Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

المترجم: Tofig Ahmed المدقّق: Mahmoud Aghiorly

So today, I would like to talk with you

اليوم ، أود أن أحدثكم

about bionics,

عن الأعضاء الآلية ،

which is the popular term

وهو المسمى الذي يطلق

for the science of replacing part of a living organism

على علم زراعة جزء من عضو حي

with a mechatronic device, or a robot.

بجهاز ميكاإلكتروني ، أو إنسان آلي

It is essentially

فهو ببساطة

the stuff of life meets machine.

عندما تلتقي الإحتياجات اليومية مع الآلات.

And specifically, I'd like to talk with you

بالتحديد ، أود أن أتحدث عن

about how bionics is evolving

تطور أجهزة الأعضاء الآلية

for people with arm amputations.

للأشخاص المصابين ببتر في عضو الذراع.

This is our motivation.

وذلك هو دافعنا.

Arm amputation causes a huge disability.

البتر في الذراع يسبب إعاقةَ كبيرة.

I mean, the functional impairment is clear.

أعني ، أن العجز الحاصل بسبب الإعاقة واضح.

Our hands are amazing instruments.

فأذرعنا عبارة عن آلات مدهشة.

And when you lose one, far less both,

وإذا فقدت ذراعاَ ، ناهيك عن فقد الذراعين سويةً ،

it's a lot harder to do the things

سيكون من الصعب عليك جداَ القيام بأي وظيفة من الوظائف

we physically need to do.

الطبيعية التي نقوم بها.

There's also a huge emotional impact.

وهناك أيضاَ تأثيرٌ نفسيٌ واضح.

And actually, I spend as much of my time in clinic

وفي الحقيقة ، أقضي معظم أوقاتي في العيادة

dealing with the emotional adjustment of patients

في التعامل مع التحضير النفسي للمرضى

as with the physical disability.

الموازي للإعاقة الجسدية.

And finally, there's a profound social impact.

وأخيراً أيضاَ ، هناك تأثيراتٌ إجتماعيةٌ معقدة.

We talk with our hands.

فنحن نتحدث باستخدام أيدينا.

We greet with our hands.

ونحيي بعضنا باستخدام اليد.

And we interact with the physical world with our hands.

بل نتفاعل مع البيئة المحيطة بنا باستخدام اليدين.

And when they're missing,

وعندما نفقدهما ،

it's a barrier.

يكون هناك حاجز يفصلنا عن كل هذا .

Arm amputation is usually caused by trauma,

تنتج معظم عمليات البتر بسبب حوادث ،

with things like industrial accidents,

مثل الحوادث الصناعية ،

motor vehicle collisions

أو حوادث اصطدام المركبات

or, very poignantly, war.

أو بشكلِ مؤسف ، في الحروب.

There are also some children who are born without arms,

وهناك أيضاَ بعض الأطفال الذين يولدون بدون ذراعين ،

called congenital limb deficiency.

بما يسمى "النقص الخلقي في الأطراف".

Unfortunately, we don't do great

ولسوء الحظ ، فإننا لانبلي جيداً

with upper-limb prosthetics.

في صناعة الأطراف العلوية.

There are two general types.

وهناك نوعان رئيسيان.

They're called body-powered prostheses,

وهي الأطراف الإصطناعية التي يتم السيطرة عليها بواسطة العضلات ،

which were invented just after the Civil War,

والتي تم اختراعها بعد الحرب الأهلية ،

refined in World War I and World War II.

وتم إعادة تطويرها في الحرب العالمية الأولى والثانية.

Here you see a patent

وهنا ترون براءة اختراع

for an arm in 1912.

لذراع في عام 1912.

It's not a lot different

وهي لا تختلف كثيراً

than the one you see on my patient.

عن التي ترونها لدى المرضى لدي.

They work by harnessing shoulder power.

فهي تعمل باستخدام طاقة الكتف

So when you squish your shoulders, they pull on a bicycle cable.

فعندما تضغط على كتفيك ، فأنت تسحب وتراً سلكياً.

And that bicycle cable can open or close a hand or a hook

وذلك الوتر السلكي بإمكانه فتح أو غلق اليد أو الخطاف

or bend an elbow.

أو حتى ثني المرفق.

And we still use them commonly,

ولانزال نستخدمها بكثرة ،

because they're very robust

لأنها متينةٌ جداً

and relatively simple devices.

وهي آلات صغيرةٌ نسبياً.

The state of the art

ولكن التقنية الحديثة

is what we call myoelectric prostheses.

هي الأذرع الإصطناعية التي تعمل بالكهرباء.

These are motorized devices

وهي أجهزة تحمل محركات صغيرة

that are controlled

والتي يتم التحكم بها

by little electrical signals from your muscle.

بواسطة إشارات كهربائية من عضلات الذراع.

Every time you contract a muscle,

ففي كل مرة تنقبض فيها العضلات ،

it emits a little electricity

ترسل إشارات كهربائية صغيرة جداً

that you can record with antennae or electrodes

بإمكاننا إلتقاطها بواسطة هوائي أو أقطاب كهربائية

and use that to operate the motorized prosthesis.

وبالتالي إستعمالها في تشغيل محركات الطرف الإصطناعي.

They work pretty well

وهي تعمل بشكلِ ممتاز

for people who have just lost their hand,

للأشخاص الذين فقدوا للتو أيديهم ،

because your hand muscles are still there.

