TED2014
Hugh Herr: The new bionics that let us run, climb and dance
Хью Герр: Передовая бионика позволяет бегать, покорять горы и танцевать
Filmed:
Readability: 5.5
13,277,876 views
Хью Герр создаёт новое поколение бионических конечностей — роботизированных протезов, вдохновлённых природными моделями. Тридцать лет назад Герр потерял обе ноги из-за несчастного случая во время горного восхождения. Сейчас, будучи руководителем группы по биомехатронике в «Медиа Лаб» при Массачусетском технологическом институте (MIT), он показывает невероятные технологии в выступлении, полном одновременно технических и очень личных подробностей; ему поможет исполнительница бальных танцев Адрианна Хаслет-Дэвис: она потеряла левую ногу в теракте во время Бостонского марафона в 2013 г., а теперь, на сцене TED, она впервые будет снова танцевать.
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
Внимательно изучая природу
00:15
through the magnifying glass of science,
1
3842
3016
сквозь увеличительное стекло науки,
00:18
designers extract principles,
2
6858
2215
разработчики черпают из неё принципы,
00:21
processes and materials
3
9073
1627
процедуры и материалы,
00:22
that are forming the very
basis of design methodology,
basis of design methodology,
4
10700
4277
которые образуют саму основу
методологии проектирования;
методологии проектирования;
00:26
from synthetic constructs that resemble
5
14977
2913
начиная с синтетических конструкций,
00:29
biological materials
6
17890
2171
напоминающих биологические материалы,
00:32
to computational methods that
emulate neural processes,
emulate neural processes,
7
20061
3450
и заканчивая вычислительными методами,
которые копируют нейронные процессы,
которые копируют нейронные процессы,
00:35
nature is driving design.
8
23511
3828
природа влияет на проектирование.
00:39
Design is also driving nature.
9
27339
3011
Проектирование тоже влияет на природу.
00:42
In realms of genetics, regenerative medicine
10
30350
1658
В областях генетики,
регенеративной медицины
регенеративной медицины
00:44
and synthetic biology,
11
32008
1879
и синтетической биологии
00:45
designers are growing novel technologies
12
33887
2537
разработчики создают новейшие технологии,
00:48
not foreseen or anticipated by nature.
13
36424
4537
не предусмотренные
и не предвиденные природой.
и не предвиденные природой.
00:52
Bionics explores the interplay
14
40961
4218
В бионике изучается взаимодействие
00:57
between biology and design.
15
45179
1928
между биологией и проектированием.
00:59
As you can see, my legs are bionic.
16
47107
3812
Как вы видите, у меня бионические ноги.
01:02
Today I will tell human stories
17
50919
2730
Сегодня я расскажу истории
01:05
of bionic integration,
18
53649
2917
про объединение людей
с бионическими устройствами,
с бионическими устройствами,
01:08
how electromechanics attached to the body
19
56566
2929
о том, как электромеханические детали,
01:11
and implanted inside the body
20
59495
2303
укреплённые на теле
и вживлённые внутрь,
и вживлённые внутрь,
01:13
are beginning to bridge the gap
21
61798
2488
начинают уменьшать разницу
01:16
between disability and ability,
22
64286
2713
между ограничениями и возможностями,
01:18
between human limitation
23
66999
2811
между пределом
возможностей человека
возможностей человека
01:21
and human potential.
24
69810
2654
и человеческим потенциалом.
01:24
Bionics has defined my physicality.
25
72464
3514
Мои физические данные определены бионикой.
01:27
In 1982, both of my legs were amputated
26
75978
2726
В 1982 г. мне ампутировали обе ноги
01:30
due to tissue damage from frostbite
27
78704
2128
из-за повреждения тканей
после обморожения,
после обморожения,
01:32
incurred during a mountain climbing accident.
28
80832
2912
произошедшего во время
горного восхождения.
горного восхождения.
01:35
At that time, I didn't view my body
29
83744
2399
В то время я не считал,
01:38
as broken.
30
86143
1891
что моё тело неисправно.
01:40
I reasoned that a human being
31
88034
2685
Я рассудил,
01:42
can never be broken.
32
90719
2684
что человека невозможно сломать.
01:45
Technology is broken.
33
93403
2907
Неисправна технология.
01:48
Technology is inadequate.
34
96310
3005
Технология неполноценна.
01:51
This simple but powerful idea
35
99315
2862
Эта простая,
но действенная мысль послужила
но действенная мысль послужила
01:54
was a call to arms
36
102177
1792
призывом к действию,
01:55
to advance technology
37
103969
2109
призывом к развитию технологий
01:58
for the elimination of my own disability
38
106078
2573
с целью устранения моей инвалидности
02:00
and ultimately the disability of others.
39
108651
3615
и, в конечном счете,
инвалидности других людей.
инвалидности других людей.
02:04
I began by developing specialized limbs
40
112266
3113
Я принялся разрабатывать
специализированные протезы,
специализированные протезы,
02:07
that allowed me to return
41
115379
1631
которые позволили бы мне возвратиться
02:09
to the vertical world of rock and ice climbing.
42
117010
2333
в отвесный мир покорения гор и ледников.
02:11
I quickly realized that the artificial part of my body
43
119343
3086
Я быстро понял,
что искусственные части моего тела
что искусственные части моего тела
02:14
is malleable,
44
122429
1884
легко приспосабливаются,
02:16
able to take on any form, any function,
45
124313
3809
могут принять любую форму,
выполнять любую функцию;
выполнять любую функцию;
02:20
a blank slate through which to create
46
128122
3018
благодаря им можно создать,
словно с чистого листа,
словно с чистого листа,
02:23
perhaps structures that could extend beyond
47
131140
3455
приспособления, которые помогут выйти
02:26
biological capability.
