Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

Todd Kuiken: Eine Armprothese die fühlt

Übersetzung: Manfred Ehresmann Lektorat: Alex Boos

So today, I would like to talk with you

Heute möchte ich mit Ihnen über

about bionics,

Bionik reden.

which is the popular term

Das ist die allgemeine Bezeichnung

for the science of replacing part of a living organism

für die Wissenschaft die Teile eines lebenden Organismus

with a mechatronic device, or a robot.

durch ein mechatronisches Gerät ersetzt, oder einen Roboter.

It is essentially

Im wesentlichen trifft

the stuff of life meets machine.

Leben auf Maschine.

And specifically, I'd like to talk with you

Speziell möchte ich mit Ihnen darüber reden

about how bionics is evolving

wie sich Bionik entwickelt

for people with arm amputations.

für Menschen mit Armamputationen.

This is our motivation.

Das ist unsere Motivation.

Arm amputation causes a huge disability.

Eine Armamputation ist eine starke Behinderung.

I mean, the functional impairment is clear.

Ich meine, die funktionelle Beeinträchtigung ist klar.

Our hands are amazing instruments.

Unsere Hände sind beeindruckende Werkzeuge.

And when you lose one, far less both,

Und wenn man eine verliert, geschweige denn beide,

it's a lot harder to do the things

ist es viel schwerer Dinge zu tun,

we physically need to do.

die wir physisch tun müssen.

There's also a huge emotional impact.

Es gibt auch eine große emotionale Auswirkung.

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

Tatsächlich verbinge ich genausoviel Zeit in der Klinik

dealing with the emotional adjustment of patients

wegen der emotionalen Bewältigung der Patienten,

as with the physical disability.

wie der physischen Behinderung.

And finally, there's a profound social impact.

Letztendlich gibt es eine umfassende soziale Auswirkung.

We talk with our hands.

Wir artikulieren mit unseren Händen.

We greet with our hands.

Wir grüßen mit unseren Händen.

And we interact with the physical world with our hands.

Wir interagieren mit der Welt durch unsere Hände.

And when they're missing,

Wenn sie fehlen,

it's a barrier.

gibt es eine Beschränkung.

Arm amputation is usually caused by trauma,

Armamputation ist normalerweise die Folge von Gewalteinwirkung,

with things like industrial accidents,

wie zum Beispiel Industrieunfälle,

motor vehicle collisions

Motorradunfälle,

or, very poignantly, war.

oder, sehr bewegend, Krieg.

There are also some children who are born without arms,

Es gibt auch Kinder die ohne Arme geboren werden,

called congenital limb deficiency.

genannt "angeborenes Gliedmaßenfehlen".

Unfortunately, we don't do great

Unglücklichweise sind wir nicht sehr gut

with upper-limb prosthetics.

mit Prothesen für obere Extremitäten.

There are two general types.

Es gibt zwei allgemeine Arten.

They're called body-powered prostheses,

Sie werden körpergetriebene Prothesen genannt,

which were invented just after the Civil War,

welche im amerikanischen Bürgerkrieg erfunden,

refined in World War I and World War II.

und im ersten und zweiten Weltkrieg verbessert wurden.

Here you see a patent

Hier sehen Sie ein Patent

for an arm in 1912.

für einen Arm von 1912.

It's not a lot different

Es gibt keine großen Unterschied

than the one you see on my patient.

zu dem den Sie an meinem Patienten sehen.

They work by harnessing shoulder power.

Sie arbeiten mit Schulterkraft.

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

Wenn Sie ihre Schulter bewegen, zieht es an einem Bowdenzug.

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

Der Bowdenzug kann dann eine Hand oder einen Haken öffnen oder schließen

or bend an elbow.

oder einen Ellbogen biegen.

And we still use them commonly,

Wir verwenden sie noch häufig,

because they're very robust

denn es sind sehr robuste

and relatively simple devices.

und relativ einfache Geräte.

The state of the art

Der Stand der Technik sind

is what we call myoelectric prostheses.

was wir myoelektrische Prothesen nennen.

These are motorized devices

Es sind motorisierte Geräte,

that are controlled

die durch schwache elektrische

by little electrical signals from your muscle.

Signale von Ihrem Muskel kontrolliert werden.

