Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

تاد کیوکن : دست مصنوعی که " حس " دارد

Translator: Farnaz Saghafi Reviewer: soheila Jafari

So today, I would like to talk with you

امروز می خواهم در مورد علم فرآیندهای زیستی (بیونیک)

about bionics,

با شما سخن بگویم،

which is the popular term

نامی آشنا برای

for the science of replacing part of a living organism

علم جایگزین کردن بخشی از یک اندام زنده

with a mechatronic device, or a robot.

با یک وسیلۀ مکانیکی، یا یک رُبات.

It is essentially

این در اصل،

the stuff of life meets machine.

ارتباط جوهرۀ حیات با ماشین است.

And specifically, I'd like to talk with you

و به بیان دقیق تر، می خواهم با شما دربارۀ

about how bionics is evolving

چگونگی تحول و تکامل علم بیونیک

for people with arm amputations.

در افرادی با قطع عضو بازو، سخن بگویم.

This is our motivation.

این انگیزۀ ماست.

Arm amputation causes a huge disability.

قطع عضو بازو باعث ناتوانائی های بیشماری می شود.

I mean, the functional impairment is clear.

بدین منظور که کاهش عملکرد واضح و آشکار است.

Our hands are amazing instruments.

دستهای ما ابزار شگفت انگیزی هستند.

And when you lose one, far less both,

و وقتی شما یکی، به ندرت هر دو، را از دست می دهید،

it's a lot harder to do the things

انجام کارهای فیزیکی

we physically need to do.

به مراتب سخت تر می شود.

There's also a huge emotional impact.

تاثیر عاطفی بزرگی نیز در میان است.

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

و در حقیقت، مقدار زمانی که در مطب برای

dealing with the emotional adjustment of patients

تعادل روحی بیماران صرف می کنم ، همان اندازه است که

as with the physical disability.

برای ناتوانی جسمی آنها صرف می کنم.

And finally, there's a profound social impact.

و در نهایت، یک تأثیر عمیق اجتماعی وجود دارد.

We talk with our hands.

ما با دستانمان حرف می زنیم.

We greet with our hands.

با دستانمان سلام و خوشامد می گوییم.

And we interact with the physical world with our hands.

و با کمک دستانمان با دنیای مادی در ارتباط هستیم.

And when they're missing,

و وقتی آنها نباشند،

it's a barrier.

مانعی بر سر راه است.

Arm amputation is usually caused by trauma,

قطع عضو دست معمولا" در اثر حادثه بوجود می آید،

with things like industrial accidents,

چیزهایی مثل حوادث محیط کار،

motor vehicle collisions

تصادفات اتومبیل

or, very poignantly, war.

یا، خیلی دردناک، در جنگ.

There are also some children who are born without arms,

همچنین بعضی کودکان بدون دست متولد می شوند،

called congenital limb deficiency.

که آنرا نقص عضو مادرزادی می نامند.

Unfortunately, we don't do great

متاسفانه، ما آنچنان عالی

with upper-limb prosthetics.

متاسفانه ما هنوز به آن درجه عالی از بازوی مصنوعی نرسیده ایم

There are two general types.

دو نوع کلی وجود دارد.

They're called body-powered prostheses,

پروتزهایی که با قدرت بدنی کار می کردند،

which were invented just after the Civil War,

که درست بعد از جنگ داخلی اختراع شد،

refined in World War I and World War II.

در جنگ جهانی اول و دوم ، بهتر و ظریف تر شد.

Here you see a patent

در اینجا شما اختراعی از یک بازو

for an arm in 1912.

مربوط به سال 1912 را مشاهده می کنید.

It's not a lot different

خیلی با آنچه شما

than the one you see on my patient.

روی بدن بیمار من می بینید، تفاوتی ندارد.

They work by harnessing shoulder power.

آنها با در اختیار گرفتن قدرت شانه، کار می کنند.

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

بدین صورت که وقتی شما شانۀ خود را جمع می کنید، آنها یک تسمه دوچرخه را می کشند.

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

و آن تسمۀ دوچرخه می تواند یک دست یا یک قلاب را باز و بسته کند

or bend an elbow.

یا یک بازو را خم کند.

And we still use them commonly,

و ماهنوز بطور رایج از آنها استفاده می کنیم،

because they're very robust

چون آنها دستگاهی خیلی مقاوم

and relatively simple devices.

و به نسبت ساده هستند.

The state of the art

نوع هنری آن چیزی است

is what we call myoelectric prostheses.

که ما آنرا پروتز " میوالکترونیک-myoelectric " می نامیم.

These are motorized devices

آنها دستگاههای موتور داری هستند

that are controlled

که توسط

by little electrical signals from your muscle.

سیگنالهای کوچک الکترونیکی ماهیچه های شما کنترل می شوند.

Every time you contract a muscle,

هر بار که ماهیچه ای را منقبض می کنید،

it emits a little electricity

یک جریان الکتریکی کوچکی صادر می شود

that you can record with antennae or electrodes

که شما می توانید توسط آنتن یا الکترود ضبط کنید

and use that to operate the motorized prosthesis.