48
134595
2304
за границы естественных возможностей.
02:28
I made my height adjustable.
49
136899
1679
Я сделал свой рост регулируемым.
02:30
I could be as short as five feet or as tall as I'd like.
50
138578
2891
От полутора метров до желаемой величины.
02:33
(Laughter)
51
141469
2183
(Смех)
02:35
So when I was feeling badly about myself,
52
143652
3316
Так что, когда я был подавлен,
02:38
insecure, I would jack my height up,
53
146968
3873
неуверен в себе, я увеличивал рост,
02:42
but when I was feeling confident and suave,
54
150841
2105
но когда я чувствовал себя
уверенно и спокойно,
уверенно и спокойно,
02:44
I would knock my height down a notch
55
152946
1720
я снижал рост до предела,
02:46
just to give the competition a chance.
56
154666
2599
просто чтобы дать конкурентам шанс.
02:49
(Laughter) (Applause)
57
157265
3693
(Смех) (Аплодисменты)
02:52
Narrow, wedged feet allowed me to climb
58
160958
2369
Благодаря узкой, клиновидной ступне
02:55
steep rock fissures
59
163327
1364
я смог использовать
трещины в таких крутых склонах,
трещины в таких крутых склонах,
02:56
where the human foot cannot penetrate,
60
164691
2348
где ступне человека не хватает места,
02:59
and spiked feet enabled me to climb
61
167039
2350
а ступня с шипами позволила
03:01
vertical ice walls
62
169389
1795
преодолевать вертикальные стены льда,
03:03
without ever experiencing muscle leg fatigue.
63
171184
4020
не ощущая в ногах мышечной усталости.
03:07
Through technological innovation,
64
175204
2304
Благодаря технологическим новшествам
03:09
I returned to my sport stronger and better.
65
177508
2819
я стал лучше и сильнее
в своём виде спорта.
в своём виде спорта.
03:12
Technology had eliminated my disability
66
180327
2383
Технологии стёрли мою инвалидность
03:14
and allowed me a new climbing prowess.
67
182710
2618
и даровали в альпинизме
новую степень мастерства.
новую степень мастерства.
03:17
As a young man, I imagined a future world
68
185328
1792
В молодости я представлял
такой мир будущего,
такой мир будущего,
03:19
where technology so advanced
69
187120
1855
где благодаря столь развитым технологиям
03:20
could rid the world of disability,
70
188975
1869
люди смогут избавиться от ограничений,
03:22
a world in which neural implants would allow
71
190844
1851
где нейронные имплантанты позволят
03:24
the visually impaired to see,
72
192695
2105
слабовидящим людям видеть,
03:26
a world in which the paralyzed could walk
73
194800
2670
где парализованные смогут ходить
03:29
via body exoskeletons.
74
197470
2799
при помощи экзоскелетов.
03:32
Sadly, because of deficiencies in technology,
75
200269
2893
К сожалению,
из-за несовершенства технологий
из-за несовершенства технологий
03:35
disability is rampant in the world.
76
203162
1801
во всём мире очень много инвалидов.
03:36
This gentleman is missing three limbs.
77
204963
2709
У этого мужчины нет трёх конечностей.
03:39
As a testimony to current technology,
78
207672
2712
Об уровне современных технологий
свидетельствует то,
свидетельствует то,
03:42
he is out of the wheelchair,
79
210384
1176
что он не пользуется коляской,
03:43
but we need to do a better job in bionics
80
211560
3482
но нам необходимо
лучше развивать бионику,
лучше развивать бионику,
03:47
to allow one day full rehabilitation
81
215042
2543
чтобы при подобных травмах
03:49
for a person with this level of injury.
82
217585
3879
стало возможным полное восстановление.
03:53
At the MIT Media Lab, we've established
83
221464
2247
В «Медиа Лаб» при MIT мы организовали
03:55
the Center for Extreme Bionics.
84
223711
1601
Центр передовой бионики.
03:57
The mission of the center
85
225312
1858
Призвание Центра —
03:59
is to put forth fundamental science
86
227170
2651
развивать фундаментальную науку
04:01
and technological capability that will allow
87
229821
2698
и технологические возможности с целью
04:04
the biomechatronic and regenerative repair of humans
88
232519
2865
биомеханического
и регенеративного исправления
и регенеративного исправления
04:07
across a broad range
89
235384
1880
широкого круга
04:09
of brain and body disabilities.
90
237264
3936
мозговых и телесных повреждений.
04:13
Today, I'm going to tell you how my legs function,
91
241200
2648
Сегодня я расскажу вам,
как устроены мои протезы,
как устроены мои протезы,
04:15
how they work,
92
243848
1587
как они работают,
04:17
as a case in point for this center.
93
245435
3172
поскольку для Центра
это подходящий пример.
это подходящий пример.
04:20
Now, I made sure to shave my legs last night,
94
248607
1997
Я, конечно, побрил вчера ноги,
04:22
because I knew I'd be showing them off.
95
250604
3582
так как знал, что буду ими хвастаться.
04:26
Bionics entails the engineering
of extreme interfaces.
of extreme interfaces.
96
254186
3184
Бионика сопряжена
с разработкой новейших узлов связи.
с разработкой новейших узлов связи.