لأن عضلات اليدين لاتزال تعمل.

You squeeze your hand, these muscles contract.

وإذا أردت ضم اليد ، تنقبض تلك العضلات.

You open it, these muscles contract.

وعند فتحها ، ترتخي العضلات فتفتح اليدين.

So it's intuitive, and it works pretty well.

لذا فهي طبيعيةٌ ، وتعمل بشكلِ جيد.

Well how about with higher levels of amputation?

ولكن ماذا عن البتر في الأجزاء العليا من الأطراف ؟

Now you've lost your arm above the elbow.

إذا فقدت الذراع في جزء ِ أعلى من المرفق.

You're missing not only these muscles,

فأنت لاتفتقد لتلك العضلات فقط ،

but your hand and your elbow too.

بل أنت تفتقد المرفق واليد أيضاً.

What do you do?

ماذا ستفعل ؟

Well our patients have to use

حسناً على المرضى أن يستعملوا

very code-y systems

أنظمةً تتعامل بمتغيرين

of using just their arm muscles

بدلاً من استخدام العضلات فقط

to operate robotic limbs.

لتشغيل الأذرع الآلية.

We have robotic limbs.

فلدينا أذرع آلية متكاملة.

There are several available on the market, and here you see a few.

وهناك العديد منها في السوق ، وترون هنا البعض منها.

They contain just a hand that will open and close,

وهي تحتوي على يد بإمكانها الفتح والغلق ،

a wrist rotator and an elbow.

محرك للرسغ والمرفق.

There's no other functions.

ولكن ليس هناك وظائف أخرى.

If they did, how would we tell them what to do?

وإذا كانت هناك وظائف أخرى ، فكيف سيتم التحكم بها ؟

We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago

لذا بنينا ذراعاً خاصةً بنا في معهد إعادة التأهيل في شيكاغو

where we've added some wrist flexion and shoulder joints

بحيث أضفنا إنثناءً للمعصم و مفاصل الكتف

to get up to six motors, or six degrees of freedom.

لنحصل على ستة محركات ، أو ست درجات من حرية الحركة.

And we've had the opportunity to work with some very advanced arms

وحصلنا على فرصة للعمل على أحد أحدث الأذرع الإصطناعية

that were funded by the U.S. military, using these prototypes,

والتي مولت من الجيش الأمريكي ، باستخدام تلك النماذج ،

that had up to 10 different degrees of freedom

والتي كان بإمكانها التحرك إلى حد 10 درجات من حرية الحركة

including movable hands.

بما فيها حركات اليد.

But at the end of the day,

ولكن ما يهم حقاً هو ...

how do we tell these robotic arms what to do?

كيف يمكننا أن نخبر تلك الأذرع الآلية كيف تتحرك ؟

How do we control them?

كيف يمكننا التحكم بها ؟

Well we need a neural interface,

حسناً إننا بحاجة إلى واجهة عصبية ،

a way to connect to our nervous system

علينا إيجاد طريقة للربط بالجهاز العصبي

or our thought processes

أو طريقة تفكيرنا

so that it's intuitive, it's natural,

لكي تكون الحركة طبيعية ، وبديهية و عفوية ،

like for you and I.

مثلما هي الحال لديكم ولدي.

Well the body works by starting a motor command in your brain,

حسنا فإن الجسم يعمل بإرسال أوامر التحريك من الدماغ ،

going down your spinal cord,

منتقلةً عن طريق الحبل الشوكي ،

out the nerves and to your periphery.

ومن ثم لنهايات الأعصاب ثم إلى الأطراف.

And your sensation's the exact opposite.

ويعمل الإحساس بطريقةِ معاكسة تماماً.

You touch yourself, there's a stimulus

فعندما تلمس يدك ، هناك تنبيه

that comes up those very same nerves back up to your brain.

يرسل عبر تلك الأعصاب نفسها متجهاً إلى الدماغ.

When you lose your arm, that nervous system still works.

وعندما تفقد ذراعك ، ذلك الجهاز العصبي يكون لايزال يعمل.

Those nerves can put out command signals.

بإمكان تلك الأعصاب إرسال تلك الإشارات.

And if I tap the nerve ending

وإذا لمست نهاية ذلك العصب

on a World War II vet,

لدى جندي من الحرب العالمية الثانية ،

he'll still feel his missing hand.

سيشعر بلمس يده المفقودة.

So you might say,

لذا قد تقولون ،

let's go to the brain

إذاً لنتجه إلى الدماغ

and put something in the brain to record signals,

ولنضع شيئاً ما فيه لنلتقط الإشارات القادمة ،

or in the end of the peripheral nerve and record them there.

أو في طرف الأعصاب ،

And these are very exciting research areas,

وتلك مواضيع بحوثِ مثيرة جداً ،

but it's really, really hard.

ولكنها صعبة ، صعبةٌ جداً.

You have to put in

علينا زرع

hundreds of microscopic wires

المئات من الأسلاك الدقيقة

to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers

لإلتقاط إشارة من خلايا عصبية صغيرة محددة -- بواسطة الألياف العادية

that put out tiny signals

التي تصدر إشاراتِ صغيرة

that are microvolts.

بمقدار جزءِ من المليون جزء من الفولت.

And it's just too hard

وهذا من الصعب جداً

to use now and for my patients today.