Every time you contract a muscle,

Jedesmal wenn Sie einen Muskel anspannen,

it emits a little electricity

sendet er etwas Elektrizität aus

that you can record with antennae or electrodes

die Sie mit Antennen oder Elektroden messen können

and use that to operate the motorized prosthesis.

und für den Betrieb der motorisierten Prothese verwenden können.

They work pretty well

Sie funktionieren ziemlich gut

for people who have just lost their hand,

für Menschen, die nur ihre Hand verloren haben,

because your hand muscles are still there.

denn ihre Handmuskeln sind noch da.

You squeeze your hand, these muscles contract.

Sie drücken ihre Hand und diese Muskeln spannen sich an.

You open it, these muscles contract.

Sie öffnen, diese Muskeln spannen sich an.

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

Es ist intuitiv und funktioniert ziemlich gut.

Well how about with higher levels of amputation?

Aber was ist mit höheren Amputationen?

Now you've lost your arm above the elbow.

Sie haben ihren Arm oberhalb des Ellenbogens verloren.

You're missing not only these muscles,

Ihnen fehlen nicht nur diese Muskeln,

but your hand and your elbow too.

sondern auch Ihre Hand und Ihr Ellenbogen.

What do you do?

Was tut man?

Well our patients have to use

Unsere Pateien müssen

very code-y systems

codierte Systeme verwenden

of using just their arm muscles

indem sie ihre Arm Muskeln benutzen

to operate robotic limbs.

um Robotergliedmaße zu verwenden.

We have robotic limbs.

Wir haben Robotergliedmaße.

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

Es sind verschiedene auf dem Markt, hier sehen Sie ein paar.

They contain just a hand that will open and close,

Sie beinhalten eine Hand die sich öffnet und schließt,

a wrist rotator and an elbow.

einen Gelenkrotierer und einen Ellenbogen.

There's no other functions.

Es gibt keine weiteren Funktionen.

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

Wenn sie hätten, wie würden wir ihnen sagen was zu tun ist?

We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago

Wir stellen unseren eigenen Arm am "Rehab Institute of Chicago" her,

where we've added some wrist flexion and shoulder joints

wo wir zusätzliche Gelenkbeugen und Schultergelenke eingebaut haben

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

um bis zu sechs Motoren oder sechs Freiheitsgrade zu haben.

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

Wir hatten die Möglichkeit mit einigen sehr modernen Armen zu arbeiten,

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

welche vom US Militär bezahlt wurden, diese Prototypen

that had up to 10 different degrees of freedom

hatten bis zu 10 Freiheitsgrade

including movable hands.

inklusive beweglicher Hände.

But at the end of the day,

Aber letztendlich

how do we tell these robotic arms what to do?

wie sagen wir diesen Roboterarmen was zu tun ist?

How do we control them?

Wie bedienen wir sie?

Well we need a neural interface,

Nun wir brauchen ein neurales Interface,

a way to connect to our nervous system

einen Weg unser Nervensystem

or our thought processes

oder unsere Gedanken zu verbinden,

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

so dass es intuitiv, natürlich wird,

like for you and I.

wie für Sie und mich.

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

Der Körper funktioniert, indem ein Bewegungssignal in Ihrem Gehirn startet,

going down your spinal cord,

entlang dem Rückenmark,

out the nerves and to your periphery.

aus den Nerven und dann in die Peripherie.

And your sensation's the exact opposite.

Sinneseindrücke sind das exakte Gegenteil.

You touch yourself, there's a stimulus

Sie berühren sich, es gibt einen Reiz,

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

der genau die gleichen Nerven entlang zum Gehirn geht.

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

Wenn Sie ihren Arm verlieren, funktioniert das Nervensystem immer noch.

Those nerves can put out command signals.

Diese Nerven können Bewegungssignale aussenden.

And if I tap the nerve ending

Wenn ich das Nervenende

on a World War II vet,

eines Veteranen des zweiten Weltkriegs berühre,

he'll still feel his missing hand.

wird er immer noch seine fehlende Hand spüren.

So you might say,

Nun sagen Sie vielleicht,

let's go to the brain

auf zum Gehirn

and put something in the brain to record signals,

und stecken wir etwas hinein das die Signale empfängt,

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

oder in das Ende der peripheren Nerven und dort die Signale aufzeichnet.

