Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

Todd Kuiken : un bras prothétique qui "ressent"

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2011-10-20 ・ TED


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Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

Todd Kuiken : un bras prothétique qui "ressent"

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TED


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Elisabeth Buffard Relecteur: Els De Keyser
00:15
So today, I would like to talk with you
0
15260
3000
Aujourd'hui, je voudrais vous parler
00:18
about bionics,
1
18260
2000
de bionique,
00:20
which is the popular term
2
20260
2000
le terme populaire
00:22
for the science of replacing part of a living organism
3
22260
3000
pour la science qui remplace une partie d'un organisme vivant
00:25
with a mechatronic device, or a robot.
4
25260
3000
par un appareil mécatronique, ou un robot.
00:28
It is essentially
5
28260
2000
C'est essentiellement
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the stuff of life meets machine.
6
30260
3000
la rencontre de la matière vivante et de la machine.
00:33
And specifically, I'd like to talk with you
7
33260
2000
Je voudrais vous parler spécifiquement
00:35
about how bionics is evolving
8
35260
3000
de l'évolution de la bionique
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for people with arm amputations.
9
38260
3000
pour les personnes amputées d'un bras.
00:41
This is our motivation.
10
41260
3000
C'est ce qui nous motive.
00:44
Arm amputation causes a huge disability.
11
44260
3000
L'amputation du bras provoque un handicap énorme.
00:47
I mean, the functional impairment is clear.
12
47260
2000
Le handicap fonctionnel est clair.
00:49
Our hands are amazing instruments.
13
49260
2000
Nos mains sont des instruments étonnants.
00:51
And when you lose one, far less both,
14
51260
3000
Quand on en perd une, ou pire encore deux,
00:54
it's a lot harder to do the things
15
54260
2000
il est beaucoup plus difficile de faire les choses
00:56
we physically need to do.
16
56260
2000
que nous avons besoin de faire physiquement.
00:58
There's also a huge emotional impact.
17
58260
2000
Il y a aussi un énorme impact émotionnel.
01:00
And actually, I spend as much of my time in clinic
18
60260
2000
Je passe autant de temps en consultation
01:02
dealing with the emotional adjustment of patients
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62260
3000
à gérer l'ajustement émotionnel des patients
01:05
as with the physical disability.
20
65260
2000
que leur handicap physique.
01:07
And finally, there's a profound social impact.
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67260
3000
Finalement, il y a un impact social profond.
01:10
We talk with our hands.
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70260
2000
Nous parlons avec nos mains.
01:12
We greet with our hands.
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72260
2000
Nous saluons avec nos mains.
01:14
And we interact with the physical world with our hands.
24
74260
3000
Et nous interagissons avec le monde physique avec nos mains.
01:17
And when they're missing,
25
77260
2000
Quand on ne les a plus,
01:19
it's a barrier.
26
79260
2000
c'est une barrière.
01:21
Arm amputation is usually caused by trauma,
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81260
3000
L'amputation du bras est en général provoquée par un traumatisme,
01:24
with things like industrial accidents,
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84260
2000
avec des choses comme des accidents du travail,
01:26
motor vehicle collisions
29
86260
2000
des collisions de véhicules à moteurs
01:28
or, very poignantly, war.
30
88260
2000
ou, c'est très poignant, la guerre.
01:30
There are also some children who are born without arms,
31
90260
3000
Il y a aussi des enfants nés sans bras,
01:33
called congenital limb deficiency.
32
93260
3000
ce qu'on appelle déficience congénitale au niveau des membres.
01:36
Unfortunately, we don't do great
33
96260
2000
Malheureusement, nous ne sommes pas forts
01:38
with upper-limb prosthetics.
34
98260
2000
pour ce qui est de la prothétique des membres supérieurs.
01:40
There are two general types.
35
100260
2000
Il y a deux grands types.
01:42
They're called body-powered prostheses,
36
102260
2000
On les appelle les prothèses classiques,
01:44
which were invented just after the Civil War,
37
104260
2000
qui ont été inventées juste après la guerre de sécession,
01:46
refined in World War I and World War II.
38
106260
3000
affinées lors des deux guerres mondiales.
01:49
Here you see a patent
39
109260
2000
Vous voyez ici un brevet
01:51
for an arm in 1912.
40
111260
2000
pour un bras en 1912.
01:53
It's not a lot different
41
113260
2000
La prothèse n'est pas très différente
01:55
than the one you see on my patient.
42
115260
3000
de celle que vous voyez sur mon patient.
01:58
They work by harnessing shoulder power.
43
118260
2000
Elles fonctionnent en s'appuyant sur la puissance de l'épaule.
02:00
So when you squish your shoulders, they pull on a bicycle cable.
44
120260
3000
Donc quand vous bougez un peu vos épaules, elle tirent sur un câble de vélo.
02:03
And that bicycle cable can open or close a hand or a hook
45
123260
3000
Ce câble de vélo peut ouvrir ou fermer une main ou un crochet
02:06
or bend an elbow.
46
126260
2000
ou plier un coude.
02:08
And we still use them commonly,
47
128260
2000
Nous les employons encore couramment,
02:10
because they're very robust
48
130260
2000
parce que ce sont des appareils très solides
02:12
and relatively simple devices.
49
132260
2000
et relativement simples.
02:14
The state of the art
50
134260
2000
Le dernier cri
02:16
is what we call myoelectric prostheses.
51
136260
2000
est ce qu'on appelle les prothèses myoélectriques.
02:18
These are motorized devices
52
138260
2000
Ce sont des appareils motorisés
02:20
that are controlled
53
140260
2000
qui sont contrôlés
02:22
by little electrical signals from your muscle.
54
142260
2000
par de petits signaux électriques envoyés par votre muscle.
02:24
Every time you contract a muscle,
55
144260
2000
Chaque fois que vous contractez un muscle,
02:26
it emits a little electricity
56
146260
2000
il émet un peu d'électricité
02:28
that you can record with antennae or electrodes
57
148260
2000
qu'on peut enregistrer avec des antennes ou des électrodes
02:30
and use that to operate the motorized prosthesis.