04:29
There's three extreme interfaces in my bionic limbs:
97
257370
2910
В моих бионических ногах
три новейших узла связи:
три новейших узла связи:
04:32
mechanical, how my limbs are attached
98
260280
2240
механический — для соединения ног
04:34
to my biological body;
99
262520
2099
с телом;
04:36
dynamic, how they move like flesh and bone;
100
264619
3323
динамический — для движения
подобно ногам из плоти и костей;
подобно ногам из плоти и костей;
04:39
and electrical, how they communicate
101
267942
1274
и электрический — для взаимодействия
04:41
with my nervous system.
102
269216
1596
с нервной системой.
04:42
I'll begin with mechanical interface.
103
270812
2840
Я начну с механического узла связи.
04:45
In the area of design, we still do not understand
104
273652
3124
В сфере проектирования
мы всё ещё не знаем,
мы всё ещё не знаем,
04:48
how to attach devices to the body mechanically.
105
276776
4132
как механически
прикреплять к телу устройства.
прикреплять к телу устройства.
04:52
It's extraordinary to me that in this day and age,
106
280908
3346
Я изумлён, что в наше время
04:56
one of the most mature, oldest technologies
107
284254
2148
мы, пользуясь одной из развитых
и старейших технологий
и старейших технологий
04:58
in the human timeline, the shoe,
108
286402
2259
в истории человечества — обувью —
05:00
still gives us blisters.
109
288661
2363
всё ещё страдаем от мозолей.
05:03
How can this be?
110
291024
1466
Как такое возможно?
05:04
We have no idea how to attach things to our bodies.
111
292490
3573
Мы не представляем,
как прикреплять что-либо к телу.
как прикреплять что-либо к телу.
05:08
This is the beautifully lyrical design work
112
296063
2923
Вот трогательно красивый эскиз
05:10
of Professor Neri Oxman at the MIT Media Lab,
113
298986
2752
профессора Нери Оксман
из «Медиа Лаб» при MIT,
из «Медиа Лаб» при MIT,
05:13
showing spatially varying exoskeletal impedances,
114
301738
3257
участки экзоскелета
с различным сопротивлением
с различным сопротивлением
05:16
shown here by color variation
115
304995
1907
показаны изменениями в цвете
05:18
in this 3D-printed model.
116
306902
2522
на 3D-модели.
05:21
Imagine a future where clothing
117
309424
1888
Представьте будущее,
когда одежда будет
когда одежда будет
05:23
is stiff and soft where you need it,
118
311312
2844
жёсткой или мягкой — там, где и когда
05:26
when you need it, for optimal support and flexibility,
119
314156
3474
это будет нужно, чтобы лучшим образом
обеспечивать поддержку и подвижность,
обеспечивать поддержку и подвижность,
05:29
without ever causing discomfort.
120
317630
2314
и всё это без причинения неудобства.
05:31
My bionic limbs are attached to my biological body
121
319944
3208
Мои бионические ноги прикреплены к телу
05:35
via synthetic skins
122
323152
2081
посредством синтетической кожи,
05:37
with stiffness variations
123
325233
2030
в которой изменения в жёсткости
05:39
that mirror my underlying tissue biomechanics.
124
327263
4698
отражают биомеханику подлежащих тканей.
05:43
To achieve that mirroring,
125
331961
1350
Чтобы достичь подобного отражения,
05:45
we first developed a mathematical model
126
333311
2127
мы сначала разработали
математическую модель
математическую модель
05:47
of my biological limb.
127
335438
1576
моей ноги.
05:49
To that end, we used imaging tools such as MRI
128
337014
3134
С этой целью мы использовали
средства визуализации типа МРТ,
средства визуализации типа МРТ,
05:52
to look inside my body
129
340148
1668
что позволило
заглянуть внутрь моего тела,
заглянуть внутрь моего тела,
05:53
to figure out the geometries and locations
130
341816
2130
чтобы вычислить очертания и расположение
05:55
of various tissues.
131
343946
1557
различных тканей.
05:57
We also took robotic tools.
132
345503
1646
Мы также применяли
роботизированные инструменты.
роботизированные инструменты.
05:59
Here's a 14-actuator circle
133
347149
2473
Вот 14-приводное кольцо,
06:01
that goes around the biological limb.
134
349622
2943
которое устанавливается на ногу.
06:04
The actuators come in, find the surface of the limb,
135
352565
2655
Исполнительные приводы включаются,
опускаются на поверхность ноги,
опускаются на поверхность ноги,
06:07
measure its unloaded shape,
136
355220
2399
измеряют её расслабленную форму,
06:09
and then they push on the tissues
137
357619
1599
а затем нажимают на ткани,
06:11
to measure tissue compliances
138
359218
2054
чтобы определить эластичность тканей
06:13
at each anatomical point.
139
361272
2077
в каждой анатомической точке.
06:15
We combine these imaging and robotic data
140
363349
2524
Мы объединили данные
от визуализации и исследования роботом
от визуализации и исследования роботом
06:17
to build a mathematical description
141
365873
1464
и построили математическое описание
06:19
of my biological limb, shown on the left.
142
367337
1852
моей ноги — эскиз слева.
06:21
You see a bunch of points, or nodes.
143
369189
1949
Вы видите группы точек, или узлов.
06:23
At each node, there's a color that
represents tissue compliance.
represents tissue compliance.
144
371138
2979
В каждом узле цветом
показана эластичность ткани.
показана эластичность ткани.
