How we'll become cyborgs and extend human potential | Hugh Herr

Traductor: Sebastian Betti Revisor: Gisela Giardino

I'm an MIT professor,

Soy profesor en el MIT,

but I do not design buildings or computer systems.

pero no diseño edificios ni sistemas informáticos.

Rather, I build body parts,

Por el contrario, construyo partes del cuerpo,

bionic legs that augment human walking and running.

piernas biónicas que potencian la marcha humana y la carrera.

In 1982, I was in a mountain-climbing accident,

En 1982 tuve un accidente de montaña,

and both of my legs had to be amputated due to tissue damage from frostbite.

y me tuvieron que amputar las dos piernas debido al daño tisular por congelación.

Here, you can see my legs:

Aquí pueden ver mis piernas:

24 sensors, six microprocessors and muscle-tendon-like actuators.

24 sensores, 6 microprocesadores

y activadores similares a tendones musculares.

I'm basically a bunch of nuts and bolts from the knee down.

Básicamente soy un montón de tuercas y tornillos de la rodilla para abajo.

But with this advanced bionic technology,

Pero con esta tecnología biónica avanzada,

I can skip, dance and run.

puedo saltar, bailar y correr.

(Applause)

(Aplausos)

Gracias.

Thank you.

(Aplausos)

(Applause)

I'm a bionic man, but I'm not yet a cyborg.

Soy un hombre biónico, pero aún no un organismo cibernético o ciborg.

When I think about moving my legs,

Cuando pienso en mover mis piernas,

neural signals from my central nervous system

señales neuronales de mi sistema nervioso central

pass through my nerves

pasan por mis nervios

and activate muscles within my residual limbs.

y activan los músculos dentro de mis extremidades residuales.

Artificial electrodes sense these signals,

Electrodos artificiales perciben estas señales

and small computers in the bionic limb

y pequeñas computadoras en la extremidad biónica

decode my nerve pulses into my intended movement patterns.

decodifican mis impulsos nerviosos en mis patrones de movimiento previstos.

Stated simply,

Dicho simplemente,

when I think about moving,

cuando pienso en moverme,

that command is communicated to the synthetic part of my body.

ese comando se comunica con la parte artificial de mi cuerpo.

However, those computers can't input information into my nervous system.

Sin embargo, esas computadoras no pueden meter información en mi sistema nervioso.

When I touch and move my synthetic limbs,

Cuando toco y muevo mis extremidades artificiales,

I do not experience normal touch and movement sensations.

No experimento sensaciones normales de tacto y movimiento.

If I were a cyborg and could feel my legs

Si fuera un ciborg y pudiera sentir mis piernas

via small computers inputting information into my nervous system,

a través de computadoras ingresando información en mi sistema nervioso,

it would fundamentally change, I believe,

fundamentalmente cambiaría, creo yo,

my relationship to my synthetic body.

mi relación con mi cuerpo sintético.

Today, I can't feel my legs,

Hoy no puedo sentir las piernas,

and because of that,

A causa de eso,

my legs are separate tools from my mind and my body.

mis piernas son herramientas separadas de mi mente y mi cuerpo.

They're not part of me.

No son parte de mí.

I believe that if I were a cyborg and could feel my legs,

Creo que si fuera un ciborg y pudiera sentir las piernas,

they would become part of me, part of self.

se convertirían en parte de mí, parte de mi ser.

At MIT, we're thinking about NeuroEmbodied Design.

En el MIT estamos pensando en el Diseño NeuroEmbodied.

In this design process,

En este proceso de diseño,

the designer designs human flesh and bone, the biological body itself,

el diseñador diseña carne y hueso humano, el cuerpo biológico en sí mismo,

along with synthetics to enhance the bidirectional communication

junto con sintéticos para mejorar la comunicación bidireccional

between the nervous system and the built world.

entre el sistema nervioso y el mundo construido.

NeuroEmbodied Design is a methodology to create cyborg function.

Diseño NeuroEmbodied es una metodología para crear funciones ciborg.