58
150260
3000
et qu'on peut utiliser pour faire fonctionner la prothèse motorisée.
02:33
They work pretty well
59
153260
2000
Ils fonctionnent assez bien
02:35
for people who have just lost their hand,
60
155260
2000
pour les gens qui viennent juste de perdre leur main,
02:37
because your hand muscles are still there.
61
157260
2000
parce que les muscles de la main sont toujours là.
02:39
You squeeze your hand, these muscles contract.
62
159260
2000
Vous serrez la main, ces muscles se contractent.
02:41
You open it, these muscles contract.
63
161260
2000
Vous l'ouvrez, ces muscles se contractent.
02:43
So it's intuitive, and it works pretty well.
64
163260
3000
C'est donc intuitif, et ça fonctionne assez bien.
02:46
Well how about with higher levels of amputation?
65
166260
2000
Qu'en est-il de niveaux d'amputation plus élevés?
02:48
Now you've lost your arm above the elbow.
66
168260
2000
Vous avez perdu un bras juste au-dessus du coude.
02:50
You're missing not only these muscles,
67
170260
2000
il vous manque non seulement ces muscles,
02:52
but your hand and your elbow too.
68
172260
2000
mais aussi la main et le coude.
02:54
What do you do?
69
174260
2000
Que faites-vous?
02:56
Well our patients have to use
70
176260
2000
Nos patients doivent utiliser
02:58
very code-y systems
71
178260
3000
des systèmes très codifiés
03:01
of using just their arm muscles
72
181260
2000
pour n'employer que les muscles des bras
03:03
to operate robotic limbs.
73
183260
3000
pour faire fonctionner les membres robotisés.
03:06
We have robotic limbs.
74
186260
2000
Nous avons des membres robotisés.
03:08
There are several available on the market, and here you see a few.
75
188260
3000
Il y en a plusieurs sur le marché, et vous en voyez quelques-uns ici.
03:11
They contain just a hand that will open and close,
76
191260
3000
Ils comportent simplement une main qui s'ouvre et se ferme,
03:14
a wrist rotator and an elbow.
77
194260
2000
un poignet qui tourne et un coude.
03:16
There's no other functions.
78
196260
2000
Il n'y a pas d'autres fonctions.
03:18
If they did, how would we tell them what to do?
79
198260
2000
Si c'était le cas, comment leur dirions-nous quoi faire?
03:20
We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago
80
200260
3000
Nous avons construit notre propre bras à l'Institut de Rééducation de Chicago (RIC)
03:23
where we've added some wrist flexion and shoulder joints
81
203260
3000
et nous avons ajouté la flexion du poignet et des articulations d'épaule
03:26
to get up to six motors, or six degrees of freedom.
82
206260
3000
pour monter à 6 moteurs, ou 6 degrés de liberté.
03:29
And we've had the opportunity to work with some very advanced arms
83
209260
3000
Nous avons eu l'occasion de travailler avec des bras très avancés
03:32
that were funded by the U.S. military, using these prototypes,
84
212260
3000
qui étaient financés par l'armée des Etats-Unis, en utilisant ces prototypes,
03:35
that had up to 10 different degrees of freedom
85
215260
3000
qui avaient jusqu'à 10 degrés différentes de liberté
03:38
including movable hands.
86
218260
2000
y compris des mains mobiles.
03:40
But at the end of the day,
87
220260
2000
Mais en fin de compte,
03:42
how do we tell these robotic arms what to do?
88
222260
2000
comment dire à ces bras robotisés ce qu'ils doivent faire?
03:44
How do we control them?
89
224260
2000
Comment les contrôlons-nous?
03:46
Well we need a neural interface,
90
226260
2000
Il nous faut une interface neutre,
03:48
a way to connect to our nervous system
91
228260
2000
un moyen d'établir la connexion avec notre système nerveux
03:50
or our thought processes
92
230260
2000
ou nos processus de pensée
03:52
so that it's intuitive, it's natural,
93
232260
2000
pour que ce soit intuitif, naturel,
03:54
like for you and I.
94
234260
4000
comme pour vous et moi.
03:58
Well the body works by starting a motor command in your brain,
95
238260
3000
Le corps fonctionne en lançant une commande motrice dans votre cerveau,
04:01
going down your spinal cord,
96
241260
2000
qui descend le long de votre moelle épinière,
04:03
out the nerves and to your periphery.
97
243260
2000
jusqu'aux nerfs et à votre périphérie.
04:05
And your sensation's the exact opposite.
98
245260
2000
Ce que vous ressentez est exactement le contraire.
04:07
You touch yourself, there's a stimulus
99
247260
2000
Vous vous touchez, il y a un stimulus
04:09
that comes up those very same nerves back up to your brain.
100
249260
3000
qui remonte le long de ces mêmes nerfs jusqu'au cerveau.
04:13
When you lose your arm, that nervous system still works.
101
253260
3000
Quand vous perdez un bras, ce système nerveux fonctionne toujours.
04:16
Those nerves can put out command signals.
102
256260
3000
Ces nerfs peuvent émettre des signaux de commande.
04:19
And if I tap the nerve ending
103
259260
2000
Si je sollicite la terminaison nerveuse
04:21
on a World War II vet,
104
261260
2000
d'un vétéran de la deuxième guerre mondiale,
04:23
he'll still feel his missing hand.
105
263260
2000
il sentira toujours sa main manquante.
04:25
So you might say,
106
265260
2000
Alors vous pourriez dire,
04:27
let's go to the brain
107
267260
2000
allons au cerveau
04:29
and put something in the brain to record signals,
108
269260
3000
et mettons quelque chose dans le cerveau pour enregistrer ces signaux,
04:32
or in the end of the peripheral nerve and record them there.
109
272260
3000
ou au bout des nerfs périphériques et enregistrons-les là.
04:35
And these are very exciting research areas,
110
275260
3000
Ce sont des domaines de recherches très excitants,
04:38
but it's really, really hard.
111
278260
2000
mais c'est vraiment très difficile.