06:26
We then do a mathematical transformation
145
374117
2003
Затем мы математически преобразовали
06:28
to the design of the synthetic skin
146
376120
2120
данные в эскиз синтетической кожи,
06:30
shown on the right,
147
378240
1591
показанный справа,
06:31
and we've discovered optimality is
148
379831
2059
и мы обнаружили,
что лучше всего будет,
что лучше всего будет,
06:33
where the body is stiff, the
synthetic skin should be soft,
synthetic skin should be soft,
149
381890
3242
если там, где тело жёсткое,
синтетическая кожа будет мягкой,
синтетическая кожа будет мягкой,
06:37
where the body is soft,
the synthetic skin is stiff,
the synthetic skin is stiff,
150
385132
3716
а где тело мягкое,
синтетическая кожа будет жёсткой,
синтетическая кожа будет жёсткой,
06:40
and this mirroring occurs
151
388848
1146
и такое отражение происходит
06:41
across all tissue compliances.
152
389994
2431
по всей глубине эластичности тканей.
06:44
With this framework,
153
392425
1728
На этой основе
06:46
we produced bionic limbs
154
394153
1219
мы создали бионические ноги,
06:47
that are the most comfortable limbs I've ever worn.
155
395372
3591
которые удобнее всех тех,
которыми я когда-либо пользовался.
которыми я когда-либо пользовался.
06:50
Clearly in the future,
156
398963
1803
Очевидно, что в будущем
06:52
our clothing, our shoes, our braces,
157
400766
3185
нашу одежду, обувь, ортезы
06:55
our prostheses, will no longer be designed
158
403951
2229
и протезы будут конструировать
06:58
and manufactured using artisan strategies,
159
406180
2389
и производить
не при помощи кустарных технологий,
не при помощи кустарных технологий,
07:00
but rather data-driven quantitative frameworks.
160
408569
3166
а с применением количественных схем,
основанных на данных.
основанных на данных.
07:03
In that future, our shoes
161
411735
2171
В таком будущем
07:05
will no longer give us blisters.
162
413906
3078
мозолей из-за обуви больше не будет.
07:08
We're also embedding sensing and smart materials
163
416984
2856
Мы также добавляем
в синтетическую кожу
в синтетическую кожу
07:11
into the synthetic skins.
164
419840
1450
чувствительные и «умные» материалы.
07:13
This is a material
165
421290
1283
Этот материал был разработан
некоммерческим исследовательским институтом
некоммерческим исследовательским институтом
07:14
developed by SRI International, California.
166
422573
3258
SRI International, штат Калифорния.
07:17
Under electrostatic effect, it changes stiffness.
167
425831
3229
Под действием электростатики
он меняет жёсткость.
он меняет жёсткость.
07:21
So under zero voltage, the material is compliant.
168
429060
3638
При нулевом напряжении он эластичен.
07:24
It's floppy like paper.
169
432698
1328
Он свисает свободно, как лист бумаги.
07:26
Then the button's pushed, a voltage is applied,
170
434026
2225
Кнопка нажата — появляется напряжение,
07:28
and it becomes stiff as a board.
171
436251
3690
и материал становится жёстким как доска.
07:33
We embed this material into the synthetic skin
172
441533
2805
Мы внедрили
этот материал в синтетическую кожу,
этот материал в синтетическую кожу,
07:36
that attaches my bionic limb to my biological body.
173
444338
3133
с помощь которой
бионическая нога присоединяется к телу.
бионическая нога присоединяется к телу.
07:39
When I walk here,
174
447471
1411
Когда я иду,
07:40
it's no voltage.
175
448882
1365
напряжения нет.
07:42
My interface is soft and compliant.
176
450247
2067
Механический узел связи
мягкий и податливый.
мягкий и податливый.
07:44
The button's pushed, voltage is applied,
177
452314
1528
Кнопка нажата, появляется напряжение —
07:45
and it stiffens,
178
453842
1392
и он твердеет,
07:47
offering me a greater maneuverability
179
455234
1457
что даёт мне бо́льшую подвижность
07:48
of the bionic limb.
180
456691
2138
бионической ноги.
07:50
We're also building exoskeletons.
181
458829
1946
Мы также создаём экзоскелеты.
07:52
This exoskeleton becomes stiff and soft
182
460775
2832
Экзоскелет становится твёрже или мягче
07:55
in just the right areas of the running cycle
183
463607
2371
в нужных местах, чтобы во время бега
07:57
to protect the biological joints
184
465978
1852
защитить суставы бегуна
07:59
from high impacts and degradation.
185
467830
2906
от сильных ударов и разрушения.
08:02
In the future, we'll all be wearing exoskeletons
186
470736
2711
В будущем все будут носить экзоскелеты,
08:05
in common activities such as running.
187
473447
3288
выполняя вполне
обыденные действия — бегая, например.
обыденные действия — бегая, например.
08:08
Next, dynamic interface.
188
476735
1641
Итак, теперь о динамическом узле связи.
08:10
How do my bionic limbs move like flesh and bone?
189
478376
3122
Как бионические ноги двигаются
подобно ногам из плоти и костей?
подобно ногам из плоти и костей?
08:13
At my MIT lab, we study how humans
190
481498
2521
В моей лаборатории при MIT
мы изучаем, каким образом
мы изучаем, каким образом
08:16
with normal physiologies stand, walk and run.
191
484019
2876
стоят, ходят и бегают
люди с нормальной физиологией.
люди с нормальной физиологией.
08:18
What are the muscles doing,
192
486895
1686
Что делают мышцы,
08:20
and how are they controlled by the spinal cord?
193
488581
2729
и как они контролируются спинным мозгом?
08:23
This basic science motivates what we build.