و آنرا برای حرکت دادن پروتز موتور دار بکار برید.

They work pretty well

آنها برای افرادی که

for people who have just lost their hand,

به تازگی دست خود را از دست دادند بخوبی کار می کنند،

because your hand muscles are still there.

چون ماهیچه های دست شما هنوز آنجاست.

You squeeze your hand, these muscles contract.

شما دستتان را جمع می کنید، این ماهیچه ها منقبض می شوند.

You open it, these muscles contract.

شما آنرا باز می کنید، این ماهیچه ها منقبض می شوند.

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

بدین ترتیب، این یک چیز حسی است و بخوبی کار می کند.

Well how about with higher levels of amputation?

خوب در مورد قطع عضو قسمتهای بالاتر دست به چه صورت است؟

Now you've lost your arm above the elbow.

حال شما بازوی خود را از بالای آرنج از دست دادید.

You're missing not only these muscles,

شما نه تنها این ماهیچه ها را از دست دادید،

but your hand and your elbow too.

بلکه دست و آرنج تان را هم از دست دادید.

What do you do?

چه کار می کنید؟

Well our patients have to use

بیماران ما باید با استفاده از

very code-y systems

یک سیستم پیچیدۀ کُدی ( code-y )

of using just their arm muscles

ماهیچه های بازوی خود را برای حرکت دادن

to operate robotic limbs.

اندام های مکانیکی بکار برند.

We have robotic limbs.

ما دست و پا های مصنوعی موجود داریم.

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

چندین مدل در بازار موجود است که در اینجا شما تعدادی را مشاهده می کنید.

They contain just a hand that will open and close,

آنها متشکل هستند از یک دست که باز و بسته می شود،

a wrist rotator and an elbow.

یک مچ گردان و یک آرنج.

There's no other functions.

هیچ عملکرد دیگری ندارند.

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

اگر هم داشته باشند، چطوربه آنها بگوییم که چه کار کنند؟

We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago

ما در مرکز توان بخشی شیکاگو، دست خودمان را ساختیم

where we've added some wrist flexion and shoulder joints

چندین خمیدگی در مچ و مفصل در شانه به آن اضافه کردیم

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

تا آزادی حرکت آنرا تا 6 درجه افزایش دادیم.

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

و ما این موقعیت را داشتیم که با یکسری دستهای مصنوعی

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

که تحت بودجۀ ارتش آمریکا ساخته شدند، کار کنیم.

that had up to 10 different degrees of freedom

با استفاده از این مدلهای اولیه، آزادی حرکت تا 10 درجه وجود دارد

including movable hands.

که شامل دستهای متحرک نیز می باشد.

But at the end of the day,

ولی در نهایت،

how do we tell these robotic arms what to do?

چطور به این بازوهای مکانیکی بگوییم که چه کار انجام دهند؟

How do we control them?

چطور آنها را کنترل کنیم؟

Well we need a neural interface,

ما یک واسطۀ خنثی لازم داریم،

a way to connect to our nervous system

راهی که سیستم عصبی ما را به

or our thought processes

فرآیندهای فکری مان ارتباط دهد

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

طوری که طبیعی و بی واسطه باشد،

like for you and I.

مثل حالت من و شما.

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

کارکرد بدن بدین صورت است که یک فرمان حرکتی در مغز شما ایجاد شده،

going down your spinal cord,

و از طریق نخاع به پایین حرکت کرده،

out the nerves and to your periphery.

و از رشته های عصبی به اطراف بدن شما پخش می شود.

And your sensation's the exact opposite.

و حس لامسۀ شما درست در جهت خلاف آن است.

You touch yourself, there's a stimulus

خودتان را لمس می کنید، یک محرکی

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

از طریق همان رشته های عصبی به سمت مغز شما باز می گردد.

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

وقتی دستتان را از دست می دهید، آن سیستم عصبی هنوز کار می کند.

Those nerves can put out command signals.

رشته های عصبی سیگنالهای فرمان را ارسال می کنند.

And if I tap the nerve ending

و اگر من ضربۀ کوچکی به انتهای عصب

on a World War II vet,

دریک سرباز جنگ جهانی دوم وارد کنم،

he'll still feel his missing hand.

او هنوز دست قطع شده اش را حس می کند.

So you might say,

بدین ترتیب احتمالا" می گویید ،

let's go to the brain

که یا در مغز

and put something in the brain to record signals,

چیزی بگذاریم که سیگنالها را ضبط کند،

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

و یا در انتهای رشته های عصبی چیزی برای ضبط سیگنالها قرار دهیم.

And these are very exciting research areas,

و اینها حوزه های تحقیقاتی خیلی جالبی هستند،

but it's really, really hard.

اما در عین حال کار خیلی خیلی سختی است.