In this design process, designers contemplate a future

En este proceso de diseño, los diseñadores contemplan un futuro

in which technology no longer compromises separate,

en el que la tecnología ya no actúa por separado,

lifeless tools from our minds and our bodies,

como algo sin vida apartado de mente y cuerpo,

a future in which technology has been carefully integrated

un futuro en el que la tecnología ha sido cuidadosamente integrada

within our nature,

a nuestra naturaleza,

a world in which what is biological and what is not,

un mundo en el que lo biológico y lo no biológico,

what is human and what is not,

lo humano y lo no humano,

what is nature and what is not

lo natural y lo no natural,

will be forever blurred.

será una frontera difusa para siempre.

That future will provide humanity new bodies.

Ese futuro dará a la humanidad nuevos cuerpos.

NeuroEmbodied Design will extend our nervous systems

El diseño NeuroEmbodied extenderá el sistema nervioso

into the synthetic world,

en el mundo sintético,

and the synthetic world into us,

y el mundo sintético en nosotros,

fundamentally changing who we are.

cambiando fundamentalmente quiénes somos.

By designing the biological body to better communicate

Al diseñar el cuerpo biológico para comunicarse mejor

with the built design world,

con el mundo del diseño construido,

humanity will end disability in this 21st century

la humanidad pondrá fin a la discapacidad en este siglo XXI

and establish the scientific and technological basis

y sentará las bases científicas y tecnológicas

for human augmentation,

para aumentar el potencial humano,

extending human capability beyond innate, physiological levels,

extender las capacidades humanas más allá de los niveles fisiológicos innatos,

cognitively, emotionally and physically.

en un nivel cognitivo, emocional y físico.

There are many ways in which to build new bodies across scale,

Hay muchas maneras de construir nuevos cuerpos a escala,

from the biomolecular to the scale of tissues and organs.

desde lo biomolecular a la escala de tejidos y órganos.

Today, I want to talk about one area of NeuroEmbodied Design,

Hoy, quiero hablar de un área del diseño NeuroEmbodied,

in which the body's tissues are manipulated and sculpted

en la cual los tejidos del cuerpo son manipulados y esculpidos

using surgical and regenerative processes.

mediante procesos quirúrgicos y regenerativos.

The current amputation paradigm

El paradigma actual de la amputación

hasn't changed fundamentally since the US Civil War

no ha cambiado fundamentalmente desde la Guerra Civil de EE.UU.

and has grown obsolete in light of dramatic advancements

y se ha vuelto obsoleto a la luz de los desarrollos notables

in actuators, control systems and neural interfacing technologies.

en actuadores, sistemas de control y tecnologías de interfaz neuronal.

A major deficiency is the lack of dynamic muscle interactions

Una deficiencia importante es la falta de interacciones musculares dinámicas

for control and proprioception.

para el control y la propiocepción.

What is proprioception?

¿Qué es la propiocepción?

When you flex your ankle, muscles in the front of your leg contract,

Al flexionar el tobillo, los músculos del frente de la pierna se contraen,

simultaneously stretching muscles in the back of your leg.

estirando simultáneamente los músculos en la parte posterior de la pierna.

The opposite happens when you extend your ankle.

Lo contrario sucede al extender el tobillo.

Here, muscles in the back of your leg contract,

Aquí, los músculos en la parte posterior de la pierna se contraen,

stretching muscles in the front.

estirando los músculos en el frente.

When these muscles flex and extend,

Cuando estos músculos se flexionan y se extienden,

biological sensors within the muscle tendons

unos sensores biológicos del interior de los tendones musculares

send information through nerves to the brain.

envían información a través de los nervios al cerebro.

This is how we're able to feel where our feet are

Así es como podemos sentir dónde están los pies

without seeing them with our eyes.

sin verlos con nuestros ojos.

The current amputation paradigm breaks these dynamic muscle relationships,

El paradigma de la amputación actual rompe estas dinámicas relaciones musculares,

and in so doing eliminates normal proprioceptive sensations.

y, al hacerlo, elimina las sensaciones propioceptivas normales.