04:40
You have to put in
112
280260
2000
Vous devez mettre
04:42
hundreds of microscopic wires
113
282260
2000
des centaines de câbles microscopiques
04:44
to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers
114
284260
4000
pour enregistrer depuis de minuscules neurones individuels, des fibres ordinaires
04:48
that put out tiny signals
115
288260
2000
qui émettent de minuscules signaux,
04:50
that are microvolts.
116
290260
2000
des microvolts.
04:52
And it's just too hard
117
292260
2000
C'est tout bonnement trop difficile
04:54
to use now and for my patients today.
118
294260
2000
à employer pour mes patients aujourd'hui.
04:56
So we developed a different approach.
119
296260
3000
Alors nous avons développé une approche différente.
04:59
We're using a biological amplifier
120
299260
3000
Nous utilisons un amplificateur biologique
05:02
to amplify these nerve signals -- muscles.
121
302260
3000
pour amplifier ces signaux nerveux, les muscles.
05:05
Muscles will amplify the nerve signals
122
305260
2000
Les muscles vont amplifier les signaux nerveux
05:07
about a thousand-fold,
123
307260
2000
environ un millier de fois,
05:09
so that we can record them from on top of the skin,
124
309260
3000
pour que nous puissions les enregistrer par dessus la peau,
05:12
like you saw earlier.
125
312260
2000
comme vous l'avez vu plus tôt.
05:14
So our approach is something we call targeted reinnervation.
126
314260
3000
Notre approche est donc ce que nous appelons la réinnervation sélective.
05:17
Imagine, with somebody who's lost their whole arm,
127
317260
3000
Imaginez, avec quelqu'un qui a perdu tout son bras,
05:20
we still have four major nerves
128
320260
2000
nous avons encore quatre nerfs principaux
05:22
that go down your arm.
129
322260
2000
qui descendent le long du bras.
05:24
And we take the nerve away from your chest muscle
130
324260
3000
Nous enlevons le nerf du muscle de votre poitrine
05:27
and let these nerves grow into it.
131
327260
3000
et laissons ces nerfs y pousser.
05:30
Now you think, "Close hand," and a little section of your chest contracts.
132
330260
3000
Vous pensez, "Fermer la main", et une petite section de votre poitrine se contracte.
05:33
You think, "Bend elbow,"
133
333260
2000
Vous pensez, "Plier le coude",
05:35
a different section contracts.
134
335260
2000
une section différente se contracte.
05:37
And we can use electrodes or antennae
135
337260
2000
Nous pouvons utiliser des électrodes ou des antennes
05:39
to pick that up and tell the arm to move.
136
339260
3000
pour capter ça et dire au bras de bouger.
05:42
That's the idea.
137
342260
2000
Voilà l'idée.
05:44
So this is the first man that we tried it on.
138
344260
3000
Alors voici le premier homme sur qui nous l'avons essayé.
05:47
His name is Jesse Sullivan.
139
347260
2000
Il s'appelle Jesse Sullivan.
05:49
He's just a saint of a man --
140
349260
2000
C'est un saint,
05:51
54-year-old lineman who touched the wrong wire
141
351260
2000
un poseur de lignes électriques de 54 ans qui a touché le mauvais câble
05:53
and had both of his arms burnt so badly
142
353260
3000
et a eu les deux bras tellement brûlés
05:56
they had to be amputated at the shoulder.
143
356260
2000
qu'il a fallu l'amputer au niveau de l'épaule.
05:58
Jesse came to us at the RIC
144
358260
2000
Jesse est venu au RIC
06:00
to be fit with these state-of-the-art devices, and here you see them.
145
360260
3000
pour se faire poser ces appareils dernier cri et vous les voyez ici.
06:03
I'm still using that old technology
146
363260
3000
J'emploie toujours cette vieille technologie
06:06
with a bicycle cable on his right side.
147
366260
2000
avec un câble de vélo sur son côté droit.
06:08
And he picks which joint he wants to move with those chin switches.
148
368260
3000
Il sélectionne l'articulation qu'il veut bouger avec ces interrupteurs au menton.
06:11
On the left side he's got a modern motorized prosthesis
149
371260
3000
Sur le côté gauche, il a une prothèse motorisée moderne
06:14
with those three joints,
150
374260
2000
avec ces trois articulations,
06:16
and he operates little pads in his shoulder
151
376260
3000
et il fait fonctionner de petits pavés sur son épaule
06:19
that he touches to make the arm go.
152
379260
2000
qu'il touche pour faire bouger le bras.
06:21
And Jesse's a good crane operator,
153
381260
2000
Jesse est un bon opérateur de grue,
06:23
and he did okay by our standards.
154
383260
2000
et il s'en est bien sorti selon nos critères.
06:25
He also required a revision surgery on his chest.
155
385260
3000
Il lui fallait une opération chirurgicale de révision sur sa poitrine.
06:28
And that gave us the opportunity
156
388260
2000
Cela nous a donné la possibilité
06:30
to do targeted reinnervation.
157
390260
2000
de faire une réinnervation ciblée.
06:32
So my colleague, Dr. Greg Dumanian, did the surgery.
158
392260
3000
Mon collègue, le docteur Greg Dumanian a pratiqué l'opération
06:35
First, we cut away the nerve to his own muscle,
159
395260
3000
D'abord, nous avons coupé le nerf de son propre muscle,
06:38
then we took the arm nerves
160
398260
2000
puis nous avons pris les nerfs des bras
06:40
and just kind of had them shift down onto his chest
161
400260
2000
et les avons en quelque sorte basculés sur sa poitrine
06:42
and closed him up.
162
402260
2000
et nous l'avons refermé.
06:44
And after about three months,
163
404260
2000
Au bout de trois mois environ,
06:46
the nerves grew in a little bit and we could get a twitch.
164
406260
2000
les nerfs ont poussé un petit peu et nous avons pu obtenir un petit soubresaut.
06:48
And after six months, the nerves grew in well,
165
408260
3000
Au bout de 6 mois, les nerfs poussaient bien,
06:51
and you could see strong contractions.
166
411260
2000
et on pouvait voir de fortes contractions.
06:53
And this is what it looks like.
167
413260
2000
Voilà à quoi ça ressemble.