You have to put in

شما می بایست

hundreds of microscopic wires

صدها سیم میکروسکوپی جایگذاری کنید

to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers

تا ریزترین سیگنالها بنام پرتوهای کوچک که هر یک نرون‌های کوچک و ریز--

that put out tiny signals

یا رشته های عصبی معمولی صاتع می شوند،

that are microvolts.

را ضبط کند.

And it's just too hard

و این در حال حاضر

to use now and for my patients today.

برای بیماران من کار بسیار دشواری است.

So we developed a different approach.

بنابراین ما یک روش دیگری را ایجاد کردیم.

We're using a biological amplifier

ما با استفاده از یک دستگاه تقویت کنندۀ بیولوژیکی

to amplify these nerve signals -- muscles.

این سیگنالهای عصبی -- یا همان عضلات را تقویت می کنیم.

Muscles will amplify the nerve signals

عضلات، سیگنالهای عصبی را هزاران برابر

about a thousand-fold,

تقویت می کنند،

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

بدین صورت ما می توانیم از سطح بیرونی پوست، آنها را ضبط کنیم،

like you saw earlier.

همانطور که در ابتدا مشاهده کردید.

So our approach is something we call targeted reinnervation.

بنابراین روش ما چیزی است که ما آنرا "" رشد هدفمند اعصاب"-targeted reinnervation " می نامیم.

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

تصور کنید، در کسی که کل دستش را از بازو از دست داده است،

we still have four major nerves

ما هنوز چهار عصب اصلی داریم که

that go down your arm.

که از بازو به پایین کشیده شده اند.

And we take the nerve away from your chest muscle

و ما یک عصب را از ماهیچۀ قفسه سینه شما بیرون می کشیم

and let these nerves grow into it.

و می گذاریم این عصبها در آن عصب رشد کنند.

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

حال شما فکر می کنید، " دست را ببند" ، و یک بخش کوچک سینۀ شما منقبض می شود.

You think, "Bend elbow,"

شما فکر می کنید، " آرنج را خم کن" ،

a different section contracts.

یک قسمت دیگر منقبض می شود.

And we can use electrodes or antennae

و ما می توانیم با استفاده از الکترود ها یا آنتن

to pick that up and tell the arm to move.

به دست فرمان حرکت بدهیم.

That's the idea.

این ایدۀ ما است.

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

بدین ترتیب این اولین کسی است که روی او آزمایش کردیم.

His name is Jesse Sullivan.

نام او " جسی سالیون" است.

He's just a saint of a man --

او واقعا" یک فرشته است--

54-year-old lineman who touched the wrong wire

یک مأمور برق 54 ساله ای که سیم اشتباهی را لمس کرد

and had both of his arms burnt so badly

و هر دو دستش آنچنان شدید سوخت که

they had to be amputated at the shoulder.

ناچار به قطع آنها از ناحیۀ شانه شدند.

Jesse came to us at the RIC

"جسی" از طریق " RIC " به آمریکا آمد

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

تا ببیند کدامیک از این دستگاه های هنرمندانه، مناسب شرایط اوست، و در اینجا آنها را می بینید.

I'm still using that old technology

من هنوز همان تکنولوژی قدیمی

with a bicycle cable on his right side.

با تسمۀ دوچرخه را روی سمت راست او بکار می برم.

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

او مفصلی را که میخواهد حرکت دهد با سویجهای چانه‌ای انتخاب می کند.

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

در سمت چپ او یک پروتز مکانیکی مدرن دارای سه مفصل

with those three joints,

قراردارد،

and he operates little pads in his shoulder

و او سه صفحۀ کوچک در شانه اش را بکار گرفته

that he touches to make the arm go.

و باعث حرکت بازواش می شود.

And Jesse's a good crane operator,

و " جسی" یک گردانندۀ خوب جرثقیل است،

and he did okay by our standards.

و بخوبی با استانداردهای ما پیش رفت.

He also required a revision surgery on his chest.

او همچنین به یک عمل جراحی مجدد روی سینه اش نیاز داشت.

And that gave us the opportunity

و این به ما این شانس را داد که

to do targeted reinnervation.

شیوۀ " رشد هدفمند اعصاب - targeted reinnervation " را انجام دهیم.

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

بنابراین همکار من، دکتر " گرِگ دمانیان"، عمل جراحی را انجام داد.

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

ابتدا، ما عصب متصل به ماهیچه اش را قطع کردیم،

then we took the arm nerves

سپس اعصاب بازو را گرفته

and just kind of had them shift down onto his chest

و به طریقی به سمت سینۀ او هدایت کردیم

and closed him up.

و محل عمل را بستیم.

And after about three months,

و بعد از حدود سه ماه،

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

عصبها تا حدودی رشد کردند و توانستیم یک کشیدگی عصب داشته باشیم.

And after six months, the nerves grew in well,

و بعد از 6 ماه، عصبها بخوبی رشد کردند،

and you could see strong contractions.

و می توانستید انقباضهای قوی داشته باشید.

And this is what it looks like.