And these are very exciting research areas,

Das sind sehr spannende Forschungsbereiche,

but it's really, really hard.

aber es ist sehr,sehr schwer.

You have to put in

Man muss hunderte

hundreds of microscopic wires

mikroskopisch dünne Kabel hinein tun

to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers

um von kleinen winzigen individuellen Neuronen zu empfangen - gewöhnliche Fasern

that put out tiny signals

die winzige Mikrovolt-

that are microvolts.

Signale aussenden.

And it's just too hard

Es ist einfach zu schwer,

to use now and for my patients today.

das jetzt und für meine Patienten zu verwenden.

So we developed a different approach.

Also entwickelten wir einen anderen Ansatz.

We're using a biological amplifier

Wir verwenden biologische Verstärker

to amplify these nerve signals -- muscles.

um diese Nervensignale zu verstärken - Muskeln.

Muscles will amplify the nerve signals

Muskeln verstärken das Nervensignal

about a thousand-fold,

um das Tausendfache,

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

sodass wir sie von der Haut aus messen können,

like you saw earlier.

wie Sie vorher gesehen haben.

So our approach is something we call targeted reinnervation.

Unser Ansatz ist etwas was wir "gezielte Reinnervation" nennen.

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

Stellen Sie sich vor, jemand hat seinen ganzen Arm verloren,

we still have four major nerves

wir haben noch vier große Nerven

that go down your arm.

die den Arm entlang gehen.

And we take the nerve away from your chest muscle

Wir nehmen den Nerv vom Brustmuskel

and let these nerves grow into it.

und lassen diese Nerven hinein wachsen.

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

Jetzt denken Sie, "Hand schließen", und ein kleiner der Teil Brust kontrahiert.

You think, "Bend elbow,"

Sie denken, "Ellenbogen beugen",

a different section contracts.

und ein anderer Teil kontrahiert.

And we can use electrodes or antennae

Wir können Elektroden oder Antennen verwenden

to pick that up and tell the arm to move.

um das aufzunehmen und die Armbewegung zu steuern.

That's the idea.

Das ist die Idee.

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

Das ist der erste Mensch an dem wir es versuchten.

His name is Jesse Sullivan.

Sein Name ist Jesse Sullivan.

He's just a saint of a man --

Er ist einfach ein Heiliger von einem Mann -

54-year-old lineman who touched the wrong wire

54jähriger Leitungsmonteur der das falsche Kabel berührte

and had both of his arms burnt so badly

und beide Arme so schwer verbrannte,

they had to be amputated at the shoulder.

dass sie bis zur Schulter amputiert werden mussten.

Jesse came to us at the RIC

Jesse kam zu uns an das RIC

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

um mit den neuesten Geräten ausgestattet zu werden, hier sehen Sie ihn.

I'm still using that old technology

Ich verwende noch immer die alte Technologie

with a bicycle cable on his right side.

mit dem Bowdenzug auf der rechten Seite.

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

Er wählt mit den Kinnschaltern aus welches Gelenk er bewegen möchte.

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

Auf der linken Seite hat er eine moderne motorisierte Prothese

with those three joints,

mit diesen drei Gelenken,

and he operates little pads in his shoulder

er arbeitet mit kleinen Auflagen in seiner Schulter

that he touches to make the arm go.

die er berührt um den Arm zu bewegen.

And Jesse's a good crane operator,

Jesse ist ein guter Kranführer,

and he did okay by our standards.

er kam verhältnismäßig gut zurecht.

He also required a revision surgery on his chest.

Er brauchte auch eine Korrekturoperation an seiner Brust.

And that gave us the opportunity

Das gab uns die Möglichkeit

to do targeted reinnervation.

für eine gezielte Reinnervation.

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

Mein Kollege, Dr. Greg Dumanian, machte die Operation.

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

Zuerscht schnitten wir den Nerv zu seinem eigenen Muskel weg,

then we took the arm nerves

dann nahmen wir die Armnerven

and just kind of had them shift down onto his chest

und verlegten sie sozusagen auf seine Brust

and closed him up.

und nähten ihn zu.

And after about three months,

Nach circa drei Monaten,

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

wuchsen die Nerven etwas und wir bekamen ein Zucken.

And after six months, the nerves grew in well,

Nach sechs Monaten, wuchsen die Nerven gut ein,

and you could see strong contractions.

man konnte starke Kontraktionen sehen.