06:55
This is what happens when Jesse thinks
168
415260
2000
Voilà ce qui se passe quand Jesse pense
06:57
open and close his hand,
169
417260
2000
à ouvrir et fermer sa main,
06:59
or bend or straighten your elbow.
170
419260
3000
ou à plier ou étendre son coude.
07:02
You can see the movements on his chest,
171
422260
2000
Vous pouvez voir les mouvements sur sa poitrine,
07:04
and those little hash marks
172
424260
2000
et ces petites marques
07:06
are where we put our antennae, or electrodes.
173
426260
2000
se trouvent là où nous avons implanté nos antennes, nos électrodes.
07:08
And I challenge anybody in the room
174
428260
2000
Je mets quiconque dans cette salle au défi
07:10
to make their chest go like this.
175
430260
2000
de faire faire ça à sa poitrine.
07:12
His brain is thinking about his arm.
176
432260
2000
Son cerveau pense à son bras.
07:14
He has not learned how to do this with the chest.
177
434260
3000
Il n'a pas appris comment faire ça avec la poitrine.
07:17
There is not a learning process.
178
437260
2000
Il n'y a pas de processus d'apprentissage.
07:19
That's why it's intuitive.
179
439260
2000
C'est pour ça que c'est intuitif.
07:21
So here's Jesse in our first little test with him.
180
441260
3000
Voici donc Jesse lors de notre premier petit test.
07:24
On the left-hand side, you see his original prosthesis,
181
444260
3000
A gauche, vous voyez sa prothèse originale,
07:27
and he's using those switches
182
447260
2000
et il utilise ces interrupteurs
07:29
to move little blocks from one box to the other.
183
449260
2000
pour déplacer de petits blocs d'une boite à l'autre.
07:31
He's had that arm for about 20 months, so he's pretty good with it.
184
451260
3000
Il a ce bras depuis 20 mois environ, donc il y arrive assez bien.
07:34
On the right side,
185
454260
2000
A droite,
07:36
two months after we fit him with his targeted reinnervation prosthesis --
186
456260
3000
deux mois après qu'on lui ai posé sa prothèse à réinnervation ciblée,
07:39
which, by the way, is the same physical arm,
187
459260
3000
qui d'ailleurs est le même bras physique,
07:42
just programmed a little different --
188
462260
2000
juste programmé un peu différemment,
07:44
you can see that he's much faster
189
464260
2000
vous pouvez voir qu'il est beaucoup plus rapide
07:46
and much smoother as he moves these little blocks.
190
466260
3000
et bien plus souple quand il déplace ces petits blocs.
07:49
And we're only able to use three of the signals at this time.
191
469260
3000
Nous sommes seulement capables d'utiliser trois des signaux à la fois.
07:52
Then we had one of those little surprises in science.
192
472260
5000
Puis nous avons eu une de ces petites surprises comme la science en réserve.
07:57
So we're all motivated to get motor commands
193
477260
2000
Nous sommes tous motivés pour obtenir des commandes motrices
07:59
to drive robotic arms.
194
479260
2000
pour piloter des bras robotisés.
08:01
And after a few months,
195
481260
2000
Après quelques mois,
08:03
you touch Jesse on his chest,
196
483260
2000
vous touchez Jesse sur la poitrine,
08:05
and he felt his missing hand.
197
485260
3000
et il sentait sa main manquante.
08:08
His hand sensation grew into his chest again
198
488260
2000
La sensation de sa main a de nouveau grandi dans sa poitrine
08:10
probably because we had also taken away a lot of fat,
199
490260
3000
probablement parce que nous avions aussi enlevé beaucoup de graisse,
08:13
so the skin was right down to the muscle
200
493260
2000
alors la peau était directement sur le muscle
08:15
and deinnervated, if you would, his skin.
201
495260
2000
et nous avions désinervé, si vous voulez, sa peau.
08:17
So you touch Jesse here, he feels his thumb;
202
497260
2000
Alors vous touchez Jesse ici, il sent son pouce ;
08:19
you touch it here, he feels his pinky.
203
499260
2000
vous touchez ici, il sent son petit doigt.
08:21
He feels light touch
204
501260
2000
Il sent un toucher léger
08:23
down to one gram of force.
205
503260
2000
jusqu'à un gramme force.
08:25
He feels hot, cold, sharp, dull,
206
505260
3000
Il ressent le chaud, le froid, ce qui est pointu ou émoussé,
08:28
all in his missing hand,
207
508260
2000
tout dans sa main manquante,
08:30
or both his hand and his chest,
208
510260
2000
ou à la fois dans sa main et sa poitrine,
08:32
but he can attend to either.
209
512260
2000
mais il peut réagir à l'une ou l'autre.
08:34
So this is really exciting for us,
210
514260
2000
C'est vraiment excitant pour nous,
08:36
because now we have a portal,
211
516260
2000
parce que maintenant nous avons un portail,
08:38
a portal, or a way to potentially give back sensation,
212
518260
4000
un portail ou une façon de rendre potentiellement la sensation,
08:42
so that he might feel what he touches
213
522260
2000
pour qu'il puisse ressentir ce qu'il touche
08:44
with his prosthetic hand.
214
524260
2000
avec sa main prothétique.
08:46
Imagine sensors in the hand
215
526260
2000
Imaginez les capteurs dans la main
08:48
coming up and pressing on this new hand skin.
216
528260
3000
qui montent et pressent sur la nouvelle peau de sa main.
08:51
So it was very exciting.
217
531260
2000
Alors c'était très excitant.
08:53
We've also gone on
218
533260
2000
Nous l'avons aussi fait
08:55
with what was initially our primary population
219
535260
2000
avec ce qui était initialement notre population
08:57
of people with above-the-elbow amputations.
220
537260
2000
d'origine avec des amputations au dessus du coude.
08:59
And here we deinnervate, or cut the nerve away,
221
539260
3000
Ici nous dénervons, ou nous coupons le nerf,
09:02
just from little segments of muscle
222
542260
2000
seulement de petits segments de muscle
09:04
and leave others alone
223
544260
2000
et en laisser d'autres
09:06
that give us our up-down signals
224
546260
2000
qui nous donnent des signaux alternatifs
09:08
and two others that will give us a hand open and close signal.