Consequently, a standard artificial limb

En consecuencia, una extremidad artificial estándar

cannot feed back information into the nervous system

no puede retroalimentar la información al sistema nervioso

about where the prosthesis is in space.

sobre dónde está la prótesis en el espacio.

The patient therefore cannot sense and feel

El paciente, por lo tanto, no puede sentir ni sentir

the positions and movements of the prosthetic joint

las posiciones y movimientos de la articulación ortopédica

without seeing it with their eyes.

sin verlo con sus ojos.

My legs were amputated using this Civil War-era methodology.

Mis piernas fueron amputadas usando esta metodología de la época de la Guerra Civil.

I can feel my feet, I can feel them right now

Puedo sentir mis pies, puedo sentirlos ahora

as a phantom awareness.

como una conciencia fantasma.

But when I try to move them, I cannot.

Pero cuando intento moverlos, no puedo.

It feels like they're stuck inside rigid ski boots.

Se siente como si estuvieran atrapados dentro de botas de esquí rígidas.

To solve these problems,

Para resolver estos problemas,

at MIT, we invented the agonist-antagonist myoneural interface,

en MIT, inventamos la Interfaz Mioneural Agonista-antagonista,

or AMI, for short.

o IMA, para abreviar.

The AMI is a method to connect nerves within the residuum

El IMA es un método para conectar los nervios dentro del residuo

to an external, bionic prosthesis.

a una prótesis externa, biónica.

How is the AMI designed, and how does it work?

¿Cómo se diseña la interfaz IMA y cómo funciona?

The AMI comprises two muscles that are surgically connected,

La IMA comprende dos músculos que están conectados quirúrgicamente,

an agonist linked to an antagonist.

un agonista vinculado a un antagonista.

When the agonist contracts upon electrical activation,

Cuando el agonista se contrae por activación eléctrica,

it stretches the antagonist.

estira al antagonista.

This muscle dynamic interaction

Esta interacción dinámica muscular

causes biological sensors within the muscle tendon

causa sensores biológicos dentro del tendón del músculo

to send information through the nerve to the central nervous system,

para enviar información a través del nervio al sistema nervioso central,

relating information on the muscle tendon's length, speed and force.

información relacionada sobre la longitud, velocidad y fuerza del tendón del músculo.

This is how muscle tendon proprioception works,

Así es como funciona la propiocepción del tendón muscular,

and it's the primary way we, as humans,

y es la forma principal en que nosotros, como humanos,

can feel and sense the positions, movements and forces on our limbs.

puede sentir y sentir las posiciones, movimientos y fuerzas en las extremidades.

When a limb is amputated,

Cuando una extremidad es amputada,

the surgeon connects these opposing muscles within the residuum

el cirujano conecta estos músculos opuestos dentro del residuo

to create an AMI.

para crear una IMA

Now, multiple AMI constructs can be created

Se pueden crear múltiples construcciones IMA

for the control and sensation of multiple prosthetic joints.

para el control y la sensación de múltiples articulaciones ortopédicas.

Artificial electrodes are then placed on each AMI muscle,

En cada músculo IMA se colocan electrodos artificiales

and small computers within the bionic limb decode those signals

y pequeñas computadoras dentro de la extremidad biónica decodifican esas señales

to control powerful motors on the bionic limb.

para controlar potentes motores en la extremidad biónica.

When the bionic limb moves,

Cuando la extremidad biónica se mueve,

the AMI muscles move back and forth,

los músculos IMA se mueven hacia adelante y hacia atrás,

sending signals through the nerve to the brain,

enviando señales a través del nervio al cerebro,

enabling a person wearing the prosthesis to experience natural sensations

permite que una persona que usa la prótesis experimente sensaciones naturales

of positions and movements of the prosthesis.

de posiciones y movimientos de la prótesis.

Can these tissue-design principles be used in an actual human being?

¿Pueden estos principios de diseño de tejidos usarse en un ser humano real?

