За свръхсилите на Bionic Technologies – Д-р Хю Хер – основател на BionX

[ad_1]

За свръхсилите на Bionic Technologies - Д-р Хю Хер - основател на BionX | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️

Двама млади и изключително талантливи алпинисти по скали и лед тръгнаха да вършат връх Mt. Вашингтон, най-високият връх в североизточната част на САЩ (6 288 фута) и считан за най-опасната малка планина в света, през януари 1982 г. Въпреки внимателното планиране, злополучен обрат във времето накара Хю Хер и неговия приятел Джеф Бацер да слязат от грешната страна на планината, принуден да преходи през сибирските студени нощи, за да не замръзне до смърт. За щастие, на четвъртия ден, местните EMS усилия бяха насочени към мястото, където мъжете се бяха приютили под скала. За съжаление, този инцидент доведе до ампутация на краката на Хер на шест инча под коленете поради гангрена. Батцер също загуби пръстите на краката, левия крак и пръстите на дясната ръка.

Когато говорих с д-р Хер на тазгодишната „Наука в ерата на опита”, Организирана от Dassault Systèmes, той сподели, че едва след като той и приятелят му са стабилизирани, чуват ужасяващата новина: лавина изтрива двама от спасителите им от пътеката, а един от тях, отдаден млад човек на име Алберт Дау, беше починал.

Хер сподели, че изпитва огромно количество срам и вина заради смъртта на Дау и изобщо трябва да бъде спасен, защото това се е чувствало като нарушение на всичко, което той е смятал за свещено като човек на открито и човек. „Толкова от това, което правя, е направено в негова памет: Алберт беше изключителен човек, който беше много отзивчив и съпричастен към другите хора. Би било позор за паметта му, ако просто се откажа. ”

Като предишен елитен алпинист, Хер нямаше представа как може да изглежда бъдещето му, тъй като лекарите и терапевтите му казваха, че никога повече няма да се катери. За Хер обаче беше важно да се занимава с въпроса и веднага след като бяха инсталирани първите му протези, той веднага опита да ги боулдърира. Въпреки мъчителната болка той откри, че наистина може да се изкачи.

Така започват неговите всеотдайни усилия за непрекъснато проектиране и препроектиране на по-добри протези за катерене, до степен, че той отново е на стената като елитен катерач; той регистрира повече от двадесет изкачвания на 5,11 и 5,12, включително едно 5,12 плюс това първо лято на 1982.

По време на разговора си на конференцията д-р Хер сподели, че колега алпинист ядосано е заявил, че изневерява с протези. Той обаче приветства това, тъй като преди всичко презираше съжалението и бе етикиран като смел, а за другите да изпитват ревност или завист заради затруднението му означаваше, че той е конкурентен и го смята за заплаха.

Бързо напред във времето, д-р Хер продължи да спечели магистърска степен от MIT по машиностроене и докторска степен по биофизика от Харвардския университет, след което завърши докторантура по медицински изделия в MIT. Понастоящем д-р Хер е професор в MIT Media Lab, ръководител на изследователската група по биомехатроника и основател на BionX, първоначално стартиран като iWalk през 2006 г. Той също така управлява Центъра за екстремна бионика.

Визиите на д-р Хер включват напредване на човешкото тяло, за да може да постигне нови висоти, и представяне на бъдещи светове с футуристични крайници, в които дизайнът информира биологията. Неговите изследвания и работа са довели до нововъзникваща област на биологията, в която бионичните протези могат да взаимодействат със съществуващата човешка анатомия по начин, при който роботът буквално става част от човека.

Да дадем пример: често ампутацията води до ситуация, при която човекът вече няма проприоцепция, възприемане или осъзнаване на позицията и движението на тялото. В някои случаи човекът продължава да има фантомно съзнание за ампутирания си крайник, така че да чувства, че краката му са залепнали в ски обувка, а мускулите са зашити така, че не могат да се движат.

Д-р Хер прокара иновациите напред по начин, който затваря веригата между мозъка и синтетичната структура и коренно променя начина на ампутиране на крайниците, като се вземе предвид дизайна на новата бионична протеза. Неговото изобретение да направи това е това, което той нарича агонист-антагонист мионеврален интерфейс (AMI). За всяка мускулна двойка има един AMI. Синтетични сензори се добавят към всеки мускул, за да имитират проприоцепция, така че човешкият мозък да информира как се движи роботът, като същевременно получава невронна обратна връзка от робота.

На конференцията д-р Хер представи много интересен пример, свързан с негов приятел, който е имал подобна катастрофа. Благодарение на новия напредък в неговите технологии и техники за хирургична ампутация, синовиалните канали на приятеля му служат като биологични лагери за двойки AMI. Начинът, по който това е приложено, позволява на нервната система да може да усеща физически натоварвания на протезите и да получава допълнителни сигнали. Това дава възможност за симетрия между биологичната и бионичната страна, така че да има както обръщане, така и еверзия на краката. Приятелят на д-р Хер Джим успя да се изкачи по стълбите и само след няколко часа да направи жестове с крак – в даден момент дори да отърси нещо от дъното на обувката. Тъй като мозъкът на Джим получава сигнали, той успява да използва новия си бионичен крайник като част от него, без да е необходимо да съзнава всички сложни движения (особено след като някои гръбначни контроли са неволни). В този случай имаше „неврологично въплъщение“ – където това, което проектираме, става част от нас.

Д-р Хер вижда свят, в който чрез технологиите хората могат да бъдат освободени от това да бъдат възприемани като инвалиди и вместо това да се разглеждат като мощни и способни.

Интервю

Алис Фернг, Журналист: Разкажете ни повече за биониката, която носите и как работи. Имате ли няколко двойки крака?