225
548260
3000
et deux autres qui nous donneront un signal de main ouverte et fermée.
09:11
This was one of our first patients, Chris.
226
551260
2000
C'était un de nos premiers patients, Chris.
09:13
You see him with his original device
227
553260
2000
Vous le voyez avec son appareillage d'origine
09:15
on the left there after eight months of use,
228
555260
2000
à gauche là après 8 mois d'utilisation,
09:17
and on the right, it is two months.
229
557260
2000
et à droite, c'est deux mois.
09:19
He's about four or five times as fast
230
559260
3000
Il est environ 4 ou 5 fois plus vite
09:22
with this simple little performance metric.
231
562260
3000
avec cette simple petite mesure de performance.
09:25
All right.
232
565260
2000
Bon.
09:27
So one of the best parts of my job
233
567260
3000
Une des meilleures parties de mon travail
09:30
is working with really great patients
234
570260
2000
est de travailler avec ces patients vraiment géniaux
09:32
who are also our research collaborators.
235
572260
2000
qui sont aussi nos collaborateurs de recherche.
09:34
And we're fortunate today
236
574260
2000
Nous avons de la chance aujourd'hui
09:36
to have Amanda Kitts come and join us.
237
576260
2000
qu'Amanda Kitts qui vienne se joindre à nous.
09:38
Please welcome Amanda Kitts.
238
578260
2000
merci d'accueillir Amanda Kitts.
09:40
(Applause)
239
580260
7000
(Applaudissements)
09:47
So Amanda, would you please tell us how you lost your arm?
240
587260
3000
Alors Amanda, voulez-vous nous dire comment vous avez perdu votre bras?
09:50
Amanda Kitts: Sure. In 2006, I had a car accident.
241
590260
3000
Amanda Kitts : Bien sûr. En 2006, j'ai eu un accident de voiture.
09:53
And I was driving home from work,
242
593260
3000
Je revenais du travail en voiture,
09:56
and a truck was coming the opposite direction,
243
596260
2000
et un camion venant en sens opposé,
09:58
came over into my lane,
244
598260
2000
est venu sur ma voie,
10:00
ran over the top of my car and his axle tore my arm off.
245
600260
4000
a roulé sur le toit de ma voiture et son essieu m'a arraché le bras.
10:04
Todd Kuiken: Okay, so after your amputation, you healed up.
246
604260
3000
Todd Kuiken : Bon, alors après votre amputation, vous avez récupéré.
10:07
And you've got one of these conventional arms.
247
607260
2000
Vous avez eu un de ces bras conventionnels.
10:09
Can you tell us how it worked?
248
609260
3000
Pouvez-vous nous dire comment ça marchait?
10:12
AK: Well, it was a little difficult,
249
612260
2000
AK : Et bien, c'était un peu difficile,
10:14
because all I had to work with was a bicep and a tricep.
250
614260
2000
parce que tout ce que j'avais pour travailler, c'était un biceps et un triceps.
10:16
So for the simple little things like picking something up,
251
616260
3000
Alors pour des petits gestes comme ramasser quelque chose,
10:19
I would have to bend my elbow,
252
619260
3000
je devrais plier mon coude,
10:22
and then I would have to cocontract
253
622260
2000
et puis il faudrait que je cocontracte
10:24
to get it to change modes.
254
624260
2000
pour changer de mode.
10:26
When I did that,
255
626260
2000
Quand j'ai fait ça,
10:28
I had to use my bicep
256
628260
3000
il me fallait utiliser mon biceps
10:31
to get the hand to close,
257
631260
2000
pour fermer la main,
10:33
use my tricep to get it to open,
258
633260
2000
utiliser mon triceps pour l'ouvrir,
10:35
cocontract again
259
635260
2000
cocontracter encore
10:37
to get the elbow to work again.
260
637260
2000
pour faire fonctionner le coude,
10:39
TK: So it was a little slow?
261
639260
2000
TK : C'était donc un peu lent?
10:41
AK: A little slow, and it was just hard to work.
262
641260
3000
AK : Un peu lent, et un peu difficile à faire
10:44
You had to concentrate a whole lot.
263
644260
2000
Il fallait se concentrer beaucoup.
10:46
TK: Okay, so I think about nine months later
264
646260
3000
TK : Alors je pense que 9 mois plus tard
10:49
that you had the targeted reinnervation surgery,
265
649260
2000
après votre opération de réinervation ciblée,
10:51
took six more months to have all the reinnervation.
266
651260
3000
il a fallu encore 6 mois pour que toute la réinervation soit faite.
10:54
Then we fit her with a prosthesis.
267
654260
3000
Ensuite nous l'avons équipée d'une prothèse.
10:57
And how did that work for you?
268
657260
2000
Comment ça a marché pour vous?
10:59
AK: It works good.
269
659260
3000
AK : Bien.
11:02
I was able to use my elbow
270
662260
4000
J'ai pu me servi de mon coude
11:06
and my hand simultaneously.
271
666260
3000
et de ma main simultanément.
11:09
I could work them just by my thoughts.
272
669260
2000
J'ai pu les faire fonctionner par mes seules pensées.
11:11
So I didn't have to do any of the cocontracting and all that.
273
671260
3000
Pas besoin de cocontraction ni de tout ça.
11:14
TK: A little faster?
274
674260
2000
TK : Un peu plus vite?
11:16
AK: A little faster. And much more easy, much more natural.
275
676260
4000
AK : Un peu plus vite. et bien plus facile, plus naturel.
11:20
TK: Okay, this was my goal.
276
680260
3000
TK : C'était mon but.
11:23
For 20 years, my goal was to let somebody
277
683260
3000
Pendant 20 ans mon but a été de permettre à quelqu'un
11:26
[be] able to use their elbow and hand in an intuitive way
278
686260
3000
d'utiliser son coude est sa main de façon intuitive
11:29
and at the same time.
279
689260
2000
et en même temps.