و این شکل آن است.

This is what happens when Jesse thinks

زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.

open and close his hand,

زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.

or bend or straighten your elbow.

زمانی که حسی به نباز یا بسته کردن دستش و یا خم و راست کردن آرنجش فکر میکند ، این اتفاق میافتد.

You can see the movements on his chest,

شما می توانید تکان ها را در سینۀ او مشاهده کنید،

and those little hash marks

و آن علائم کوچک،

are where we put our antennae, or electrodes.

جایی است که ما الکترودها یا آنتن را جایگذاری کردیم.

And I challenge anybody in the room

و من از همه افراد در این اتاق می خواهم که

to make their chest go like this.

سینه شان را مثل این تکان دهند.

His brain is thinking about his arm.

مغز او دربارۀ بازویش فکر می کند.

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

او روش انجام این کار با بازویش را یاد نگرفته است.

There is not a learning process.

شیوۀ یادگیری در اینکار وجود ندارد.

That's why it's intuitive.

به همین دلیل است که این کاری ذاتی است.

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

خُب "جسی" است که در اولین آزمایش کوچک ما با او است.

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

شما در سمت چپ، پروتز اولیۀ او را می بینید،

and he's using those switches

و او با استفاده از آن دکمه ها

to move little blocks from one box to the other.

بلوکهای کوچک را از جعبه ای به جعبۀ دیگر می گذارد.

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

او آن دست را برای مدت 20 ماه داشته ، بنابراین بخوبی با آن کار می کند.

On the right side,

در سمت راست،

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

دو ماه پس از آنکه ما پروتزی به شیوۀ " رشد هدفمند اعصاب -targeted reinnervation " برایش درست و جایگذاری کردیم--

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

که البته ،همان دست متحرک است،

just programmed a little different --

فقط با برنامه ریزی کمی متفاوت --

you can see that he's much faster

شما مشاهده می کنید که خیلی تند تر

and much smoother as he moves these little blocks.

و راحت تر این بلوکهای کوچک را جابجا می کند.

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

و ما در این لحظه قادریم فقط از سه سیگنال استفاده کنیم.

Then we had one of those little surprises in science.

در آن وقت ما یکی از شگفتیهای کوچک در علم را داشتیم.

So we're all motivated to get motor commands

بدین ترتیب ما همه تشویق شدیم که با فرمانهای فیزیکی

to drive robotic arms.

بازوهای مکانیکی را حرکت دهیم.

And after a few months,

و پس از چند ماه،

you touch Jesse on his chest,

شما سینۀ "جسی" را لمس می کنید،

and he felt his missing hand.

و او دست قطع شده اش را حس می کند.

His hand sensation grew into his chest again

حسِ دست او در سینه اش رشد کرده است

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

احتمالا" به این دلیل که ما مقدار زیادی چربی نیز خارج کردیم،

so the skin was right down to the muscle

بنابراین پوست درست روی عضله است

and deinnervated, if you would, his skin.

و رشته های عصبی را تحریک می کند.

So you touch Jesse here, he feels his thumb;

لذا شما این محل را لمس می کنید، "جسی" شست دستش را حس می کند،

you touch it here, he feels his pinky.

این جا را لمس می کنید، انگشت کوچکش را حس می کند.

He feels light touch

او تماس های خیلی ملایم

down to one gram of force.

به اندازۀ کمتر از یک گرم را حس می کند.

He feels hot, cold, sharp, dull,

او گرما، سرما، تیزی، کُندی را

all in his missing hand,

تماما" در دست قطع شده اش ،

or both his hand and his chest,

یا هر دو دست و شانه اش حس می کند،

but he can attend to either.

ولی می تواند به هریک واکنش دهد.

So this is really exciting for us,

لذا، این برای ما واقعا" هیجان انگیز بود،

because now we have a portal,

از آنجائیکه ما در حال حاضر یک مدخل

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

یا یک راهی برای منعکس کردن حس داریم،

so that he might feel what he touches

تا شاید او بتواند آنچه را که با دست مصنوعی اش لمس می کند،

with his prosthetic hand.

حس کند.

Imagine sensors in the hand

تصور کنید سنسورهای دست

coming up and pressing on this new hand skin.

به سمت بالا آمده و بر روی این پوست جدید دست فشار بیاورند.

So it was very exciting.

بدین ترتیب اینکار خیلی هیجان انگیز بود.

We've also gone on

ما همچنین به سمت

with what was initially our primary population

آنچه هدف اولیۀ ما در مورد جمعیت افرادی که

of people with above-the-elbow amputations.

قطعی دست از ناحیۀ بالای آرنج دارند، پیش رفته ایم.

And here we deinnervate, or cut the nerve away,

و ما در اینجا عصب را تنها از ناحیۀ کوچکی از عضله

just from little segments of muscle

بریده و جدا کردیم،

and leave others alone

و بقیه را که به ما

that give us our up-down signals

سیگنالهای بالا و پایین را می دهند،

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

و دو تای دیگر که به ما سیگنال باز و بسته شدن دست را می دهند ، بحال خودشان گذاشتیم.