And this is what it looks like.

So sieht das nun aus.

This is what happens when Jesse thinks

Das passiert wenn Jesse daran denkt

open and close his hand,

seine Hand zu öffen und zu schließen,

or bend or straighten your elbow.

oder Ellbogen beugen oder strecken.

You can see the movements on his chest,

Sie können die Bewegungen an der Brust sehen,

and those little hash marks

diese kleinen Kreuze markieren,

are where we put our antennae, or electrodes.

wo wir unsere Antennen oder Elektroden befestigen.

And I challenge anybody in the room

Ich fordere jeden im Raum auf

to make their chest go like this.

seine Brust so zu bewegen.

His brain is thinking about his arm.

Sein Gehirn denkt an seinen Arm.

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

Er hat nicht gelernt, wie er das mit seiner Brust macht.

There is not a learning process.

Es gibt keinen Lernprozess.

That's why it's intuitive.

Darum ist es intuitiv.

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

Hier ist Jesse in unserem ersten kleinen Test.

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

Auf der linken Seite sehen Sie seine Original-Prothese,

and he's using those switches

er verwendet diese Schalter,

to move little blocks from one box to the other.

um kleine Blöcke von einer Box in in die andere zu bewegen.

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

Er hat den Arm seit etwa 20 Monaten, er kommt also ziemlich gut klar.

On the right side,

Auf der rechten Seite,

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

zwei Monate nachdem wir ihn mit der gezielten Reinnvervationsprothese ausgestattet haben -

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

welcher, nebenbei gesagt, der gleiche physische Arm ist,

just programmed a little different --

nur etwas anders programmiert -

you can see that he's much faster

Sie können sehen, dass er viel schneller ist

and much smoother as he moves these little blocks.

und viel geschmeidiger, wenn er die kleinen Blöcke bewegt.

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

Und wir sind gerade nur fähig drei der Signale zu verwenden.

Then we had one of those little surprises in science.

Dann hatten wir eine der kleinen Überraschungen der Wissenschaft.

So we're all motivated to get motor commands

Nun wir hätten alle gern motorische Befehle,

to drive robotic arms.

um Roboterarme zu bewegen.

And after a few months,

Nach ein paar Monaten,

you touch Jesse on his chest,

wenn man Jesses Brust berührt,

and he felt his missing hand.

so spührt er seine fehlende Hand.

His hand sensation grew into his chest again

Sein Handgefühl wuchs wieder in seine Brust,

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

wahrscheinlich weil wir auch eine Menge Fett weg genommen haben,

so the skin was right down to the muscle

damit die Haut gleich über dem Muskel war,

and deinnervated, if you would, his skin.

wenn man so will, deinnervierten wir seine Haut.

So you touch Jesse here, he feels his thumb;

Wenn man Jesse hier berührt, spürt er seinen Daumen;

you touch it here, he feels his pinky.

man berührt hier, spürt er seinen kleinen Finger.

He feels light touch

Er spürt leichte Berührungen

down to one gram of force.

bis zu einem Gramm Last.

He feels hot, cold, sharp, dull,

Er fühlt heiß, kalt, scharf, stumpf,

all in his missing hand,

alles in seiner fehlenden Hand,

or both his hand and his chest,

oder beides seiner Hand und seiner Brust,

but he can attend to either.

aber er kann beides bedienen.

So this is really exciting for us,

Das ist nun wirklich spannend für uns,

because now we have a portal,

denn jetzt haben wir ein Portal,

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

ein Portal, oder ein Weg potenziell Reize zurückzugeben,

so that he might feel what he touches

so dass er vielleicht spürt, was er

with his prosthetic hand.

mit seiner Handprothese berührt.

Imagine sensors in the hand

Stellen Sie sich Sensoren in der Hand vor

coming up and pressing on this new hand skin.

die herauskommen und auf die neue Haut der Hand drücken.

So it was very exciting.

Es war sehr spannend.

We've also gone on

Wir haben weiter gemacht,

with what was initially our primary population

mit dem was zu Beginn unsere Primärbestand war:

of people with above-the-elbow amputations.

Menschen mit "über Ellenbogen Amputationen".

And here we deinnervate, or cut the nerve away,

Hier deinnervierten wir, oder schnitten den Nerv frei,

just from little segments of muscle

von kleinen Teilen des Muskels

and leave others alone

und ließen andere unberührt

that give us our up-down signals

das gab uns unser hoch-runter–Signal.