إجراءه على المرضى في أيامنا هذه.

So we developed a different approach.

لذا أخذنا بتطوير أسلوبِ آخر.

We're using a biological amplifier

إننا نستخدم مكبراً بيولوجياً

to amplify these nerve signals -- muscles.

لتكبير تلك الإشارات العصبية -- العضلات.

Muscles will amplify the nerve signals

العضلات بإمكانها تكبير الإشارات العصبية

about a thousand-fold,

بما يقارب الألف ضعف ،

so that we can record them from on top of the skin,

حتى نتمكن من إلتقاط الإشارة من على سطح الجلد ،

like you saw earlier.

كما شاهدتم مسبقاً.

So our approach is something we call targeted reinnervation.

لذا فأسلوبنا يدعى بـ"Targeted reinnervation" إعادة توزيع الأعصاب الموجه.

Imagine, with somebody who's lost their whole arm,

تخيلوا أن أحدهم فقد كامل ذراعه ،

we still have four major nerves

لازلنا نملك أربع أعصاب رئيسية

that go down your arm.

التي تمتد إلى الذراع.

And we take the nerve away from your chest muscle

سنزيل الأعصاب التي في الصدر.

and let these nerves grow into it.

ونبدلها بأعصاب الذراع لتنموا هناك.

Now you think, "Close hand," and a little section of your chest contracts.

والآن ، قد ترغب في "إغلاق اليد" وتلاحظ بإنقباض في جزءِ من الصدر.

You think, "Bend elbow,"

أو قد ترغب في "ثني المرفق"

a different section contracts.

فينقبض جزءٌ آخر من الصدر.

And we can use electrodes or antennae

ومن الممكن أن نستخدم الأقطاب أو الهوائي

to pick that up and tell the arm to move.

لإلتقاط تلك الإشارات والتحكم بالذراع الآلي.

That's the idea.

وهذه هي الفكرة.

So this is the first man that we tried it on.

وهذا أول رجلِ قمنا بتجربتها عليه.

His name is Jesse Sullivan.

واسمه "جيسي سوليفان".

He's just a saint of a man --

وهو شخصٌ رائعٌ جداً --

54-year-old lineman who touched the wrong wire

إنه بعمر 54 وهو عامل في أسلاكِ الضغط العالي وقد لمس السلك الخطأ

and had both of his arms burnt so badly

فاحترقت كلتا يديه بالكامل

they had to be amputated at the shoulder.

وكان عليهم بترها من الكتف.

Jesse came to us at the RIC

وقدم إلينا جيسي في معهد إعادة التأهيل

to be fit with these state-of-the-art devices, and here you see them.

لنزرع له تلك الأذرع الآلية المتطورة ، وتشاهدونه هنا.

I'm still using that old technology

لازلت أستخدم هنا تلك التقنية القديمة

with a bicycle cable on his right side.

باستخدام الأوتار السلكية في طرفه الأيمن.

And he picks which joint he wants to move with those chin switches.

وهو يختار أي المفصلين يريد أن يستخدم بواسطة تلك الأزرار في الذقن.

On the left side he's got a modern motorized prosthesis

وفي الجهة اليسرى لديه الذراع الآلية الحديثة

with those three joints,

مع المفاصل الثلاثة ،

and he operates little pads in his shoulder

وهو يُشغل تلك الأوتاد الصغيرة في كتفه

that he touches to make the arm go.

والتي عليه لمسها لجعل الذراع تعمل.

And Jesse's a good crane operator,

وجيسي قائد رافعةِ جيد ،

and he did okay by our standards.

وكان بالفعل جيداً بحسب مقاييسنا ،

He also required a revision surgery on his chest.

وكان يحتاج إلى جراحةِ تجميليةِ في الصدر.

And that gave us the opportunity

وهذا وفر لنا الفرصة المناسبة

to do targeted reinnervation.

لعمل الـ"targeted reinnervation" إعادة توزيع الأعصاب الموجهة.

So my colleague, Dr. Greg Dumanian, did the surgery.

لذا قام زميلي الدكتور "جريج دومانيان" بعمل الجراحة.

First, we cut away the nerve to his own muscle,

أولاً قمنا بإزالة الأعصاب في عضلات صدره ،

then we took the arm nerves

ثم أخذنا أعصاب الذراعين

and just kind of had them shift down onto his chest

ونقلناها إلى عضلات الصدر

and closed him up.

وأقفلنا الصدر.

And after about three months,

وبعد نحو ثلاثة أشهر ،

the nerves grew in a little bit and we could get a twitch.

نمت الأعصاب وحصلنا على انقباضات ضعيفة جداً.

And after six months, the nerves grew in well,

وبعد ستة أشهر ، نمت الأعصاب جيداً ،

and you could see strong contractions.

وكان بإمكاننا رؤية انقباضات قوية.

And this is what it looks like.

وكانت تبدوا هكذا.

This is what happens when Jesse thinks

هذا ما يحدث عندما يرغب جيسي

open and close his hand,

في فتح أو غلق يده ،

or bend or straighten your elbow.

أو ثني المرفق أو مده.

You can see the movements on his chest,

بإمكانكم رؤية الحركة في صدره ،

and those little hash marks

وتلك العلامات المخططة

are where we put our antennae, or electrodes.

هي أماكن زرع الأقطاب أو الهوائيات.