194
491310
2588
Эти фундаментальные знания влияют
на то, что мы разрабатываем.
на то, что мы разрабатываем.
08:25
We're building bionic ankles, knees and hips.
195
493898
2582
Мы создаём
бионические лодыжки, колени и бёдра.
бионические лодыжки, колени и бёдра.
08:28
We're building body parts from the ground up.
196
496480
2919
Мы создаём части тела с нуля.
08:31
The bionic limbs that I'm wearing are called BiOMs.
197
499399
3642
Бионические ноги,
которые я ношу, называются «биомы».
которые я ношу, называются «биомы».
08:35
They've been fitted to nearly 1,000 patients,
198
503041
3582
Их носят примерно 1 000 пациентов,
08:38
400 of which have been U.S. wounded soldiers.
199
506623
3282
из них 400 человек — раненые солдаты США.
08:41
How does it work? At heel
strike, under computer control,
strike, under computer control,
200
509905
2892
Как они работают?
При ударе пятки, благодаря компьютеру,
При ударе пятки, благодаря компьютеру,
08:44
the system controls stiffness
201
512797
2146
система определяет уровень жёсткости,
08:46
to attenuate the shock of the limb hitting the ground.
202
514943
3169
чтобы смягчить
соприкосновение ноги с полом.
соприкосновение ноги с полом.
08:50
Then at mid-stance, the bionic limb outputs
203
518112
2260
В средней позиции
бионическая нога прикладывает
бионическая нога прикладывает
08:52
high torques and powers to lift the person
204
520372
2859
высокий вращающий момент и приподнимает
08:55
into the walking stride,
205
523231
1408
человека для шага вперёд —
08:56
comparable to how muscles work in the calf region.
206
524639
4019
это можно сравнить с тем,
как работают икроножные мышцы.
как работают икроножные мышцы.
09:00
This bionic propulsion is very important
207
528658
2594
Этот бионический импульс очень важен
09:03
clinically to patients.
208
531252
1425
для пациентов.
09:04
So, on the left you see the bionic device
209
532677
1685
Слева вы видите женщину
09:06
worn by a lady --
210
534362
1566
с бионическим протезом,
09:07
on the right a passive device worn by the same lady
211
535928
2959
справа — она же с пассивным протезом,
09:10
that fails to emulate normal muscle function --
212
538887
2508
который не способен повторить
нормальную мышечную деятельность,
нормальную мышечную деятельность,
09:13
enabling her to do something
213
541395
2405
поэтому женщине не удаётся то,
09:15
everyone should be able to do,
214
543800
1640
что должно быть доступно каждому:
09:17
go up and down their steps at home.
215
545440
1799
подниматься и спускаться дома по лестнице.
09:19
Bionics also allows for extraordinary athletic feats.
216
547239
3521
Бионика также позволяет рассчитывать
на выдающиеся спортивные достижения.
на выдающиеся спортивные достижения.
09:22
Here's a gentleman running up a rocky pathway.
217
550760
4784
Мужчина бежит вверх по каменистой тропе.
09:27
This is Steve Martin, not the comedian,
218
555544
2587
Его зовут Стив Мартин,
это не знаменитый актёр,
это не знаменитый актёр,
09:30
who lost his legs in a bomb blast in Afghanistan.
219
558131
3943
а солдат, потерявший ноги
во время взрыва бомбы в Афганистане.
во время взрыва бомбы в Афганистане.
09:34
We're also building exoskeletal structures
220
562074
3009
Мы создаём экзоскелетные устройства,
09:37
using these same principles
221
565083
1835
которые работают
на тех же самых принципах,
на тех же самых принципах,
09:38
that wrap around a biological limb.
222
566918
2972
что и здоровые ноги.
09:41
This gentleman does not have
223
569890
2698
У этого человека нет
09:44
any leg condition, any disability.
224
572588
2958
никаких повреждений в ногах,
09:47
He has a normal physiology,
225
575546
1903
У него нормальное физическое здоровье,
09:49
so these exoskeletons are applying
226
577449
2055
и эти устройства прикладывают
09:51
muscle-like torques and powers
227
579504
2767
такой же вращающий момент, что и мышцы,
09:54
so that his own muscles need not apply
228
582271
2171
чтобы его мышцам не надо было прикладывать
09:56
those torques and powers.
229
584442
2451
этих усилий.
09:58
This is the first exoskeleton in history
230
586893
2612
Это первый в истории экзоскелет,
10:01
that actually augments human walking.
231
589505
2632
увеличивающий эффективность ходьбы.
10:04
It significantly reduces metabolic cost.
232
592137
3193
Благодаря ему
снижаются энергетические затраты.
снижаются энергетические затраты.
10:07
It's so profound in its augmentation
233
595330
2655
Увеличение эффективности столь велико,
10:09
that when a normal, healthy person
234
597985
1602
что когда обычный здоровый человек
10:11
wears the device for 40 minutes
235
599587
1765
носит устройство в течение 40 минут,
10:13
and then takes it off,
236
601352
1659
а затем снимает его,
10:15
their own biological legs
237
603011
1636
то собственные здоровые ноги
10:16
feel ridiculously heavy and awkward.
238
604647
3035
кажутся ему тяжёлыми и неуклюжими.
10:19
We're beginning the age in which
239
607682
1941
Мы на пороге эпохи, когда
10:21
machines attached to our bodies
240
609623
1851
укреплённые на теле механизмы
10:23
will make us stronger and faster
241
611474
1824
будут делать нас более сильными, быстрыми,
10:25
and more efficient.