This was one of our first patients, Chris.

این " کریس" یکی از اولین بیماران ما بود.

You see him with his original device

شما او را با دستگاه اولیه اش در سمت چپ

on the left there after eight months of use,

پس از 8 ماه استفاده مشاهده می کنید،

and on the right, it is two months.

و در سمت راست ، این دو ماه است.

He's about four or five times as fast

او با این عملکرد متریک کوچک ساده

with this simple little performance metric.

حدود چهار یا پنج برابر سریعتر است.

All right.

بسیار خوب.

So one of the best parts of my job

بدین ترتیب یکی از بهترین بخشهای کار من

is working with really great patients

سر و کار داشتن با بیماران واقعا" خوب است

who are also our research collaborators.

کسانیکه همکاران تحقیقاتی ما نیز هستند.

And we're fortunate today

و امروز مفتخریم که

to have Amanda Kitts come and join us.

" آماندا کیتز" در این جمع به ما می پیوندد.

Please welcome Amanda Kitts.

لطفا" به " آماندا کیتز" خوشامد بگویید.

(Applause)

( تشویق حاضرین)

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

خوب "آماندا" ، می شه لطفا" به ما بگی که چطور دستت را از دست دادی؟

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

"آماندا کیتز " : البته. در سال 2006 ، من یک سانحۀ رانندگی داشتم.

And I was driving home from work,

و داشتم از سر کار به سمت خانه رانندگی می کردم،

and a truck was coming the opposite direction,

و یک کامیون در جهت مخالف می آمد،

came over into my lane,

وارد خط من شد،

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

روی ماشین من آمد و میلۀ بین چرخهایش، دست مرا تکه پاره کرد.

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

تاد کیوکن: خوب، پس بعد از قطع دستت، تو بهبود پیدا کردی.

And you've got one of these conventional arms.

و یکی از این دستهای متداول را در اختیار داری.

Can you tell us how it worked?

می تونی به ما بگی که چطور کار می کند؟

AK: Well, it was a little difficult,

آماندا: خوب، کمی سخت بود،

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

چون من می بایست فقط با یک ماهیچۀ دوسر و یک ماهیچۀ سه سر کار می کردم.

So for the simple little things like picking something up,

از اینرو برای چیزهای کوچک ساده مثل بلند کردن چیزی،

I would have to bend my elbow,

باید آرنج خود را خم می کردم،

and then I would have to cocontract

و سپس باید انقباضی ایجاد می کردم

to get it to change modes.

تا به کمک آن وضعیت دستگاه را عوض کنم.

When I did that,

وقتی اینکار را می کردم،

I had to use my bicep

باید ماهیچۀ دوسر را بکار می گرفتم تا

to get the hand to close,

تا با آن، دست بسته شود،

use my tricep to get it to open,

ماهیچۀ سه سر را بکار گرفته تا با آن دست باز شود،

cocontract again

مجدد منقبض کنم

to get the elbow to work again.

تا آرنج را مجدد به کار وا دارم.

TK: So it was a little slow?

تاد: بدین ترتیب روند کندی بود؟

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

آماندا: کمی کُند، و کار با آن بسیار دشوار بود.

You had to concentrate a whole lot.

می بایست تمرکز خیلی زیادی داشته باشید.

TK: Okay, so I think about nine months later

تاد: بسیار خوب، من به 9 ماه بعد فکر می کنم

that you had the targeted reinnervation surgery,

که تو عمل جراحی " رشد هدفمند اعصاب- targeted reinnervation " را داشتی،

took six more months to have all the reinnervation.

شش ماه دیگر طول کشید تا تمام جایگذاری عصبها انجام شود.

Then we fit her with a prosthesis.

سپس ما پروتز مناسب او را جایگذاری کردیم.

And how did that work for you?

و تأثیر آن چطور بود؟

AK: It works good.

آماندا: بخوبی کار می کند.

I was able to use my elbow

قادر بودم دست و آرنجم را

and my hand simultaneously.

بطور همزمان بکار ببرم.

I could work them just by my thoughts.

می توانستم تنها با افکارم آنها را به کار بیندازم.

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

بنابراین دیگر لازم نبود تمام آن انقباضها را انجام دهم.

TK: A little faster?

تاد: کمی سریعتر؟

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

آماندا: کمی سریعتر. و خیلی راحت تر، خیلی طبیعی تر.

TK: Okay, this was my goal.

تاد: بسیار خوب، این هدف من بود.

For 20 years, my goal was to let somebody

برای مدت 20 سال، هدف من این بود که کاری کنم کسی

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

بتواند بطور غیر ارادی و همزمان از هر دو دست و آرنجش

and at the same time.

استفاده کند.

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

و هم اکنون ما بیش از 50 بیمار در سراسر دنیا داریم که این عمل جراحی را انجام دادند،

including over a dozen of our wounded warriors

و این شامل بیش از ده ها تن از سربازان مجروح جنگی خودمان

in the U.S. armed services.