За свръхсилите на Bionic Technologies - Д-р Хю Хер - основател на BionX | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️

Д-р Хер: Да. Вероятно като когато вляза във всеки от вашите шкафове, виждате много обувки. Когато влезеш в килера ми, виждаш много крака. Същото нещо. Краката, които нося в момента, се наричат ​​„Empower“ – основните проекти за тях бяха направени първо в моята лаборатория на MIT, а след това беше създадено стартиране на MIT. Наскоро немска компания, наречена Ottobock, купи компанията. The Овластете е бил годен за около 3000 души. Половината са ранени войници. Всяко тримесечие и всяка година подхождаме на все повече хора. Това е първият бионичен, глезен на крака, който до известна степен емулира загубените мускули. Повечето протези на глезените на краката са пасивни, както велосипедът е пасивен. Така енергията за придвижване идва на 100% от човека. Това не е вярно при мен – огромното количество енергия за придвижване се осигурява от моята бионика.

Журналист:
Как се справяте с фантомната болка и болезнените невроми?

Д-р Хер: Има прекрасна история за смекчаване на болката. Когато мускулите са динамични, те не атрофират (или намаляват или намаляват с времето), което е важно за комфорта и механичния интерфейс.

Операцията на AMI има предимство извън мозъчния контрол на мехатрониката, което все още не съм споменал: фантомната болка или остатъчната болка се намалява значително или се елиминира с AMI. При предишни ампутационни процедури нервите се режат и се оставят да духат на вятъра, което води до образуване на неврома, което може да бъде много болезнено. Нервите живеят, за да инервират кожи и мускулни клетки, така че трябва да дадете на нерва това, което той иска, или ще бъде проблематично. Хирурзите могат да намалят невромите и да поставят мускулни тела там; има революция в хирургичната сфера с мехатроника.

Журналист: Нека поговорим малко повече за AMI и как това работи. Удивително е как вашият приятел е имал такава страхотна проприоцепция само няколко часа след операцията си. Как влияе AI?

Д-р Хер: Така че вече демонстрирахме обратна връзка за сила и въртящ момент в лабораторията. AMI има две мускули и можете изкуствено да стимулирате мускул A, за да променяте силата върху мускула B. След това с сухожилните органи на Голджи, тогава мозъкът разполага с тази информация за сила.

В облака имате примери за десетки и хиляди други хора – каква е била обратната им връзка в определен ден, позиция и динамика. Можете да бъдете информирани с този много голям набор от данни. Старата идея за телеприсъствие ще стане възможна чрез бионична технология. Ако имаме интерфейси към нашите нерви и можем изкуствено да вложим сила, дори когато няма действителна сила върху мускула, тогава, когато хуманоидът ни овласти и отиде и вдигне тежест в парижката фитнес зала, човекът, който лежи в леглото, всъщност ще почувства щангата . Ужасяващо, знам.

Журналист: Как си представяте протезите на бъдещето?

Д-р Хер: Мисля, че в лабораторията ампутацията до голяма степен ще бъде решена след две десетилетия, ако финансирането продължи. Това, което искам да кажа с това, е, че с ампутация ще можем да възстановим функциите на крайниците и двигателните функции. Отвъд това, разбира се, е увеличаването. Класическата история на уголемяването е, че с хора с протези или екзоскелети всички ние ще бъдем увеличени в бъдеще. Ако пътувате по неравен терен в пустинята, технологията ще знае къде се намирате и ще знае естеството на вашата динамика и стъпки. Представете си, когато преминавате през пътека, преди вас са минали 10 000 души, така че ще има много данни за това как да вървите по тази пътека най-ефективно. Самите ни движения ще бъдат напълно оптимизирани чрез включване в широка база от знания на много други хора, които са преживели същото преживяване. Така че има много примери за това как ще увеличим нещата. Както Aimee Mullins и Viktoria Modesta наскоро демонстрираха, тези бионики могат да бъдат обекти на красотата; те могат да бъдат скулптури, които представят човешката красота или нечовешката красота. Това проучване е много забавно.

Журналист:
Тази технология без съмнение е много скъпа – работите ли за намаляване на разходите?

Д-р Хер: Цената на глезена на крака тук е около $ 30 000 USD; това е солидна цена на автомобила на крак. Както при всички технологии в мащаб, цената ще намалява все повече и повече. Сега търся финансиране за създаване на мобилен протетичен, бионичен автобус – знам, че това е ужасно име – но представете си автомобил, където просто го опаковате с всички видове инструменти за производство и изображения и валидиране. След това можете да шофирате до всички отдалечени райони на света и да изграждате части от тялото на хората точно там. Мисля, че подобен модел може да бъде много евтин и може да достигне до филантропски долари. Търсим финансиране за научни изследвания, за да изградим прототип на тази мобилна платформа.

Журналист:
По време на разговора си показахте бионични обувки – кога те може да се появят на пазара и каква може да е цената?

Д-р Хер: Надявам се много, много скоро. Знаете ли тези ховърбордове? Няма причина това да не е тази ценова точка или по-ниска, ако продавате милиони годишно. $ 400-500 може би. Искам да обединя бионичната наука и технологии с невероятен моден дизайн – и да ги направя не само високо функциониращи, но и естетически завладяващи. Екзоскелетният свят е мястото, където компютрите бяха през 60-те и 70-те години, където бяха наистина големи и грозни и не работеха толкова добре. И визията на Стив Джобс беше, че всички ще имаме компютри в джобовете си и че те ще бъдат естетически приятни. Мисля, че обувката ще бъде първият екзоскелет, който има огромен търговски успех.

Връзка: Уебсайт на BionX …

[ad_2]