11:31
And we now have over 50 patients around the world who have had this surgery,
280
691260
3000
Nous avons maintenant plus de 50 patients dans le monde qui ont subi cette opération,
11:34
including over a dozen of our wounded warriors
281
694260
2000
dont plus d'une douzaine de nos soldats blessés
11:36
in the U.S. armed services.
282
696260
2000
de l'armée des Etats-Unis.
11:38
The success rate of the nerve transfers is very high.
283
698260
3000
Le taux de réussite des transferts de nerfs est très élevé.
11:41
It's like 96 percent.
284
701260
2000
96%.
11:43
Because we're putting a big fat nerve onto a little piece of muscle.
285
703260
3000
Parce que nous mettons un bon gros nerfs sur un petit bout de muscle.
11:46
And it provides intuitive control.
286
706260
4000
Et ça donne un contrôle intuitif.
11:50
Our functional testing, those little tests,
287
710260
2000
Nos test fonctionnels, ces petits tests,
11:52
all show that they're a lot quicker and a lot easier.
288
712260
2000
montrent tous qu'ils sont bien plus rapides et plus faciles.
11:54
And the most important thing
289
714260
2000
Le plus important
11:56
is our patients have appreciated it.
290
716260
2000
est que nos patients l'apprécient.
11:58
So that was all very exciting.
291
718260
2000
Tout ça est donc très excitant.
12:00
But we want to do better.
292
720260
3000
Mais nous voulons faire mieux.
12:03
There's a lot of information in those nerve signals,
293
723260
4000
Il y a beaucoup d'informations dans ces signaux nerveux,
12:07
and we wanted to get more.
294
727260
2000
et nous voulions en avoir plus.
12:09
You can move each finger. You can move your thumb, your wrist.
295
729260
3000
Vous pouvez bouger chaque doigt. Vous pouvez bouger votre pouce, votre poignet.
12:12
Can we get more out of it?
296
732260
2000
Pouvons-nous en tirer plus?
12:14
So we did some experiments
297
734260
2000
Alors nous avons fait des expériences
12:16
where we saturated our poor patients with zillions of electrodes
298
736260
3000
au cours desquelles nous avons saturé nos pauvres patients d'électrodes
12:19
and then had them try to do two dozen different tasks --
299
739260
3000
et puis nous leur avons demandé de tenter d'accomplir deux douzaines de taches ;
12:22
from wiggling a finger to moving a whole arm
300
742260
3000
de tortiller un doigt jusqu'à bouger tout un bras
12:25
to reaching for something --
301
745260
2000
pour atteindre quelque chose,
12:27
and recorded this data.
302
747260
2000
et nous avons enregistré ces données.
12:29
And then we used some algorithms
303
749260
2000
Et puis nous avons utilisé des algorithmes
12:31
that are a lot like speech recognition algorithms,
304
751260
2000
qui ressemblent beaucoup aux algorithmes de reconnaissance vocale.
12:33
called pattern recognition.
305
753260
2000
et que l'on appelle reconnaissance de modèles.
12:35
See.
306
755260
2000
Voyez.
12:37
(Laughter)
307
757260
2000
(Rires)
12:39
And here you can see, on Jesse's chest,
308
759260
2000
Ici vous voyez, sur la poitrine de Jesse,
12:41
when he just tried to do three different things,
309
761260
2000
quand il essaye de faire trois choses différentes,
12:43
you can see three different patterns.
310
763260
2000
vous pouvez voir trois modèles différents.
12:45
But I can't put in an electrode
311
765260
2000
Mais je ne peux pas implanter une électrode
12:47
and say, "Go there."
312
767260
2000
et dire "Va là."
12:49
So we collaborated with our colleagues in University of New Brunswick,
313
769260
3000
Nous avons donc collaboré avec nos collègues de l’Université du New Brunswick,
12:52
came up with this algorithm control,
314
772260
2000
et nous avons trouvé cet algorithme de contrôle
12:54
which Amanda can now demonstrate.
315
774260
2000
dont Amanda fait à présent la démonstration.
12:56
AK: So I have the elbow that goes up and down.
316
776260
5000
AK : Mon coude monte et descend.
13:01
I have the wrist rotation
317
781260
2000
J'ai la rotation du poignet
13:03
that goes -- and it can go all the way around.
318
783260
3000
et elle est complète.
13:06
And I have the wrist flexion and extension.
319
786260
4000
J'ai la flexion et l'extension du poignet.
13:10
And I also have the hand closed and open.
320
790260
3000
Je ferme et j'ouvre la main.
13:13
TK: Thank you, Amanda.
321
793260
2000
TK : Merci Amanda.
13:15
Now this is a research arm,
322
795260
2000
Ce bras est un prototype,
13:17
but it's made out of commercial components from here down
323
797260
3000
mais il est constitué de composants du commerce local
13:20
and a few that I've borrowed from around the world.
324
800260
3000
et de quelques autres que j'ai empruntés dans le monde entier.
13:23
It's about seven pounds,
325
803260
3000
Il pèse environ 3,5 kg,
13:26
which is probably about what my arm would weigh
326
806260
2000
probablement ce que pèserait mon bras
13:28
if I lost it right here.
327
808260
2000
si je le perdais là tout de suite.
13:30
Obviously, that's heavy for Amanda.
328
810260
3000
Il est évident que c'est lourd pour Amanda.
13:33
And in fact, it feels even heavier,
329
813260
2000
En fait il semble encore plus lourd,
13:35
because it's not glued on the same.
330
815260
2000
parce qu'il n'est pas collé au corps de la même façon.
13:37
She's carrying all the weight through harnesses.
331
817260
2000
Elle porte tout le poids par le biais de harnais.
13:39
So the exciting part isn't so much the mechatronics,
332
819260
3000
Le côté enthousiasmant n'est pas tant la mécatronique,
13:42
but the control.
333
822260
2000
mais le contrôle.
13:44
So we've developed a small microcomputer
334
824260
3000
Nous avons développé un petit microordinateur
13:47
that is blinking somewhere behind her back
335
827260
3000
qui clignote quelque part derrière son dos
13:50
and is operating this
336
830260
2000
et qui opère ce bras
13:52
all by the way she trains it
337
832260
2000
en fonction de la façon dont elle l'entraine
13:54
to use her individual muscle signals.