A few years ago, my good friend Jim Ewing -- of 34 years --

Hace unos años, mi buen amigo Jim Ewing --de 34 años--

reached out to me for help.

se acercó a mí en busca de ayuda.

Jim was in an a terrible climbing accident.

Jim estaba en un terrible accidente de escalada.

He fell 50 feet in the Cayman Islands

Cayó 50 pies en las Islas Caimán

when his rope failed to catch him hitting the ground's surface.

cuando su cuerda no pudo atraparlo golpeando la superficie del suelo.

He suffered many, many injuries:

Él sufrió muchas, muchas heridas:

punctured lungs and many broken bones.

pulmones perforados y muchos huesos rotos.

After his accident, he dreamed of returning to his chosen sport

Después de su accidente, soñó con volver a su deporte favorito,

of mountain climbing,

escalar montañas,

but how might this be possible?

pero ¿cómo podría ser esto posible?

The answer was Team Cyborg,

La respuesta fue Equipo Ciborg,

a team of surgeons, scientists and engineers

un equipo de cirujanos, científicos e ingenieros

assembled at MIT to rebuild Jim back to his former climbing prowess.

se reunieron en el MIT para reconstruir a Jim a su antigua destreza de escalada.

Team member Dr. Matthew Carty amputated Jim's badly damaged leg

El Dr. Matthew Carty, un miembro del equipo amputó la pierna de Jim severamente dañada

at Brigham and Women's Hospital in Boston,

en el hospital Brigham and Women de Boston,

using the AMI surgical procedure.

mediante el procedimiento quirúrgico IMA.

Tendon pulleys were created and attached to Jim's tibia bone

Se crearon poleas tendinosas y se unieron al hueso tibial de Jim

to reconnect the opposing muscles.

para volver a conectar los músculos opuestos.

The AMI procedure reestablished the neural link

El procedimiento IMA reestableció el vínculo neuronal

between Jim's ankle-foot muscles and his brain.

entre los músculos de tobillo de Jim y su cerebro.

When Jim moves his phantom limb,

Cuando Jim mueve su miembro fantasma,

the reconnected muscles move in dynamic pairs,

los músculos reconectados se mueven en pares dinámicos, haciendo que

causing signals of proprioception to pass through nerves to the brain,

las señales de la propiocepción pasen a través de los nervios al cerebro,

so Jim experiences normal sensations with ankle-foot positions and movements,

Jim experimenta sensaciones normales con posiciones y movimientos de tobillo y pie

even when blindfolded.

incluso con los ojos vendados.

Here's Jim at the MIT laboratory after his surgeries.

Aquí está Jim en el laboratorio del MIT después de sus cirugías.

We electrically linked Jim's AMI muscles, via the electrodes,

Vinculamos eléctricamente los músculos IMA de Jim, a través de los electrodos,

to a bionic limb,

a una extremidad biónica,

and Jim quickly learned how to move the bionic limb

y Jim aprendió rápidamente a mover la extremidad biónica

in four distinct ankle-foot movement directions.

en cuatro direcciones distintas de movimiento de tobillo y pie.

We were excited by these results, but then Jim stood up,

Estábamos emocionados con estos resultados pero luego Jim se puso de pie,

and what occurred was truly remarkable.

y lo que ocurrió fue realmente notable.

All the natural biomechanics mediated by the central nervous system

Toda la biomecánica natural mediada por el sistema nervioso central

emerged via the synthetic limb

emergió a través de la extremidad sintética

as an involuntary, reflexive action.

como una acción involuntaria y reflexiva.

All the intricacies of foot placement during stair ascent --

Las complejidades de la colocación de los pies durante el ascenso de la escalera

(Applause)

(Aplausos)

emerged before our eyes.

surgió ante nuestros ojos.

Here's Jim descending steps,

Aquí está Jim descendiendo pasos,

reaching with his bionic toe to the next stair tread,

llegando con su dedo biónico a la siguiente banda de rodamiento,

automatically exhibiting natural motions

exhibiendo automáticamente movimientos naturales

without him even trying to move his limb.

sin él, incluso tratando de mover su extremidad.