242
613298
2130
а также более умелыми.
10:27
Moving on to electrical interface,
243
615428
1686
Каким образом мои бионические ноги,
10:29
how do my bionic limbs communicate
244
617114
1423
управляемые электрическим узлом связи,
10:30
with my nervous system?
245
618537
1917
взаимодействуют с моей нервной системой?
10:32
Across my residual limb are electrodes
246
620454
2063
К остаткам моей ноги
прикреплены электроды,
прикреплены электроды,
10:34
that measure the electrical pulse of my muscles.
247
622517
2608
которые измеряют
электрические мышечные импульсы.
электрические мышечные импульсы.
10:37
That's communicated to the bionic limb,
248
625125
2104
Импульсы передаются на бионическую ногу,
10:39
so when I think about moving my phantom limb,
249
627229
2745
так что, когда я думаю о том,
чтобы пошевелить моей фантомной ногой,
чтобы пошевелить моей фантомной ногой,
10:41
the robot tracks those movement desires.
250
629974
3766
робот отслеживает желаемые движения.
10:45
This diagram shows fundamentally
251
633740
1717
Эта схема показывает главные моменты
10:47
how the bionic limb is controlled,
252
635457
2829
управления бионической ногой,
10:50
so we model the missing biological limb,
253
638286
2678
так что мы смоделировали отнятую ногу
10:52
and we've discovered what reflexes occurred,
254
640964
2764
и обнаружили,
какие рефлексы задействованы,
какие рефлексы задействованы,
10:55
how the reflexes of the spinal cord
255
643728
1500
как рефлексы спинного мозга
10:57
are controlling the muscles,
256
645228
1808
управляют мышцами,
10:59
and that capability is embedded
257
647036
2699
и добавили эту возможность
11:01
in the chips of the bionic limb.
258
649735
3006
в микросхемы в бионической ноге.
11:04
What we've done, then, is we modulate
259
652741
1969
Нами была отрегулирована
11:06
the sensitivity of the reflex,
260
654710
2086
чувствительность рефлекса —
11:08
the modeled spinal reflex,
261
656796
1712
смоделированного спинного рефлекса —
11:10
with the neural signal,
262
658508
1511
при помощи сигнала от нервной системы,
11:12
so when I relax my muscles in my residual limb,
263
660019
3546
так что, когда я расслабляю остаток ноги,
11:15
I get very little torque and power,
264
663565
2668
образуется слабый вращающий момент,
11:18
but the more I fire my muscles,
265
666233
1552
но чем сильнее я напрягаю мышцы,
11:19
the more torque I get,
266
667785
1396
тем сильнее вращающий момент,
11:21
and I can even run.
267
669181
2543
и я даже могу бегать.
11:23
And that was the first demonstration
268
671724
1638
Это была первая демонстрация
11:25
of a running gait under neural command.
269
673362
3545
бега трусцой по нейронной команде.
11:28
Feels great.
270
676907
1513
Ощущения великолепные.
11:30
(Applause)
271
678420
3976
(Аплодисменты)
11:35
We want to go a step further.
272
683555
2003
Мы хотим продвинуться ещё дальше.
11:37
We want to actually close the loop
273
685558
2860
Мы желаем стереть границу
11:40
between the human and the bionic external limb.
274
688418
3723
между живой и бионической ногой.
11:44
We're doing experiments where we're growing
275
692141
1723
Мы проводим эксперименты по выращиванию
11:45
nerves, transected nerves,
276
693864
2045
нервов, рассечённых нервов,
11:47
through channels, or micro-channel rays.
277
695909
2122
в каналах, или в лучевых микроканалах.
11:50
On the other side of the channel,
278
698031
1816
На другой стороне канала
11:51
the nerve then attaches to cells,
279
699847
2353
нерв присоединяется к клеткам,
11:54
skin cells and muscle cells.
280
702200
2506
клеткам кожи и мышц.
11:56
In the motor channels we can sense
281
704706
2597
В двигательных каналах возникает сигнал
11:59
how the person wishes to move.
282
707303
1767
движения, которое хочет сделать человек.
12:01
That can be sent out wirelessly to the bionic limb,
283
709070
2975
Сигнал посылается
по беспроводной связи в бионическую ногу,
по беспроводной связи в бионическую ногу,
12:04
then sensors on the bionic limb
284
712045
2449
затем рецепторы на бионической ноге
12:06
can be converted to stimulations
285
714494
2646
могут преобразовать сигнал в раздражение
12:09
in adjacent channels, sensory channels.
286
717140
2550
в соседних каналах, нервных каналах.
12:11
So, when this is fully developed
287
719690
1881
Когда разработка
будет полностью завершена
будет полностью завершена
12:13
and for human use,
288
721571
2399
и будет готова для использования,
12:15
persons like myself will not only have
289
723970
2660
у людей, подобных мне, будут
12:18
synthetic limbs that move like flesh and bone,
290
726630
3184
искусственные ноги, которые
не только двигаются как настоящие,
не только двигаются как настоящие,
12:21
but actually feel like flesh and bone.
291
729814
4116
но и ощущаются живыми.
12:25
This video shows Lisa Mallette
292
733930
2264
На этой записи мы видим Лизу Маллетт,
12:28
shortly after being fitted with two bionic limbs.
293
736194
2872
недавно вставшую на бионические ноги.
12:31
Indeed, bionics is making
294
739066
1972
В самом деле, благодаря бионике
12:33
a profound difference in people's lives.
295
741038
2199
жизнь людей кардинально меняется.