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

Zwei Andere, die uns unser Hand auf-zu–Signal gaben.

This was one of our first patients, Chris.

Das war einer unserer ersten Patienten, Chris.

You see him with his original device

Sie sehen ihn mit dem Originalgerät

on the left there after eight months of use,

auf der linken Seite nach 8 Monaten Gebrauch.

and on the right, it is two months.

Auf der rechten Seite zwei Monate.

He's about four or five times as fast

Er ist ungefähr viermal so schnell

with this simple little performance metric.

mit dieser simplen kleinen Leistungsmetrik.

All right.

Nun gut.

So one of the best parts of my job

Eine der besten Sachen in meinen Job ist es,

is working with really great patients

mit richtig guten Patienten zu arbeiten,

who are also our research collaborators.

die auch unsere Forschungsmitarbeiter sind.

And we're fortunate today

Wir haben heute das Glück

to have Amanda Kitts come and join us.

dass Amanda Kitts da ist.

Please welcome Amanda Kitts.

Heißen Sie Amanda Kitts willkommen.

(Applause)

(Applaus)

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

Amanda, würdest du uns bitte erzählen wie du deinen Arm verloren hast?

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

Amanda Kitts: Sicher. 2006 hatte ich einen Autounfall.

And I was driving home from work,

Ich war auf dem Weg nach Hause von der Arbeit,

and a truck was coming the opposite direction,

ein LKW kam aus der Gegenrichtung,

came over into my lane,

er kam auf meine Spur,

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

fuhr über das Verdeck meines Autos und seine Achse riss meinen Arm ab.

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

Todd Kuiken: Okay, nach der Amputation verheilte alles.

And you've got one of these conventional arms.

Du bekamst einen der konventionellen Arme.

Can you tell us how it worked?

Kannst du uns sagen wie das funktioniert?

AK: Well, it was a little difficult,

AK: Nun, es war etwas schwer,

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

denn ich konnte nur Bizeps und Trizeps benutzen.

So for the simple little things like picking something up,

Für die einfachen Dinge wie etwas aufheben,

I would have to bend my elbow,

würde ich meinen Ellenbogen biegen müssen,

and then I would have to cocontract

dann würde ich kontrahieren müssen,

to get it to change modes.

damit es den Modus ändert.

When I did that,

Wenn ich das tat,

I had to use my bicep

musste ich den Bizeps benutzen,

to get the hand to close,

um die Hand zu schließen,

use my tricep to get it to open,

und den Trizeps zum Öffnen verwenden,

cocontract again

erneut kontrahieren

to get the elbow to work again.

um den Ellenbogen erneut zu verwenden.

TK: So it was a little slow?

TK: Es war also etwas langsam?

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

AK: Etwas langsam und es war einfach schwer zu benutzen.

You had to concentrate a whole lot.

Man musste sich viel konzentrieren.

TK: Okay, so I think about nine months later

TK: Okay, ich denke an neun Monate später,

that you had the targeted reinnervation surgery,

als du eine gezielte Reinnvervationsoperation hattest,

took six more months to have all the reinnervation.

weitere sechs Monate für die ganze Reinnervation.

Then we fit her with a prosthesis.

Dann gaben wir ihr eine Prothese.

And how did that work for you?

Wie kommst Du damit zurecht?

AK: It works good.

AK: Es funktioniert gut.

I was able to use my elbow

Ich konnte meinen Ellenbogen

and my hand simultaneously.

und meine Hand gleichzeitig verwenden.

I could work them just by my thoughts.

Ich konnte Sie allein durch Gedanken verwenden.

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

Ich musste keine Kontraktion und das alles machen.

TK: A little faster?

TK: Etwas schneller?

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

AK: Etwas schneller. Und viel einfacher, viel natürlicher.

TK: Okay, this was my goal.

TK: Okay, das war mein Ziel.

For 20 years, my goal was to let somebody

20 Jahre lang war mein Ziel, es jemanden

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

zu ermöglichem, Ellenbogen und Hand auf intuitive Weise

and at the same time.

gleichzeitig zu bewegen.

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

Wir haben jetzt über 50 Patienten weltweit, die diese Operation hatten,

including over a dozen of our wounded warriors

inklusive ein Duzend verletzte Soldaten

in the U.S. armed services.

bei den US Streitkräften.