در ارتش آمریکا می باشد.

The success rate of the nerve transfers is very high.

میزان موفقیت انتقال عصب خیلی بالا است.

It's like 96 percent.

حدود 96 درصد است.

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

چون ما یک عصب بزرگِ فربه را در داخل بخش کوچکی از عضله قرار می دهیم.

And it provides intuitive control.

و آن، یک کنترل غیر ارادی فراهم می کند.

Our functional testing, those little tests,

آزمایشهای عملی ما، آن آزمایشهای کوچک،

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

همه نشان می دهند که آنها خیلی سریع تر و آسان تر هستند.

And the most important thing

و مهم ترین مسئله این است که

is our patients have appreciated it.

بیماران ما قدر و ارزش آنرا می دادند.

So that was all very exciting.

بنابراین بطور کلی خیلی جالب بود.

But we want to do better.

اما ما می خواهیم کار بهتری انجام دهیم.

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

در آن سیگنالهای عصبی ، اطلاعات فراوانی نهفته است،

and we wanted to get more.

و ما می خواهیم اطلاعات بیشتری دریافت کنیم.

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

شما می توانید تک تک انگشتان را تکان دهید. می توانید شست و مچ خود را حرکت دهید.

Can we get more out of it?

آیا می توانیم کار بیشتری انجام دهیم؟

So we did some experiments

بدین ترتیب ما آزمایشهایی انجام دادیم

where we saturated our poor patients with zillions of electrodes

و در آن، بیماران بیچارۀ خود را با میلیونها الکترود اشباع کردیم

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

و آنها را به انجام ده ها کار متفاوت وا داشتیم

from wiggling a finger to moving a whole arm

از جنباندن یک انگشت گرفته تا حرکت کل بازو

to reaching for something --

تا به چیزی رسیده و آنرا بگیرند--

and recorded this data.

و این اطلاعات را ثبت کردیم.

And then we used some algorithms

و سپس ما چندین الگوریتم بکار بردیم

that are a lot like speech recognition algorithms,

که شباهت زیادی به الگوریتم های تشخیص گفتارهستند،

called pattern recognition.

و نامشان تشخیص طرح است.

See.

ملاحظه کنید.

(Laughter)

( خندۀ حاضرین)

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

و شما در اینجا روی سینۀ "جسی" مشاهده می کنید

when he just tried to do three different things,

هنگامیکه او سعی در انجام سه کار متفاوت دارد،

you can see three different patterns.

شما میتوانید سه طرح متفاوت ببینید.

But I can't put in an electrode

اما من نمی توانم یک الکترود جایگذاری کرده

and say, "Go there."

و بگویم: " آنجا برو."

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

بنابراین ما با همکارانمان در دانشگاه "نیوبرانزویک New Brunswick" همکاری کرده

came up with this algorithm control,

و به این نتیجۀ کنترل الگوریتمی رسیدیم،

which Amanda can now demonstrate.

که هم اکنون آماندا آنرا به نمایش می گذارد.

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

آماندا: بدین طریق من آرنجی دارم که بالا و پایین می رود.

I have the wrist rotation

مچی دارم که می چرخد

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

آنقدر ادامه می یابد تا تا جائی که چرخش کامل دارد.

And I have the wrist flexion and extension.

و من انحنا و کشش مچ دارم.

And I also have the hand closed and open.

و دست را باز و بسته نیز می کنم.

TK: Thank you, Amanda.

تاد: مرسی، آماندا.

Now this is a research arm,

این یک دست تحقیقاتی است،

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

اما ازاین قسمت به پایین از قطعات مقرون به صرفه ساخته شده

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

و یک تعدادی که من از اقصی نقاط دنیا تهیه کردم

It's about seven pounds,

حدود هفت پوند وزن دارد،

which is probably about what my arm would weigh

که احتمالا" حدود وزن دست من است

if I lost it right here.

اگر از این ناحیه آنرا از دست بدهم.

Obviously, that's heavy for Amanda.

بدیهی است که برای آماندا سنگین است.

And in fact, it feels even heavier,

و در حقیقت حتی سنگین تر نیز هست

because it's not glued on the same.

چرا که در جای طبیعی وصل نشده است.

She's carrying all the weight through harnesses.

او از طریق تسمه ها تمام این وزن را تحمل می کند.

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

خُب قسمت جالب کار، بخش مکانیکی آن نیست بلکه بخش کنترل آن است.

but the control.

خُب قسمت جالب کار، بخش مکانیکی آن نیست بلکه بخش کنترل آن است.

So we've developed a small microcomputer

بدین ترتیب ما یک میکروکامپیوتر طراحی کردیم

that is blinking somewhere behind her back

که در جایی در پشت او چشمک می زند

and is operating this

و عملکرد آن بصورتی است

all by the way she trains it

که او آنرا تنظیم کرده

to use her individual muscle signals.