12:35
(Video) Lisa Mallette: Oh my God.
296
743237
4061
(Видеозапись) Лиза Маллетт: «О боже!
12:39
Oh my God, I can't believe it.
297
747298
4847
О боже, поверить не могу.
12:44
It's just like I've got a real leg.
298
752145
4193
Словно у меня живая нога.
12:48
Now, don't start running.
299
756338
1862
Так, не беги».
12:50
Man: Now turn around,
300
758230
1512
Мужчина: «Теперь повернись
12:51
and do the same thing walking up.
301
759742
1668
и точно так же иди в гору.
12:53
Walk up, get on your heel to toe,
302
761410
1936
Иди вверх, с пятки на носок,
12:55
like you would normally just walk on level ground.
303
763346
1540
как обычно ходят по ровному участку.
12:56
Try to walk right up the hill.
304
764886
2703
Постарайся идти в гору».
13:01
LM: Oh my God.
305
769083
2616
Лиза: «О боже».
13:03
Man: Is it pushing you up?
306
771699
1389
Мужчина: «Тебя подталкивает вверх?»
13:05
LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it.
307
773088
5197
Лиза: «Да! Я даже описать этого не могу».
13:10
Man: It's pushing you right up.
308
778285
2324
Мужчина: «Тебя подталкивает точно вверх».
13:12
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the center's —
309
780609
2571
На следующей неделе я поеду в Центр...
13:15
(Applause) Thank you, thank you.
310
783180
4305
(Аплодисменты) Спасибо, спасибо.
13:19
Thank you. Next week I'm visiting
311
787485
2357
Спасибо всем. На следующей неделе я поеду
13:21
the Center for Medicare and Medicaid Services,
312
789842
2812
в Центр «Медикэр и медикейд сервисиз»,
[подразделение Министерства здравоохранения]
[подразделение Министерства здравоохранения]
13:24
and I'm going to try to convince CMS
313
792654
2657
и я собираюсь убедить Центр
13:27
to grant appropriate code language and pricing
314
795311
2589
назначить подходящий языковой код и цену,
13:29
so this technology can be made available
315
797900
1952
чтобы эта технология стала доступной
13:31
to the patients that need it.
316
799852
2633
тем, кому она необходима.
13:34
Thank you. (Applause)
317
802485
5222
Спасибо всем. (Аплодисменты)
13:39
It's not well appreciated, but over half
318
807707
1897
Не все это хорошо понимают,
но свыше половины населения
но свыше половины населения
13:41
of the world's population
319
809604
1979
всего мира
13:43
suffers from some form of cognitive,
320
811583
2091
страдает от какого-либо типа расстройства:
13:45
emotional, sensory or motor condition,
321
813674
2585
познавательного, эмоционального,
чувствительного или двигательного,
чувствительного или двигательного,
13:48
and because of poor technology,
322
816259
1662
и из-за слабой развитости технологий
13:49
too often, conditions result in disability
323
817921
2592
слишком часто
расстройство переходит в инвалидность
расстройство переходит в инвалидность
13:52
and a poorer quality of life.
324
820513
2298
и приводит к ухудшению жизни.
13:54
Basic levels of physiological function
325
822811
2393
Базовые физиологические функции
13:57
should be a part of our human rights.
326
825204
2642
должны стать частью прав человека.
13:59
Every person should have the right
327
827846
1970
У каждого человека должно быть право
14:01
to live life without disability
328
829816
1888
жить без инвалидности —
14:03
if they so choose --
329
831704
2015
если они так решат —
14:05
the right to live life without severe depression;
330
833719
2803
право жить без жестокой депрессии,
14:08
the right to see a loved one
331
836522
1373
право видеть любимых —
14:09
in the case of seeing impaired;
332
837895
2234
для слабовидящих;
14:12
or the right to walk or to dance,
333
840129
1913
или право ходить и танцевать —
14:14
in the case of limb paralysis
334
842042
1488
для парализованных
14:15
or limb amputation.
335
843530
1747
или потерявших конечности.
14:17
As a society, we can achieve these human rights
336
845277
3807
Всем обществом
мы можем добиться этих прав,
мы можем добиться этих прав,
14:21
if we accept the proposition
337
849084
2328
если примем утверждение,
14:23
that humans are not disabled.
338
851412
3977
что эти люди не неполноценны.
14:27
A person can never be broken.
339
855389
2803
Человека невозможно сломать.
14:30
Our built environment, our technologies,
340
858192
3007
Созданное окружение, наши технологии —
14:33
are broken and disabled.
341
861199
1899
вот они неисправны и неполноценны.
14:35
We the people need not accept our limitations,
342
863098
3024
Нам нужно не принимать наши ограничения,
14:38
but can transcend disability
343
866122
2231
а преодолевать их,
14:40
through technological innovation.
344
868353
1868
пользуясь технологическими новшествами.
14:42
Indeed, through fundamental advances
345
870221
1867
В самом деле, благодаря коренным успехам
14:44
in bionics in this century,
346
872088
1870
бионики в этом столетии,
14:45
we will set the technological foundation
347
873958
2523
мы создадим технологическое основание
14:48
for an enhanced human experience,
348
876481
1972
для усовершенствования
человеческого существования
человеческого существования
14:50
and we will end disability.
349
878453
2702
и победим инвалидность.
14:53
I'd like to finish up with one more story,
350
881155
2300
Закончить я бы хотел ещё одной историей,
14:55
a beautiful story,
351
883455
1764
красивой историей,
14:57
the story of Adrianne Haslet-Davis.