338
834260
2000
à utiliser ses signaux musculaires individuels.
13:56
So Amanda, when you first started using this arm,
339
836260
2000
Amanda, quand vous avez commencé à vous servir de ce bras,
13:58
how long did it take to use it?
340
838260
3000
combien de temps ça vous a pris?
14:01
AK: It took just about probably three to four hours
341
841260
2000
AK : Probablement 3 ou 4 heures
14:03
to get it to train.
342
843260
2000
pour l'entrainer.
14:05
I had to hook it up to a computer,
343
845260
2000
J'ai dû le connecter à un ordinateur,
14:07
so I couldn't just train it anywhere.
344
847260
2000
je ne pouvais donc pas l'entrainer n'importe où.
14:09
So if it stopped working, I just had to take it off.
345
849260
3000
Alors s'il arrêtait de fonctionner, je devais l'enlever.
14:12
So now it's able to train
346
852260
2000
Maintenant il est capable de s'entrainer
14:14
with just this little piece on the back.
347
854260
2000
rien qu'avec ce petit équipement sur le dos.
14:16
I can wear it around.
348
856260
2000
Je peux le porter partout.
14:18
If it stops working for some reason, I can retrain it.
349
858260
3000
SI pour une raison ou une autre il arrête de fonctionner, je peux le ré-entrainer.
14:21
Takes about a minute.
350
861260
2000
Ça prend environ une minute.
14:23
TK: So we're really excited,
351
863260
2000
TK : Nous sommes donc très enthousiastes,
14:25
because now we're getting to a clinically practical device.
352
865260
3000
parce que nous arrivons maintenant à un appareil clinique pratique
14:28
And that's where our goal is --
353
868260
2000
Et c'est là notre but --
14:30
to have something clinically pragmatic to wear.
354
870260
4000
avoir une chose qui soit pratique à porter cliniquement.
14:34
We've also had Amanda able to use
355
874260
3000
Nous avons aussi donné à Amanda la possibilité d'utiliser
14:37
some of our more advanced arms that I showed you earlier.
356
877260
3000
certains de nos bras plus avancés que je vous ai montré précédemment.
14:41
Here's Amanda using an arm made by DEKA Research Corporation.
357
881260
3000
Amanda utilise ici un bras fabriqué par DEKA Research Corporation.
14:44
And I believe Dean Kamen presented it at TED a few years ago.
358
884260
4000
Je crois que Dean Kamen l'a présenté à TED il y a quelques années.
14:48
So Amanda, you can see,
359
888260
2000
Vous voyez qu'Amanda
14:50
has really good control.
360
890260
2000
le contrôle vraiment bien.
14:52
It's all the pattern recognition.
361
892260
2000
Il s'agit de reconnaissance de modèle.
14:54
And it now has a hand that can do different grasps.
362
894260
3000
Il a désormais une main qui peut saisir avec des pressions différentes.
14:57
What we do is have the patient go all the way open
363
897260
3000
Ce que nous faisons, c'est faire ouvrir complètement la main au patient
15:00
and think, "What hand grasp pattern do I want?"
364
900260
3000
puis qu'il pense, "Quel modèle de saisie est-ce que je veux?"
15:03
It goes into that mode,
365
903260
2000
Il passe dans ce mode,
15:05
and then you can do up to five or six different hand grasps with this hand.
366
905260
2000
et ensuite vous pouvez avoir 5 ou 6 saisies différentes avec cette main.
15:07
Amanda, how many were you able to do with the DEKA arm?
367
907260
3000
Amanda, combien avez-vous pu en faire avec le bras DEKA?
15:10
AK: I was able to get four.
368
910260
2000
AK, j'ai pu en avoir 4.
15:12
I had the key grip, I had a chuck grip,
369
912260
3000
La saisie clé, la saisie rapide,
15:15
I had a power grasp
370
915260
2000
la saisie ferme
15:17
and I had a fine pinch.
371
917260
2000
et la pincée fine.
15:19
But my favorite one was just when the hand was open,
372
919260
2000
Mais ma préférée c'était quand la main était simplement ouverte,
15:21
because I work with kids,
373
921260
2000
parce que je travaille avec des enfants,
15:23
and so all the time you're clapping and singing,
374
923260
3000
et on frappe des mains et on chante tout le temps,
15:26
so I was able to do that again, which was really good.
375
926260
3000
et donc j'ai pu faire ça de nouveau, et c'était vraiment bien.
15:29
TK: That hand's not so good for clapping.
376
929260
2000
TK : Cette main n'est pas terrible pour applaudir.
15:31
AK: Can't clap with this one.
377
931260
2000
AK : Je ne peux pas applaudir avec celle-là.
15:33
TK: All right. So that's exciting
378
933260
2000
TK : Bon. Cela laisse bien augurer
15:35
on where we may go with the better mechatronics,
379
935260
2000
de vers quoi nous pouvons aller avec une meilleure mécatronique,
15:37
if we make them good enough
380
937260
2000
si nous les réussissons assez bien
15:39
to put out on the market and use in a field trial.
381
939260
3000
pour les mettre sur le marché et faire un essai de terrain.
15:42
I want you to watch closely.
382
942260
2000
Je veux que vous regardiez attentivement.
15:44
(Video) Claudia: Oooooh!
383
944260
2000
(Vidéo) Claudia : Oooooh!
15:46
TK: That's Claudia,
384
946260
2000
TK : Voici Claudia,
15:48
and that was the first time
385
948260
2000
et c'était la première fois
15:50
she got to feel sensation through her prosthetic.
386
950260
3000
qu'elle avait une sensation de toucher avec sa prothèse.
15:53
She had a little sensor at the end of her prosthesis
387
953260
3000
Elle avait un petit capteur au bout de sa prothèse
15:56
that then she rubbed over different surfaces,
388
956260
3000
qu'elle frottait sur différentes surfaces
15:59
and she could feel different textures
389
959260
2000
et elle pouvait ressentir différentes textures
16:01
of sandpaper, different grits, ribbon cable,
390
961260
3000
de papier de verre à différentes tailles de grain, de câbles
16:04
as it pushed on her reinnervated hand skin.
