلت- دیوس
را به شما معرفی کنم.
16:47
Adrianne Haslet-Davis,
395
995236
1918
16:49
her first performance since the attack.
396
997154
2884
نخستین اجراش از زمان حمله.
16:52
She's dancing with Christian Lightner.
397
1000038
2503
او با کریستین لینر می رقصد.
16:54
(Applause)
398
1002541
6692
( تشویق )
17:05
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
399
1013579
7391
( موسیقی: زنگ مرا بزن، اجرا توسط انریکه ایگلیسیاس)
17:51
(Applause)
400
1059267
7223
( تشویق)
18:22
Ladies and gentlemen,
401
1090244
1100
خانمها و آقایان،
18:23
members of the research team,
402
1091344
1618
اعضای تیم تحقیقاتی،
18:24
Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski.
403
1092962
4391
الیوت روس و ناتن ویلجری- کرسکی
18:29
Elliott and Nathan.
404
1097776
2411
الیوت و ناتان
18:32
(Applause)
405
1100187
6585
( تشویق)
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