352
885219
2686
историей Адрианны Хаслет-Дэвис.
14:59
Adrianne lost her left leg
353
887905
1991
Адрианна потеряла левую ногу
15:01
in the Boston terrorist attack.
354
889896
2666
в теракте во время Бостонского марафона.
15:04
I met Adrianne when this photo was taken
355
892562
1679
Это фотография с первой нашей встречи
15:06
at Spaulding Rehabilitation Hospital.
356
894241
2350
в Реабилитационной больнице Сполдинг.
15:08
Adrianne is a dancer, a ballroom dancer.
357
896591
2426
Она — исполнительница бальных танцев.
15:11
Adrianne breathes and lives dance.
358
899017
2911
Она живёт танцами.
15:13
It is her expression. It is her art form.
359
901928
2421
Это её форма самовыражения.
Её род искусства.
Её род искусства.
15:16
Naturally, when she lost her limb
360
904349
2256
Естественно, после потери ноги
15:18
in the Boston terrorist attack,
361
906605
1727
в теракте во время Бостонского марафона
15:20
she wanted to return to the dance floor.
362
908332
2981
она захотела вернуться к танцам.
15:23
After meeting her and driving home in my car,
363
911313
2463
После встречи с ней я ехал домой на машине
15:25
I thought, I'm an MIT professor.
364
913776
2945
и думал: «Я — профессор в MIT.
15:28
I have resources. Let's build her a bionic limb
365
916721
2729
У меня есть возможности.
Создадим для неё бионическую ногу,
Создадим для неё бионическую ногу,
15:31
to enable her to go back to her life of dance.
366
919450
3383
что позволит ей вернуться к танцам».
15:34
I brought in MIT scientists with expertise
367
922833
2638
Я собрал в MIT учёных, имеющих опыт
15:37
in prosthetics, robotics, machine learning
368
925471
2447
в протезировании,
робототехнике, машинном обучении
робототехнике, машинном обучении
15:39
and biomechanics,
369
927918
1311
и биомеханике,
15:41
and over a 200-day research period,
370
929229
2402
и в течение 200-дневного исследования
15:43
we studied dance.
371
931631
1474
мы изучали танец.
15:45
We brought in dancers with biological limbs,
372
933105
3896
Мы пригласили танцоров
со здоровыми ногами,
со здоровыми ногами,
15:49
and we studied how do they move,
373
937001
2665
и мы изучали, как они двигаются,
15:51
what forces do they apply on the dance floor,
374
939666
3500
какие силы прикладывают для движения.
15:55
and we took those data
375
943166
1551
Затем мы взяли эти данные,
15:56
and we put forth fundamental principles of dance,
376
944717
3799
сформулировали основные принципы танца,
16:00
reflexive dance capability,
377
948516
1811
рефлексивные возможности в танце,
16:02
and we embedded that intelligence
378
950327
1525
и вложили эти данные
16:03
into the bionic limb.
379
951852
1822
в бионическую ногу.
16:05
Bionics is not only about making people
380
953674
2276
Благодаря бионике люди не только
16:07
stronger and faster.
381
955950
1461
становятся сильнее и быстрее.
16:09
Our expression, our humanity
382
957411
2342
Наше самовыражение,
наша человеческая суть
наша человеческая суть
16:11
can be embedded into electromechanics.
383
959753
3203
могут быть вложены в электромеханику.
16:14
It was 3.5 seconds
384
962956
3055
За 3,5 секунды
16:18
between the bomb blasts
385
966011
1649
прогремели взрывы бомб
16:19
in the Boston terrorist attack.
386
967660
1786
в теракте во время Бостонского марафона.
16:21
In 3.5 seconds, the criminals and cowards
387
969446
3033
За 3,5 секунды преступники и трусы
16:24
took Adrianne off the dance floor.
388
972479
2982
лишили Адрианну возможности танцевать.
16:27
In 200 days, we put her back.
389
975461
2691
Мы вернули ей
способность танцевать за 200 дней.
способность танцевать за 200 дней.
16:30
We will not be intimidated, brought down,
390
978152
2801
Нас не запугать, не сломать,
16:32
diminished, conquered or stopped
391
980953
2300
не ослабить, не победить и не остановить
16:35
by acts of violence.
392
983253
1808
никакими насильственными действиями.
16:37
(Applause)
393
985061
3693
(Аплодисменты)
16:44
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce
394
992782
2454
Дамы и господа, позвольте представить вам
16:47
Adrianne Haslet-Davis,
395
995236
1918
Адрианну Хаслет-Дэвис,
16:49
her first performance since the attack.
396
997154
2884
она будет выступать впервые после теракта.
16:52
She's dancing with Christian Lightner.
397
1000038
2503
Она танцует с Кристианом Лайтером
16:54
(Applause)
398
1002541
6692
(Аплодисменты)
17:05
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
399
1013579
7391
(Музыка: песня «Ring My Bell»,
исполнитель — Энрике Иглесиас)
исполнитель — Энрике Иглесиас)
17:51
(Applause)
400
1059267
7223
(Аплодисменты)
18:22
Ladies and gentlemen,
401
1090244
1100
Дамы и господа,
18:23
members of the research team,
402
1091344
1618
представляю вам членов
исследовательской команды:
исследовательской команды:
18:24
Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski.
403
1092962
4391
Эллиот Раус и Натан Виллагарей-Карски.
18:29
Elliott and Nathan.
404
1097776
2411
Эллиот и Натан.
18:32
(Applause)
405
1100187
6585
(Аплодисменты)
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