The success rate of the nerve transfers is very high.

Die Erfolgsrate des Nerventransfers ist sehr hoch.

It's like 96 percent.

Es sind 96 Prozent.

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

Denn wir setzen einen großen fetten Nerv auf einen kleinen Muskel.

And it provides intuitive control.

Es bietet intuitive Kontrolle.

Our functional testing, those little tests,

Unsere funktionellen Tests, diese kleinen Tests,

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

alle zeigen, das sie viel schneller und viel einfacher sind.

And the most important thing

Und das Wichtigste daran ist,

is our patients have appreciated it.

dass unsere Patienten es zu schätzen wissen.

So that was all very exciting.

Das war alles sehr spannend.

But we want to do better.

Aber wir wollen besser sein.

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

Es gibt eine Menge Informationen in diesen Nervensignalen,

and we wanted to get more.

und wir wollten mehr davon.

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

Sie können jeden Finger bewegen. Sie können ihren Daumen, Ihr Gelenk bewegen.

Can we get more out of it?

Können wir mehr daraus machen?

So we did some experiments

Also machten wir ein paar Experimente,

where we saturated our poor patients with zillions of electrodes

bei denen wir unsere armen Patienten mit zig Elektroden überhäuften

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

und dann ließ man sie zwei Dutzend verschiedene Aufgaben machen -

from wiggling a finger to moving a whole arm

vom Fingerwackeln bis zum Bewegen eines ganzen Arms.

to reaching for something --

Nach etwas greifen.

and recorded this data.

Wir zeichneten diese Daten auf.

And then we used some algorithms

Dann verwendeten wir einige Algorithmen

that are a lot like speech recognition algorithms,

die Spracherkennungsalgorithmen recht ähnlich sind,

called pattern recognition.

sogenannte "Mustererkennung".

See.

Sehen Sie.

(Laughter)

(Gelächter)

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

Here sehen sie auf Jesses Brust,

when he just tried to do three different things,

wenn er versucht drei verschiedene Dinge zu tun,

you can see three different patterns.

Sie sehen drei verschiedene Muster.

But I can't put in an electrode

Aber ich kann keine Elektrode hineinstecken

and say, "Go there."

und sagen, "Da hin."

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

Wir arbeiten mit unsere Kollegen von der Universität von New Brunswick zusammen,

came up with this algorithm control,

es entstand diese Algorithmenkontrolle,

which Amanda can now demonstrate.

welche Amanda jetzt demonstrieren wird.

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

AK: Nun ich habe den Ellenbogen der hoch und runter geht.

I have the wrist rotation

Ich habe Gelenkrotation

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

die funktioniert - und es kann komplett rundherum gehen.

And I have the wrist flexion and extension.

Ich habe die Gelenkbeugung und Streckung.

And I also have the hand closed and open.

Ich habe die Hand geschlossen und geöffnet.

TK: Thank you, Amanda.

TK: Danke, Amanda.

Now this is a research arm,

Das ist zwar ein Forschungsarm,

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

aber er ist von hier ab aus kommerziellen Komponenten gemacht

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

und ein paar, die ich von da und dort geliehen habe.

It's about seven pounds,

Er wiegt ca 3 Kilogramm,

which is probably about what my arm would weigh

was wahrscheinlich ungefähr das Gewicht meines Armes ist,

if I lost it right here.

wenn ich ihn ab hier verlieren würde.

Obviously, that's heavy for Amanda.

Offensichtlich ist das schwer für Amanda.

And in fact, it feels even heavier,

Tatsächlich fühlt es sich sogar schwerer an,

because it's not glued on the same.

denn er ist nicht angeklebt.

She's carrying all the weight through harnesses.

Sie trägt das ganze Gewicht durch Schultergurte.

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

Der spannende Teil ist nicht die Mechatronik,

but the control.

sondern die Bedienung.

So we've developed a small microcomputer

Wir haben einen kleinen Mikrocomputer entwickelt,

that is blinking somewhere behind her back

der irgendwo hinter ihrem Rücken blinkt

and is operating this

und dieser bedient das

all by the way she trains it

allein dadurch, wie sie es trainiert

to use her individual muscle signals.

ihre eigene individuellen Muskelsignale zu verwenden.