And I challenge anybody in the room

وأتحدى أي شخص في هذه الغرفة

to make their chest go like this.

أن يتمكن من تحريك صدره هكذا.

His brain is thinking about his arm.

ولكن دماغه يفكر بذراعه.

He has not learned how to do this with the chest.

لم يتم تعليمه كيفية عمل ذلك بصدره.

There is not a learning process.

ليس هناك من طريقة لفعل ذلك.

That's why it's intuitive.

ولذلك فإن هذه الطريقة طبيعيةٌ جداً.

So here's Jesse in our first little test with him.

إذاً هذا هو جيسي في أول تجربةِ له.

On the left-hand side, you see his original prosthesis,

في الجهة اليسرى ، ترون ذراعه التقليدية ،

and he's using those switches

ولايزال يستخدم تلك الأزرار

to move little blocks from one box to the other.

ليحرك بعضاً من تلك المكعبات من صندوقِ إلى آخر.

He's had that arm for about 20 months, so he's pretty good with it.

لديه تلك الذراع منذ عشرون شهراً ، فهو معتادٌ عليها.

On the right side,

أما في الجهة اليمنى ،

two months after we fit him with his targeted reinnervation prosthesis --

وبعد شهرين من زرع الذراع الآلية بطريقة إعادة توزيع الأعصاب

which, by the way, is the same physical arm,

والتي هي بالمناسبة نفس الذراع

just programmed a little different --

ولكن تمت برمجتها بطريقةِ مختلفة

you can see that he's much faster

ترون بأنه أسرع بكثير

and much smoother as he moves these little blocks.

و يحرك تلك المكعبات بسلاسةِ أكثر.

And we're only able to use three of the signals at this time.

ونحن الآن نستخدم ثلاثةً من الإشارات فقط.

Then we had one of those little surprises in science.

ثم حدثت تلك إحدى المفاجآت العلمية.

So we're all motivated to get motor commands

كنا متحمسين للحصول على إشاراتِ للأوامر

to drive robotic arms.

لتحريك الأذرع الآلية.

And after a few months,

وبعد عدة أشهر ،

you touch Jesse on his chest,

كلما لمسنا جيسي في صدره ،

and he felt his missing hand.

شعر بلمسةِ في يده المفقودة.

His hand sensation grew into his chest again

فإحساس اليدين نما في صدره مجدداً

probably because we had also taken away a lot of fat,

ربما لأننا أزلنا الكثير من الدهون ،

so the skin was right down to the muscle

لذا فإن جلده كان قريباً جداً من عضلات صدره

and deinnervated, if you would, his skin.

فتغلبت أعصاب الذراع على إحساس الجلد.

So you touch Jesse here, he feels his thumb;

لذا إذا لمست جيسي هنا ، يشعر بالإبهام ،

you touch it here, he feels his pinky.

وإذا لمسته هناك ، يشعر بالخنصر.

He feels light touch

إنه يشعر باللمس الخفيف

down to one gram of force.

لدرجة قوةِ بمقدار جرامِ واحد.

He feels hot, cold, sharp, dull,

يشعر بالحرارة ، والبرودة ، بالأطراف الحادة والملساء ،

all in his missing hand,

يشعر بكل ذلك وكأنه في يده المبتورة ،

or both his hand and his chest,

أو في كليهما ، في يده وصدره ،

but he can attend to either.

بل يستطيع الإحساس بأيِ منهما.

So this is really exciting for us,

لذا فإن هذا مثيرٌ للإهتمام بالنسبة لنا ،

because now we have a portal,

لأننا الآن فتحنا أفقاً جديداً ،

a portal, or a way to potentially give back sensation,

أفقاً ، أو طريقةً جديدة لإعادة الشعور بالإحساس مرةً أخرى ،

so that he might feel what he touches

كي يشعر بالشيء الذي يلمسه

with his prosthetic hand.

بذراعه الآلية.

Imagine sensors in the hand

تخيلوا لو أن هناك حساسات صناعية في اليد

coming up and pressing on this new hand skin.

تنقل الإشارة إلى الصدر وتضغط حيث تلك الماسحات العصبية.

So it was very exciting.

هذا مثيرٌ للإهتمام جداً.

We've also gone on

لذا اتجهنا أيضاً

with what was initially our primary population

إلى الأشخاص الذين كانوا في الأصل محور بحثنا

of people with above-the-elbow amputations.

الأشخاص الذين يعانون من بتر في أعلى المرفق.

And here we deinnervate, or cut the nerve away,

وهنا أعدنا توزيع الأعصاب ، أو قطعنا تلك الأعصاب ،

just from little segments of muscle

من أجزاء صغيرة من العضلات

and leave others alone

وتركنا باقي الأعصاب على حالها

that give us our up-down signals

تلك التي تنقل الإشارات من الأسفل إلى الأعلى وبالعكس

and two others that will give us a hand open and close signal.

ومجموعتين أخريين تغلقان وتفتحان اليدين.

This was one of our first patients, Chris.

وهذا كان مريضنا الأول ، "كريس".

You see him with his original device

ترونه بذراعه التقليدية

on the left there after eight months of use,

في الجهة اليسرى بعد ثمانية أشهر من الإستخدام

and on the right, it is two months.

وفي الجهة اليمنى ، بعد شهرين.

He's about four or five times as fast

إنه أسرع بحوالي أربع أو خمس أضعاف

with this simple little performance metric.