Because Jim's central nervous system is receiving the proprioceptive signals,

Dado que el sistema nervioso de Jim recibe las señales propioceptivas,

it knows exactly how to control the synthetic limb in a natural way.

sabe exactamente cómo controlar la extremidad sintética de forma natural.

Now, Jim moves and behaves as if the synthetic limb is part of him.

Ahora, Jim se mueve y se comporta como si la extremidad sintética fuera parte de él.

For example, one day in the lab,

Por ejemplo, un día en el laboratorio,

he accidentally stepped on a roll of electrical tape.

accidentalmente pisó un rollo de cinta aislante.

Now, what do you do when something's stuck to your shoe?

Ahora, ¿qué haces cuando algo está pegado a tu zapato?

You don't reach down like this; it's way too awkward.

No alcanzas abajo así; es demasiado incómodo

Instead, you shake it off,

En cambio, lo sacudes,

and that's exactly what Jim did

y eso es exactamente lo que hizo Jim

after being neurally connected to the limb for just a few hours.

después de estar conectado neuronalmente a la extremidad por unas pocas horas.

What was most interesting to me

Lo que fue más interesante para mí

is what Jim was telling us he was experiencing.

es lo que Jim nos estaba diciendo que estaba experimentando.

He said, "The robot became part of me."

Él dijo: "El robot se convirtió en parte de mí".

Jim Ewing: The morning after the first time I was attached to the robot,

Jim Ewing: La mañana después de la primera vez que estuve apegado al robot,

my daughter came downstairs and asked me how it felt to be a cyborg,

mi hija bajó y me preguntó cómo era ser un ciborg,

and my answer was that I didn't feel like a cyborg.

y mi respuesta fue que no me sentía como un ciborg.

I felt like I had my leg,

Sentí que tenía mi pierna,

and it wasn't that I was attached to the robot

y no era que estuviera apegado al robot

so much as the robot was attached to me,

tanto como el robot estaba conectado a mí,

and the robot became part of me.

y el robot se convirtió en parte de mí.

It became my leg pretty quickly.

Se convirtió en mi pierna bastante rápido.

Hugh Herr: Thank you.

Hugh Herr: Gracias.

(Applause)

(Aplausos)

By connecting Jim's nervous system bidirectionally

Al conectar bidireccionalmente el sistema nervioso de Jim

to his synthetic limb,

a su extremidad sintética,

neurological embodiment was achieved.

hemos hecho posible una manifestación neurológica.

I hypothesized that because Jim can think and move his synthetic limb,

Mi hipótesis de que, dado que Jim puede pensar y mover su extremidad sintética,

and because he can feel those movements within his nervous system,

y puede sentir esos movimientos dentro de su sistema nervioso,

the prosthesis is no longer a separate tool,

la prótesis ya no es una herramienta separada,

but an integral part of Jim, an integral part of his body.

sino una parte integral de Jim, una parte integral de su cuerpo.

Because of this neurological embodiment, Jim doesn't feel like a cyborg.

Debido a esta encarnación neurológica, Jim no se siente como un ciborg.

He feels like he just has his leg back,

Siente que recuperó su pierna,

that he has his body back.

que recuperó su cuerpo.

Now I'm often asked

A menudo me preguntan cuándo voy a estar vinculado neuronalmente

when I'm going to be neurally linked to my synthetic limbs bidirectionally,

a mis extremidades sintéticas en forma bidireccional,

when I'm going to become a cyborg.

cuando voy a convertirme en un ciborg.

The truth is, I'm hesitant to become a cyborg.

La verdad es que dudo de convertirme en un ciborg.

Before my legs were amputated, I was a terrible student.

Antes de que me amputaran las piernas, era un estudiante terrible.

I got D's and often F's in school.

Obtuve malas notas en la escuela.

Then, after my limbs were amputated,

Más tarde, después de la amputación de mis extremidades,

I suddenly became an MIT professor.

de repente me convertí en profesor de MIT.