So Amanda, when you first started using this arm,

Also Amanda, als du begonnen hast zum ersten mal den Arm zu verwenden,

how long did it take to use it?

wielange dauerte es ihn zu benutzen?

AK: It took just about probably three to four hours

AK: Es dauerte vermutlich drei bis vier Stunden

to get it to train.

um ihn zu trainieren.

I had to hook it up to a computer,

Ich musste ihn mit einem Computer verbinden,

so I couldn't just train it anywhere.

ich konnte ihn nicht irgendwo trainieren.

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

Wenn ich aufhörte damit zu arbeiten, musste ich ihn abnehmen.

So now it's able to train

Jetzt kann er allein mit dem kleinen

with just this little piece on the back.

Teil an meinem Rücken trainiert werden.

I can wear it around.

Ich kann ihn herumtragen.

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

Wenn er aus irgendeinem Grund nicht mehr funktioniert, kann ich ihn erneut trainieren.

Takes about a minute.

Dauert circe eine Minute.

TK: So we're really excited,

TK: Wir sind nun sehr gespannt,

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

denn jetzt haben wir ein klinisch anwendbares Gerät.

And that's where our goal is --

Und das ist unser Ziel -

to have something clinically pragmatic to wear.

Etwas klinisch Anwendbares zum Tragen zu haben.

We've also had Amanda able to use

Amanda konnte auch einige unserer

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

fortgeschritteneren Arme benutzen, die ich Ihnen vorhin gezeigt habe.

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

Hier benutzt Amanda einen Arm der DEKA-Forschungsgruppe.

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

Ich glaube, Dean Kamen präsentierte ihn vor einigen Jahren bei TED.

So Amanda, you can see,

Amanda hat, wie Sie sehen können,

has really good control.

wirklich gute Kontrolle.

It's all the pattern recognition.

Das ist alles die Mustererkennung.

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

Es hat nun eine Hand die verschiedene Griffe kann.

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

Was wir tun ist, dass sich die Patienten vollständig öffnen

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

und denken, "Welche Handgriffmuster möchte ich?"

It goes into that mode,

Es wechselt in diesen Modus,

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

dann kann man bis zu fünf oder sechs verschiedene Griffe mit dieser Hand machen.

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

Amanda, wieviele konntest du mit dem DEKA arm machen?

AK: I was able to get four.

AK: Ich konnte vier machen.

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

Ich hatte den Faustgriff, ich hatte den Spitzgriff,

I had a power grasp

Ich hatte einen starken Griff

and I had a fine pinch.

und ich hatte einen sanften Kniff.

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

Aber mein Lieblingsgriff war wenn die Hand offen war,

because I work with kids,

denn ich arbeite mit Kindern,

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

und man klatscht und singt die ganze Zeit,

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

und ich konnte das wieder tun, was wirklich gut war.

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

TK: Die Hand ist nicht so gut zum Klatschen.

AK: Can't clap with this one.

AK: Ich kann mit dieser nicht klatschen.

TK: All right. So that's exciting

TK: Alles klar. Das ist also spannend,

on where we may go with the better mechatronics,

wohin es mit besserer Mechatronik geht,

if we make them good enough

wenn wir sie gut genug machen

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

sie auf den Markt werfen und in Feldversuchen testen.

I want you to watch closely.

Ich möchte, dass Sie genau hinsehen.

(Video) Claudia: Oooooh!

(Video) Claudia: Ooooooh!

TK: That's Claudia,

TK: Das ist Claudia,

and that was the first time

und das war das erste Mal

she got to feel sensation through her prosthetic.

als sie ein Gefühl durch ihre Prothese bekam.

She had a little sensor at the end of her prosthesis

Sie hatte einen kleinen Sensor am Ende der Prothese,

that then she rubbed over different surfaces,

welches sie über verschiedene Oberflächen zog,

and she could feel different textures

sie konnte verschiedene Texturen fühlen -

of sandpaper, different grits, ribbon cable,

Schleifpapier, verschiedene Körner, Bandkabel,

as it pushed on her reinnervated hand skin.

als es ihre reinnverierte Handhaut drückte.

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

Sie sagte, als sie es über den Tisch zog,

it felt like her finger was rocking.

fühlte es sich an, als wenn ihr Finger zitterte.