بمقياس هذه التجربة البسيطة.

All right.

حسناً.

So one of the best parts of my job

أحد أفضل اللحظات في عملي

is working with really great patients

هو العمل مع بعض المرضى الرائعين جداً

who are also our research collaborators.

وهم بالفعل معاوني البحوث لدينا.

And we're fortunate today

ونحن محظوظين اليوم

to have Amanda Kitts come and join us.

بحضور "أماندا كيتس" معنا اليوم.

Please welcome Amanda Kitts.

الرجاء الترحيب بأماندا كيتس.

(Applause)

(تصفيق)

So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?

إذاً أماندا ، هلا أخبرتنا كيف فقدت ذراعك ؟

Amanda Kitts: Sure. In 2006, I had a car accident.

أماندا كيتس: بالتأكيد. تعرضت لحادث سيارة في عام 2006.

And I was driving home from work,

وكنت عائدةً إلى المنزل بعد العمل ،

and a truck was coming the opposite direction,

وكانت هناك شاحنة بالإتجاه المعاكس ،

came over into my lane,

واتجهت مباشرةً نحو مساري ،

ran over the top of my car and his axle tore my arm off.

ودهست سيارتي تماماً ومزَق محور عجلاتها ذراعي.

Todd Kuiken: Okay, so after your amputation, you healed up.

تود كويكان: حسناً ، وبعد بتر الذراع شُفيت تماماً.

And you've got one of these conventional arms.

وتحصلت على واحدة من تلك الأذرع التقليدية.

Can you tell us how it worked?

هل تحدثينا عن كيفية عملها ؟

AK: Well, it was a little difficult,

أ.ك.: حسناً ، كانت صعبةً نوعاً ما.

because all I had to work with was a bicep and a tricep.

إذ كان علي العمل بجهد مع عضلتي المرفق.

So for the simple little things like picking something up,

إذ حتى التعامل مع الأشياء البسيطة مثل إلتقاط شيءِ ما ،

I would have to bend my elbow,

كان علي أن أثني المرفق ،

and then I would have to cocontract

ومن ثم علي أن أقلص العضلات

to get it to change modes.

لأغير من وضعِ إلى آخر.

When I did that,

ولتحقيق ذلك ،

I had to use my bicep

كان علي استخدام العضلات العلوية للمرفق

to get the hand to close,

لجعل اليدين في وضع الإغلاق ،

use my tricep to get it to open,

و استخدام العضلات السفلية لجعلها في وضع الفتح ،

cocontract again

ومن ثم تقليص العضلات

to get the elbow to work again.

لتهيئة المرفق للعمل مرةً أخرى.

TK: So it was a little slow?

ت.ك.: إذاً كانت عمليةً بطيئةً نوعاً ما ؟

AK: A little slow, and it was just hard to work.

أ.ك.: بطيئةً نوعاً ما ، وكانت عمليةً مجهدة.

You had to concentrate a whole lot.

كان علي التركيز أكثر.

TK: Okay, so I think about nine months later

ت.ك.: حسناً ، أعتقد أنه بعد تسعة أشهر

that you had the targeted reinnervation surgery,

حصلت على عملية "targeted reinnervation" أو إعادة توزيع الأعصاب الموجه ،

took six more months to have all the reinnervation.

واستغرقنا ستة أشهر إضافية لإتمام كل عمليات إعادة التوزيع.

Then we fit her with a prosthesis.

ومن ثم زرعنا لها الذراع الآلية.

And how did that work for you?

اشرحي لنا كيف كانت تجربتك ؟

AK: It works good.

أ.ك.: عملت بشكلِ جيد.

I was able to use my elbow

أصبحت قادرةً على استخدام مرفقي

and my hand simultaneously.

ويدي في نفس الوقت.

I could work them just by my thoughts.

واستطعت التحكم بها فقط بواسطة تفكيري.

So I didn't have to do any of the cocontracting and all that.

ولم يكن علي استخدام كل تلك الإنقباضات العضلية.

TK: A little faster?

ت.ك.: أسرع نوعاً ما ؟

AK: A little faster. And much more easy, much more natural.

أ.ك.: أسرع نوعاً ما ، وأسهل بكثير ، وطبيعيةً أكثر.

TK: Okay, this was my goal.

ت.ك.: حسناً ، كان ذلك هو هدفي.

For 20 years, my goal was to let somebody

لمدة عشرين عاماً ، كان هدفي أن أجعل شخصاً ما

[be] able to use their elbow and hand in an intuitive way

قادراً على استخدام مرفقه ويده بطريقةِ طبيعيةِ جداً

and at the same time.

وفي نفس الوقت.

And we now have over 50 patients around the world who have had this surgery,

والآن لدينا مايزيد عن الخمسين مريضاً حول العالم أجروا تلك العملية ،

including over a dozen of our wounded warriors

بمن فيهم مايزيد عن الإثني عشر من جنودنا المصابين

in the U.S. armed services.

في الجيش الأمريكي.

The success rate of the nerve transfers is very high.

ونسبة نجاح عمليات نقل الأعصاب مرتفعةٌ جداً.

It's like 96 percent.

إنها تقارب الـ 96 بالمائة.

Because we're putting a big fat nerve onto a little piece of muscle.

لأننا نزرع عصباً كبيراً في جزءِ صغيرِ من العضلات.