تا تک تک سیگنالهای عضله خود را بکار برد.

So Amanda, when you first started using this arm,

آماندا، وقتی شروع به استفاده از این دست کردی،

how long did it take to use it?

چقدر طول کشید تا آنرا به کار ببری؟

AK: It took just about probably three to four hours

آماندا: فقط حدود 3 یا 4 ساعت طول می کشید

to get it to train.

تا آنرا تحت تعلیم در بیاورم.

I had to hook it up to a computer,

باید آنرا به شبکۀ کامپیوتری وصل می کردم،

so I couldn't just train it anywhere.

بنابراین هر جایی نمی توانستم آنرا آماده کنم.

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

لذا اگر از کار می افتاد، باید آنرا در می آوردم.

So now it's able to train

در حال حاضر تنها با این

with just this little piece on the back.

قطعۀ کوچک در پشت من، قابل راه اندازی است.

I can wear it around.

همه جا می توانم آنراهمراه داشته باشم.

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

اگر به دلیلی از کار بایستد، می توانم آنرا مجدد راه اندازی کنم.

Takes about a minute.

حدود یک دقیقه زمان می برد.

TK: So we're really excited,

تاد: خُب ما بسیار هیجان زده ایم،

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

زیرا در مسیر رسیدن به یک وسیلۀ بالینی عَملی هستیم.

And that's where our goal is --

و این جایگاه هدف ماست--

to have something clinically pragmatic to wear.

داشتن چیزی که از لحاظ بالینی قابل حمل باشد .

We've also had Amanda able to use

آماندا همچنین قادر به استفاده از

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

برخی از دستهای پیشرفته تری که در ابتدا به شما نشان دادم، بود.

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

آماندا در اینجا،از دستی استفاده می کند که ساخت انجمن تحقیقDEKA است .

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

و من معتقدم که " دین کامن" چند سال پیش آنرا در TED معرفی کرد.

So Amanda, you can see,

بنابراین همانطور که مشاهده می کنید،

has really good control.

آماندا کنترل واقعا" خوبی دارد.

It's all the pattern recognition.

و این تماما" تشخیص الگو هاست.

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

و هم اکنون دستی دارد که گیرشهای متفاوتی دارد.

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

کاری که انجام می دهیم این است که بیمار خیلی واضح

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

فکر می کند، " من چه نوع گرفتنی لازم دارم؟"

It goes into that mode,

و به آن وضعیت می رود ،

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

و سپس شما می توانید با این دست، تا 5 یا 6 نوع مختلف گرفتن را داشته باشید.

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

آماندا، چند نوع گرفتن با دست DEKA داشتی؟

AK: I was able to get four.

آماندا: من چهار نوع گرفتن داشتم.

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

گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند

I had a power grasp

گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند

and I had a fine pinch.

گرفتن در حالت کاملا" باز، نیمه باز، محکم و سفت و نیشگون مانند

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

اما نوع مورد علاقۀ من وقتی بود که دست باز بود،

because I work with kids,

چون من با کودکان کار می کنم،

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

و بنابراین شما تمام وقت مشغول تشویق و آواز خواندن هستید ،

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

بدین ترتیب توانستم دوباره اینکار راانجام دهم که واقعا" عالی بود.

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

تاد: آن دست آنقدر برای تشویق خوب نیست.

AK: Can't clap with this one.

آماندا: با این یکی نمی توانم تشویق کنم.

TK: All right. So that's exciting

تاد: بسیار خوب. بدین ترتیب این شگفت انگیزه

on where we may go with the better mechatronics,

خُب جایی که ما احتمالا با مکا الکترونیکِ بهتر خواهیم رفت، هیجان انگیز خواهد بود،

if we make them good enough

در صورتیکه آنها را آنقدر خوب بسازیم

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

که وارد بازار کرده و به مرحلۀ آزمایش بگذاریم.

I want you to watch closely.

از شما می خواهم با دقت نگاه کنید.

(Video) Claudia: Oooooh!

(ویدئو) "کلادیا" : اوه ه ه ه !

TK: That's Claudia,

تاد: آن "کلادیا" است،

and that was the first time

و آن اولین باری بود که او

she got to feel sensation through her prosthetic.

از طریق پروتزش، قادر به حس کردن شد.

She had a little sensor at the end of her prosthesis

او یک سنسور کوچک در انتهای پروتزش داشت

that then she rubbed over different surfaces,

که هنگامیکه سطوح مختلف را لمس می کرد،

and she could feel different textures

می توانست بافتهای مختلف از قبیل

of sandpaper, different grits, ribbon cable,

کاغذ سنباده، سنگ ریزه، روبان را حس کند،

as it pushed on her reinnervated hand skin.

چون آنها به عصبهای دستی پوست او فشار می آوردند.

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

او گفت وقتی که آنرا روی میز حرکت داد،

it felt like her finger was rocking.

حس کرد که انگار انگشتش تکان می خورد.