So that's an exciting laboratory experiment

Das ist ein spannendes Laborexperiment

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

wie man theoretisch etwas Hautempfindung wiedererlangen kann.

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

Aber hier ist ein anderes Video, das einige unserer Herausforderungen zeigt.

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

Das ist Jesse und er drückt ein Schaumspielzeug.

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

Umso stärker er drückt - Sie sehen ein kleines schwarzes Ding in der Mitte

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

das auf seine Haut drückt, proportional dazu wie sehr er presst.

But look at all the electrodes around it.

Aber schauen Sie sich all die Elektroden drumherum an.

I've got a real estate problem.

Ich habe ein Platzproblem.

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

Man muss ein paar von diesen Dingern hierhin packen,

but our little motor's making all kinds of noise

aber unsere kleinen Motoren verursachen jede Menge Störungen

right next to my electrodes.

gleich neben meinen Elektroden.

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

Es ist wirklich eine sehr schwierige Aufgabe.

The future is bright.

Die Zukunft ist gut.

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

Es freut uns, wie weit wir schon gekommen sind und was wir noch vorhaben.

So for example,

Zum Beispiel

one is to get rid of my real estate problem

wollen wir das Platzproblem lösen

and get better signals.

und bessere Signale bekommen.

We want to develop these little tiny capsules

Wir wollen diese kleinen Kapseln entwickeln

about the size of a piece of risotto

– ungefähr die Größe eines Reiskorns –

that we can put into the muscles

die wir in die Muskeln bringen können,

and telemeter out the EMG signals,

und die EMG Signale daraus fernmessen,

so that it's not worrying about electrode contact.

damit man nicht über den Elektrodenkontakt nachdenken muss.

And we can have the real estate open

Und wir haben den Platz frei

to try more sensation feedback.

um mehr Gefühlsrückmeldung zu bekommen.

We want to build a better arm.

Wir wollen einen besseren Arm bauen.

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

Diese Arme - die sind immer gemacht für den 50-Perzentil-Amerikaner -

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

was bedeutet, dass sie fünf Achteln der Welt zu groß sind.

So rather than a super strong or super fast arm,

Also statt eines superstarken oder superschnellen Arms,

we're making an arm that is --

machen wir einen Arm der -

we're starting with,

wir beginnen mit

the 25th percentile female --

der 25-Percentil-Amerikanerin -

that will have a hand that wraps around,

die eine Hand haben wird die umschließt,

opens all the way,

komplett öffnet,

two degrees of freedom in the wrist and an elbow.

zwei Freiheitsgrade in Gelenk und Ellenbogen.

So it'll be the smallest and lightest

Es wird der kleinste und leichteste

and the smartest arm ever made.

und der schlauste Arm der je gebaut wurde.

Once we can do it that small,

Sobald wir ihn so klein machen können,

it's a lot easier making them bigger.

ist es viel leichter ihn größer zu machen.

So those are just some of our goals.

Das sind nur ein paar unserer Ziele.

And we really appreciate you all being here today.

Und wir schätzen es wirklich, dass Sie heute alle hier sind.

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

Ich möchte Ihnen etwas über die dunkle Seite erzählen,

with yesterday's theme.

mit einer Geschichte von gestern.

So Amanda came jet-lagged,

Amanda kam mit Jetlag,

she's using the arm,

sie verwendete den Arm

and everything goes wrong.

und alles ging schief.

There was a computer spook,

Es gab einen Computerfehler,

a broken wire,

ein gebrochenes Kabel,

a converter that sparked.

ein Wandler der funkte.

We took out a whole circuit in the hotel

Wir haben im Hotel einen ganzen Schaltkreis herausgenommen,

and just about put on the fire alarm.

und beinah den Feueralarm ausgelöst.

And none of those problems could I have dealt with,

Mit keinem dieser Probleme hätte ich fertig werden können,

but I have a really bright research team.

aber ich habe ein wirklich gutes Forschungsteam.

And thankfully Dr. Annie Simon was with us

Glücklicherweise war Dr.Annie Simon bei uns

and worked really hard yesterday to fix it.

und arbeite gestern sehr hart für die Reparatur.

That's science.

Das ist Wissenschaft.

And fortunately, it worked today.

Glücklicherweise funktionierte es heute.

So thank you very much.

Also vielen Dank!

(Applause)

(Applaus)