And it provides intuitive control.

وذلك يوفر تحكماً طبيعياً.

Our functional testing, those little tests,

وتلك التجارب الوظيفية البسيطة التي نقوم بها ،

all show that they're a lot quicker and a lot easier.

جميعها تثبت بأن تلك الطريقة أسرع بكثير ، وأسهل بكثير.

And the most important thing

وأهم شيءِ في ذلك

is our patients have appreciated it.

أن مرضانا قد أُعجبوا بها.

So that was all very exciting.

لذلك فإن كل هذا مثيرٌ للإهتمام.

But we want to do better.

ولكننا نطمح في المزيد.

There's a lot of information in those nerve signals,

هناك الكثير من المعلومات في إشارات تلك الأعصاب ،

and we wanted to get more.

ونريد أن نحصل على المزيد.

You can move each finger. You can move your thumb, your wrist.

بإمكانكم تحريك كل إصبع ، بإمكانكم تحريك الإبهام ، ومفصل المعصم.

Can we get more out of it?

هل بإمكاننا الحصول على المزيد ؟

So we did some experiments

لذا قمنا ببعض التجارب

where we saturated our poor patients with zillions of electrodes

حيث أغرقنا مرضانا المساكين بعددِ هائلِ من الأقطاب الكهربائية

and then had them try to do two dozen different tasks --

ومن ثم طلبنا منهم القيام بالكثير من المهام --

from wiggling a finger to moving a whole arm

من ثني إصبع إلى تحريك ذراعِ كامل

to reaching for something --

للوصول إلى شيءِ ما --

and recorded this data.

وقمنا بالتقاط الإشارات.

And then we used some algorithms

ومن ثم استخدمنا بعضاً من الخوارزميات

that are a lot like speech recognition algorithms,

والتي تشبه خوارزميات التعرف على النطق ،

called pattern recognition.

والتي تدعى بـ"pattern recognition" أو التعرف على النمط.

See.

شاهدوا.

(Laughter)

(ضحك)

And here you can see, on Jesse's chest,

هنا يمكنكم رؤية ، على صدر جيسي ،

when he just tried to do three different things,

عندما كان يحاول القيام بثلاث مهام مختلفة ،

you can see three different patterns.

بإمكانكم ملاحظة ثلاثة أنماط مختلفة.

But I can't put in an electrode

ولكن لا يمكنني وضع قطبِ كهربائي

and say, "Go there."

وأطلب منه التحكم به.

So we collaborated with our colleagues in University of New Brunswick,

لذلك تعاونا مع الزملاء في جامعة "New Brunswick"

came up with this algorithm control,

و خلصنا إلى خوارزميات التحكم تلك ،

which Amanda can now demonstrate.

والتي تستطيع أماندا توضيحها الآن.

AK: So I have the elbow that goes up and down.

أ.ك.: إذاً لدي المرفق الذي بإمكانه التحرك إلى الأعلى والأسفل.

I have the wrist rotation

وأستطيع أيضاً تدوير المعصم

that goes -- and it can go all the way around.

الذي بإمكانه -- ويستطيع أيضاً أن يدور دورةً كاملة.

And I have the wrist flexion and extension.

وأستطيع أيضاً ثني المعصم أو بسطه.

And I also have the hand closed and open.

وأستطيع أيضاً غلق أو فتح اليد.

TK: Thank you, Amanda.

ت.ك.: شكراً لكِ ، أماندا.

Now this is a research arm,

والآن هذه عبارة عن ذراع في طور البحوث ،

but it's made out of commercial components from here down

ولكنها مصنوعة من مواد متوفرة في كل مكان

and a few that I've borrowed from around the world.

وبعضاً من المواد القليلة التي استعرتها من انحاء مختلفة من العالم.

It's about seven pounds,

إنها تزن حوالي سبع باوندات ،

which is probably about what my arm would weigh

وذلك مايقارب وزن ذراعي

if I lost it right here.

إذا بُترت من هنا.

Obviously, that's heavy for Amanda.

ومن الواضح ، أن هذا ثقيلٌ على أماندا.

And in fact, it feels even heavier,

وفي الحقيقة ، إنها تبدوا أثقل ،

because it's not glued on the same.

لأنها ليست ملتصقةً تماماً.

She's carrying all the weight through harnesses.

بل إنها تحمل مجمل الثقل من خلال تطويع كتفها.

So the exciting part isn't so much the mechatronics,

لذا فإن الجزء المُدهش فيها ليست الأجزاء الميكاإلكترونية ،

but the control.

ولكن أسلوب التحكم.

So we've developed a small microcomputer

إذ أننا طورنا جهاز كمبيوتر صغيرِ جداً

that is blinking somewhere behind her back

والذي يُومض في مكانِ ما خلف ظهرها

and is operating this

وهو يشغل هذه الذراع

all by the way she trains it

وبالطريقة التي تدربه هي عليها

to use her individual muscle signals.

لتستخدم إشارات عضلاتها.

So Amanda, when you first started using this arm,

إذاً أماندا ، عندما بدأت باستخدام هذه الذراع ،

how long did it take to use it?

كم استغرقت من الوقت لإستخدامها ؟

AK: It took just about probably three to four hours

أ.ك.: استغرق ذلك حوالى ثلاث إلى أربع ساعات

to get it to train.

لتدريب الذراع.