So that's an exciting laboratory experiment

بنابراین این یک تجربۀ آزمایشگاهی جالبی است

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

در مورد چگونگی بازگرداندن بالقوۀ برخی حسهای موجود در پوست.

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

اما در اینجا فیلم دیگری است که برخی از مشکلات ما را نشان می دهد.

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

این "جسی" است، و او یک اسباب بازی اسفنجی را فشار می دهد.

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

شما یک چیز سیاه کوچک در وسط می بینید که هرچه بیشتر آنرا فشار می دهد،

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

به اندازۀ فشاری که او می آورد، به پوست او فشار وارد می کند.

But look at all the electrodes around it.

اما به تمام الکترودهای اطراف آن نگاه کنید.

I've got a real estate problem.

من مشکل مقدار جا و فضا دارم.

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

قرار است تعداد زیادی از این چیزها در اینجا بگذاریم،

but our little motor's making all kinds of noise

ولی موتور کوچک ما انواع صداهای مختلف را درست کنار

right next to my electrodes.

الکترودها من ایجاد می کند.

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

بنابراین برای کار در این قسمت، واقعا" دچار مشکل هستیم.

The future is bright.

آینده روشن است.

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

ما در مورد جایگاه خود و کلی چیزهایی که می خواهیم انجام دهیم، هیجان زده ایم.

So for example,

لذا بعنوان مثال،

one is to get rid of my real estate problem

یکی این است که از مشکل جا و مکان خلاص شویم

and get better signals.

و سیگنالهای بهتری دریافت کنیم.

We want to develop these little tiny capsules

ما قصد داریم چنین کپسولهای ریز کوچکی که به اندازۀ

about the size of a piece of risotto

یک دانه برنج ایتالیایی است، درست کنیم

that we can put into the muscles

و در داخل عضله ها کار بگذاریم

and telemeter out the EMG signals,

و سیگنالهای EMG را از دور بسنجیم،

so that it's not worrying about electrode contact.

بطوریکه دیگر نگران تماس الکترودها نباشیم.

And we can have the real estate open

و می توانیم فضای خالی برای

to try more sensation feedback.

آزمایش بیشتر انعکاس حس داشته باشیم.

We want to build a better arm.

ما قصد داریم دست بهتری بسازیم.

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

این دست-- اکثرا" برای 50 درصد مردان ساخته می شوند

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

بدین معنی که برای پنج هشتم دنیا خیلی بزرگ است.

So rather than a super strong or super fast arm,

بنابراین بجای یک دست فوق العاده قوی یا فوق العاده پر سرعت،

we're making an arm that is --

ما دستی می سازیم که

we're starting with,

در ابتدای کار

the 25th percentile female --

25 درصد زنانه باشد--

that will have a hand that wraps around,

دستی که دور چیزی بسته می شود،

opens all the way,

کاملا" باز می شود،

two degrees of freedom in the wrist and an elbow.

دو درجۀ مانور در مچ و آرنج دارد.

So it'll be the smallest and lightest

بدین ترتیب آن کوچک ترین و سبک ترین و هوشمند ترین

and the smartest arm ever made.

دستی خواهد بود که تا بحال ساخته شده.

Once we can do it that small,

زمانیکه بتوانیم به آن کوچکی بسازیم،

it's a lot easier making them bigger.

بزرگتر ساختن آن به مراتب راحت تر خواهد بود.

So those are just some of our goals.

خِب آنها تنها برخی از اهداف ماست.

And we really appreciate you all being here today.

و از همه شما بخاطر حضورتان در اینجا واقعا" ممنونیم.

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

می خواهم کمی در مورد جنبۀ منفی

with yesterday's theme.

موضوع دیروز بگویم.

So Amanda came jet-lagged,

آماندا با خستگی ناشی از پرواز آمد،

she's using the arm,

او از دست استفاده می کرد،

and everything goes wrong.

و همه چیز اشتباه پیش می رفت.

There was a computer spook,

کامپوتر قاطی کرده بود،

a broken wire,

یک سیم پاره،

a converter that sparked.

یک مبدلی که جرقه می زد.

We took out a whole circuit in the hotel

ما کل مدار را در داخل هتل بیرون کشیدیم

and just about put on the fire alarm.

نزدیک بود زنگ خطر آتش روشن شود.

And none of those problems could I have dealt with,

و هیچ یک از آن مشکلها را نمی توانستم به تنهایی حل کنم،

but I have a really bright research team.

ولی من یک تیم تحقیقاتی واقعا" باهوشی دارم.

And thankfully Dr. Annie Simon was with us

و خدا را شکر دکتر "آنی سیمون" با ما بود

and worked really hard yesterday to fix it.

و دیروز را به سختی کار کرد تا آنرا درست کند.

That's science.

این علم است.

And fortunately, it worked today.

و خوشبختانه، این امروز کار کرد.

So thank you very much.

خوب از شما بسیار متشکرم.

(Applause)

(تشویق حاضرین)