(Laughter)

(Risas)

(Applause)

(Aplausos)

Now I'm worried that once I'm neurally connected to my limbs once again,

Mi preocupación es que una vez que esté conectado a mis extremidades nuevamente,

my brain will remap back to its not-so-bright self.

mi cerebro vuelva al camino de un yo no tan brillante.

(Laughter)

(Risa)

But you know what, that's OK, because at MIT, I already have tenure.

Pero saben qué, está bien, porque en MIT ya me contrataron.

(Laughter)

(Risas)

(Applause)

(Aplausos)

I believe the reach of NeuroEmbodied Design

Creo que el alcance del diseño NeuroEmbodied

will extend far beyond limb replacement

se extenderá más allá del reemplazo de extremidades

and will carry humanity into realms

y llevará a la humanidad a dominios

that fundamentally redefine human potential.

que fundamentalmente redefinen el potencial humano.

In this 21st century,

En este siglo XXI,

designers will extend the nervous system into powerfully strong exoskeletons

los diseñadores extenderán el sistema nervioso a exoesqueletos muy fuertes

that humans can control and feel with their minds.

que los humanos podamos controlar y sentir con la mente.

Muscles within the body can be reconfigured

Los músculos dentro del cuerpo se pueden reconfigurar

for the control of powerful motors,

para controlar motores potentes,

and to feel and sense exoskeletal movements,

y para tratar de sentir los movimientos del exoesqueleto,

augmenting humans' strength, jumping height and running speed.

aumentar la fuerza humana, el salto de altura y la velocidad de carrera.

In this 21st century, I believe humans will become superheroes.

En este siglo XXI, creo que los humanos nos convertiremos en superhéroes.

Humans may also extend their bodies

Los humanos también podemos extender nuestros cuerpos

into non-anthropomorphic structures, such as wings,

con estructuras no antropomórficas, como alas,

controlling and feeling each wing movement within the nervous system.

controlando y sintiendo cada movimiento de ala dentro del sistema nervioso.

Leonardo da Vinci said, "When once you have tasted flight,

Leonardo da Vinci dijo: "Una vez que hayas probado el vuelo,

you will forever walk the earth with your eyes turned skyward,

siempre caminarás por la tierra con tus ojos vueltos hacia el cielo,

for there you have been and there you will always long to return."

porque allí has ​​estado y siempre anhelarás regresar".

During the twilight years of this century,

Cuando este siglo llegue a su fin, en mi opinión,

I believe humans will be unrecognizable in morphology and dynamics

los seres humanos serán irreconocibles, en apariencia y modo de movimiento,

from what we are today.

de los humanos de hoy.

Humanity will take flight and soar.

La humanidad tomará vuelo y se elevará.

Jim Ewing fell to earth and was badly broken,

Jim Ewing cayó al suelo y resultó gravemente herido,

but his eyes turned skyward, where he always longed to return.

pero sus ojos han mirado al cielo, donde siempre había deseado regresar.

After his accident, he not only dreamed to walk again,

Después del accidente, no solo soñó con caminar de nuevo,

but also to return to his chosen sport of mountain climbing.

sino también volver a su deporte favorito, escalar montañas.

At MIT, Team Cyborg built Jim a specialized limb for the vertical world,

El Equipo Ciborg de MIT creó una extremidad específica para el mundo vertical para Jim,

a brain-controlled leg with full position and movement sensations.

una pierna completamente funcional controlada por el cerebro.

Using this technology, Jim returned to the Cayman Islands,

Mediante esta tecnología, Jim regresó a las Islas Caimán,

the site of his accident,

el sitio de su accidente,

rebuilt as a cyborg to climb skyward once again.

reconstruido como un ciborg para conquistar la cima una vez más.

(Crashing waves)

(Rompimiento de olas)

(Applause)

(Aplausos)

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)

Ladies and gentlemen, Jim Ewing, the first cyborg rock climber.

Señoras y señores, Jim Ewing, el primer escalador ciborg.

(Applause)

(Aplausos)