I had to hook it up to a computer,

كان علي توصيلها بالكمبيوتر ،

so I couldn't just train it anywhere.

إذ لا يمكن تدريبها في أي مكان.

So if it stopped working, I just had to take it off.

لذا فإذا توقفت عن العمل ، علي فصلها.

So now it's able to train

أما الآن فيمكن تدريبها

with just this little piece on the back.

بوجود ذلك الجهاز الصغير في الخلف.

I can wear it around.

بإمكاني إرتداءه في كل مكان.

If it stops working for some reason, I can retrain it.

وإذا توقف عن العمل لسببِ ما ، يمكنني إعادة تدريبه.

Takes about a minute.

يستغرق ذلك حوالي دقيقة واحدة.

TK: So we're really excited,

ت.ك.: لذا فنحن متحمسون جداً ،

because now we're getting to a clinically practical device.

لأنه بإمكاننا الآن الحصول على جهازِ طبي عملي.

And that's where our goal is --

وهذه هو محور هدفنا --

to have something clinically pragmatic to wear.

الحصول على جهازِ طبي يمكن برمجته وارتداءه.

We've also had Amanda able to use

وسمحنا لأماندا أيضاً تجربة

some of our more advanced arms that I showed you earlier.

بعضاّ من الأذرعة الآلية المتطورة والتي شاهدتموها مسبقاً.

Here's Amanda using an arm made by DEKA Research Corporation.

ها هي أماندا تستخدم ذراعاً من صناعة شركة "DEKA" للبحوث.

And I believe Dean Kamen presented it at TED a few years ago.

وأعتقد بأن "دين كامين" قدمها إليكم في TED قبل بضعة سنوات.

So Amanda, you can see,

وكما ترون ، لدى أماندا

has really good control.

سيطرةٌ جيدة في التحكم.

It's all the pattern recognition.

كل ذلك باستخدام تقنية التعرف على الأنماط.

And it now has a hand that can do different grasps.

والآن إنها تملك يداً بإمكانها الإمساك بطرق مختلفة.

What we do is have the patient go all the way open

ما نفعله هو أننا نتيح للمريض التفكير بحرية

and think, "What hand grasp pattern do I want?"

"بأيَ طريقةِ يريد الإمساك ؟"

It goes into that mode,

ومن ثم يتم الربط بين ذلك النمط وطريقة الإمساك ،

and then you can do up to five or six different hand grasps with this hand.

ثم يمكنكم القيام بخمس أو حتى ستة طرق مختلفة للإمساك بالأشياء.

Amanda, how many were you able to do with the DEKA arm?

أماندا ، كم من الطرق أمكنك القيام بالمسك بواسطة ذراع DEKA ؟

AK: I was able to get four.

أ.ك.: كنت قادرةً على عمل أربع طرق مختلفة.

I had the key grip, I had a chuck grip,

استطعت الإمساك بالمفاتيح ، والإفلات ،

I had a power grasp

والقبض بقوة

and I had a fine pinch.

والضغط بخفة.

But my favorite one was just when the hand was open,

ولكن الجزء المفضل لدي هو فتح اليد ،

because I work with kids,

لأنني أتعامل مع الأطفال ،

and so all the time you're clapping and singing,

وعلي أن أصفق وأغني طوال الوقت.

so I was able to do that again, which was really good.

وتمكنت من عمل ذلك مجدداً ، وكان ذلك رائعاً.

TK: That hand's not so good for clapping.

ت.ك.: هذه اليد ليست جيدةً للتصفيق.

AK: Can't clap with this one.

أ.ك.: لا يمكنني التصفيق مع هذه.

TK: All right. So that's exciting

ت.ك.: حسناً ، إذاً هذا مثيرُ للإهتمام جداً

on where we may go with the better mechatronics,

ولكن إلى أين يمكننا التقدم بواسطة تقنية ميكاإلكترونيك أفضل من هذه ،

if we make them good enough

إذا تمكنا من تطويرها بشكلِ كافِ

to put out on the market and use in a field trial.

لعرضها في الأسواق وتجربتها عملياً.

I want you to watch closely.

أريد منكم متابعة المشهد بتركيز.

(Video) Claudia: Oooooh!

(مشهد) "كلوديا": أووووه !

TK: That's Claudia,

ت.ك.: إنها كلوديا ،

and that was the first time

وهذه أول مرةِ

she got to feel sensation through her prosthetic.

أمكنها الإحساس بواسطة ذراعها الآلية.

She had a little sensor at the end of her prosthesis

لديها حساساتِ صغيرة في أطراف ذراعها الإصطناعية

that then she rubbed over different surfaces,

وقامت بلمس أسطح مختلفة ،

and she could feel different textures

وبإمكانها الإحساس بأنسجةِ مختلفة

of sandpaper, different grits, ribbon cable,

من أوراق السنفرة ، و أنواع مختلفة من الرمل ، وشريط من الوشاح ،

as it pushed on her reinnervated hand skin.

في كل مرة ضغطت براحة يدها المعدّلة.

She said that when she just ran it across the table,

قالت بأنها عندما مررتها على الطاولة ،

it felt like her finger was rocking.

أحسَت بإصبعها المفقود يعود من جديد.

So that's an exciting laboratory experiment

لذا فإن تلك تجربةٌ مختبرية مثية جداً

on how to give back, potentially, some skin sensation.

إذاً بإمكاننا أن نَهَبَ الإحساس باللمس مجدداً.

But here's another video that shows some of our challenges.

ولكن هناك مشهدٌ آخر يظهر أحد التحديات التي نواجهها.

This is Jesse, and he's squeezing a foam toy.

هذا جيسي ، وهو يحاول الضغط على لعبةِ مرنة.

And the harder he squeezes -- you see a little black thing in the middle

وكلما ضغط بشدة -- ترون شيئاً ما أسود اللون في الوسط

that's pushing on his skin proportional to how hard he squeezes.

إن ذلك يضغط على جلده بقوةِ متناسبة مع قوة ضغطه.

But look at all the electrodes around it.

ولكن انظروا إلى الأقطاب التي حولها.

I've got a real estate problem.

لدي مشكلة في إيجاد المساحات.

You're supposed to put a bunch of these things on there,

من المفترض أن نضع كميةً كبيرةً منها هناك.

but our little motor's making all kinds of noise

ولكن المحركات الصغيرة تصدر ضجةً

right next to my electrodes.

بالقرب من تلك الأقطاب.

So we're really challenged on what we're doing there.

لذا فنحن في تحدِ فيما نفعله هنا.

The future is bright.

المستقبل مشرق.

We're excited about where we are and a lot of things we want to do.

ونحن متحمسون لما وصلنا له و نطمح أن نصل إلى المزيد.

So for example,

على سبيل المثال ،

one is to get rid of my real estate problem

أحد التحديات هو أن نتخلص من مشكلة المساحة

and get better signals.

والحصول على إشاراتِ أفضل.

We want to develop these little tiny capsules

نريد أن نطور تلك الكبسولات الصغيرة

about the size of a piece of risotto

التي في حجم حبة الأرز

that we can put into the muscles

والتي نستطيع زرعها في العضلات

and telemeter out the EMG signals,

ومقياسأً عن بعد للإشارات العصبية ،

so that it's not worrying about electrode contact.

بحيث لانحتاج إلى كل تلك الأقطاب.

And we can have the real estate open

ونوفر مساحاتِ أكثر

to try more sensation feedback.

لتجربة المزيد من أحاسيس اللمس.

We want to build a better arm.

نريد صنع ذراعِ آلي أفضل.

This arm -- they're always made for the 50th percentile male --

هذه الذراع -- والتي غالباً ما تصنع لتناسب الـ 50 بالمائة من الرجال --

which means they're too big for five-eighths of the world.

وهذا يعني أنها ثقيلةٌ على خمسة أثمانِ من سكان الأرض.

So rather than a super strong or super fast arm,

لذا بدلاً من أن نصنع ذراعاً قويةً وسريعة ،

we're making an arm that is --

إننا نصنع ذراعاً --

we're starting with,

إننا نعمل مع

the 25th percentile female --

نسبة الـ 25 بالمائة من الإناث --

that will have a hand that wraps around,

اللواتي سيتمكًنً من لف أذرعهن ،

opens all the way,

ويكن قادرين على مد الذراع بالكامل ،

two degrees of freedom in the wrist and an elbow.

ويحصلن على درجتين من حرية الحركة في المعصم والمرفق.

So it'll be the smallest and lightest

لذلك ستكون تلك الذراع هي الأصغر والأخف

and the smartest arm ever made.

والأذكى على الإطلاق.

Once we can do it that small,

وعندما نتمكن من جعلها صغيرةً بذلك الحجم ،

it's a lot easier making them bigger.

سيكون من الأسهل علينا جعلها بأحجام أكبر.

So those are just some of our goals.

تلك هي بعض الأهداف التي نطمح لها.

And we really appreciate you all being here today.

ونقدر لكم جميعكم حضوركم اليوم هنا.

I'd like to tell you a little bit about the dark side,

ولكن دعوني أحدثكم عن بعض الجوانب المظلمة لهذا الموضوع ،

with yesterday's theme.

مع الأحداث التي مرت بنا بالأمس.

So Amanda came jet-lagged,

إذا أن أماندا حضرت متأخرة بسبب الطيران ،

she's using the arm,

وكانت تستخدم الذراع ،

and everything goes wrong.

وفجأةً أصبح كل شيءِ لا يعمل.

There was a computer spook,

كانت هناك مشاكل في الكمبيوتر ،

a broken wire,

سلكٌ مفصولٌ هنا ،

a converter that sparked.

ومحوَلٌ لا يعمل هناك.

We took out a whole circuit in the hotel

فاضطررنا إلى إخراج الدائرة الإلكترونية في الفندق

and just about put on the fire alarm.

وكنا على وشك التسبب في إطلاق إنذار الحريق.

And none of those problems could I have dealt with,

وماكنت لأستطيع التعامل مع كل تلك المشاكل ،

but I have a really bright research team.

لولا وجود ذلك الفريق المتألق معي.

And thankfully Dr. Annie Simon was with us

والحمدلله على أن الدكتور "آني سيمون" كان متواجداً معنا

and worked really hard yesterday to fix it.

وعمل بجهدِ شديد لحل المشكلة.

That's science.

وتلك هي فوائد العلم.

And fortunately, it worked today.

ولحسن الحظ ، أنها عملت معنا اليوم بشكلِ جيد.

So thank you very much.

لذا أشكركم شكراً جزيلاً.

(Applause)

(تصفيق)