391
964260
3000
lorsque ça appuyait sur la peau de sa main réinervée.
16:07
She said that when she just ran it across the table,
392
967260
3000
Elle a dit que quand elle le faisait glisser en travers de la table,
16:10
it felt like her finger was rocking.
393
970260
2000
elle avait l'impression que son doigt se balançait.
16:12
So that's an exciting laboratory experiment
394
972260
2000
C'est donc une expérience de laboratoire enthousiasmante
16:14
on how to give back, potentially, some skin sensation.
395
974260
3000
sur la manière de rendre potentiellement une certaine sensation cutanée.
16:17
But here's another video that shows some of our challenges.
396
977260
3000
Mais voici une autre vidéo qui montre certains de nos problèmes.
16:20
This is Jesse, and he's squeezing a foam toy.
397
980260
3000
Voici Jesse. Il presse un jouet en mousse.
16:23
And the harder he squeezes -- you see a little black thing in the middle
398
983260
3000
Plus il presse fermement - vous voyez le petit truc noir au milieu
16:26
that's pushing on his skin proportional to how hard he squeezes.
399
986260
3000
qui pousse contre sa peau proportionnellement à la pression qu'il exerce.
16:29
But look at all the electrodes around it.
400
989260
2000
Mais regardez toutes les électrodes autour.
16:31
I've got a real estate problem.
401
991260
2000
J'ai un problème d'encombrement.
16:33
You're supposed to put a bunch of these things on there,
402
993260
2000
On est censé mettre un tas de ces trucs à cet endroit,
16:35
but our little motor's making all kinds of noise
403
995260
3000
mais notre petit moteur fait toutes sortes de bruits
16:38
right next to my electrodes.
404
998260
2000
juste à côté de mes électrodes.
16:40
So we're really challenged on what we're doing there.
405
1000260
3000
Nous avons donc ici un défi à relever.
16:43
The future is bright.
406
1003260
2000
Le futur est souriant.
16:45
We're excited about where we are and a lot of things we want to do.
407
1005260
3000
Nous sommes enthousiastes d'en être où nous en sommes, et de ce que nous voulons faire.
16:48
So for example,
408
1008260
2000
Par exemple,
16:50
one is to get rid of my real estate problem
409
1010260
3000
nous voulons entre autre nous débarrasser de mon problème d'encombrement
16:53
and get better signals.
410
1013260
2000
et obtenir de meilleurs signaux.
16:55
We want to develop these little tiny capsules
411
1015260
3000
Nous voulons développer ces capsules minuscules
16:58
about the size of a piece of risotto
412
1018260
2000
d'environ la taille d'un grain de risotto
17:00
that we can put into the muscles
413
1020260
2000
pour pouvoir les implanter dans les muscles
17:02
and telemeter out the EMG signals,
414
1022260
3000
et télémétrer les signaux EMG,
17:05
so that it's not worrying about electrode contact.
415
1025260
3000
pour ne pas avoir à se préoccuper de contact d'électrode.
17:08
And we can have the real estate open
416
1028260
2000
Nous pouvons libérer de la place
17:10
to try more sensation feedback.
417
1030260
2000
pour avoir plus de retour de sensation.
17:12
We want to build a better arm.
418
1032260
2000
Nous voulons construire un bras meilleur.
17:14
This arm -- they're always made for the 50th percentile male --
419
1034260
4000
Ce bras - ils sont toujours fabriqués pour ce 50ème centile masculin -
17:18
which means they're too big for five-eighths of the world.
420
1038260
4000
ce qui signifie qu'ils sont trop gros pour les personnes d'1m70 de ce monde.
17:22
So rather than a super strong or super fast arm,
421
1042260
3000
Alors plutôt qu'un bras super fort ou super rapide,
17:25
we're making an arm that is --
422
1045260
2000
nous faisons un bras qui est,
17:27
we're starting with,
423
1047260
2000
nous n'en sommes qu'au début,
17:29
the 25th percentile female --
424
1049260
3000
le 25ème centile femelle -
17:32
that will have a hand that wraps around,
425
1052260
2000
qui aura une main qui enveloppe,
17:34
opens all the way,
426
1054260
2000
qui s'ouvre complètement,
17:36
two degrees of freedom in the wrist and an elbow.
427
1056260
3000
deux degrés de liberté dans le poignet et le coude.
17:39
So it'll be the smallest and lightest
428
1059260
2000
Ce sera donc le bras le plus petit et le plus léger
17:41
and the smartest arm ever made.
429
1061260
2000
et le plus intelligent jamais réalisé.
17:43
Once we can do it that small,
430
1063260
2000
Une fois qu'on pourra le faire aussi petit,
17:45
it's a lot easier making them bigger.
431
1065260
2000
ce sera plus facile de les faire plus gros.
17:47
So those are just some of our goals.
432
1067260
3000
Voilà donc quelques-uns de nos objectifs.
17:50
And we really appreciate you all being here today.
433
1070260
4000
Nous apprécions vraiment que vous soyez tous là aujourd'hui.
17:54
I'd like to tell you a little bit about the dark side,
434
1074260
2000
J'aimerais vous parler un peu du côté obscur,
17:56
with yesterday's theme.
435
1076260
2000
avec le thème d'hier.
17:58
So Amanda came jet-lagged,
436
1078260
2000
Amada souffre du décalage horaire,
18:00
she's using the arm,
437
1080260
2000
elle se sert de son bras,
18:02
and everything goes wrong.
438
1082260
2000
µ
18:04
There was a computer spook,
439
1084260
2000
Il y a un bug dans l'ordinateur,
18:06
a broken wire,
440
1086260
2000
un câble est cassé,
18:08
a converter that sparked.
441
1088260
2000
un convertisseur qui fait des étincelles.
18:10
We took out a whole circuit in the hotel
442
1090260
2000
Nous avons sorti tout le circuit à l'hôtel
18:12
and just about put on the fire alarm.
443
1092260
2000
et presque déclenché l'alarme incendie.
18:14
And none of those problems could I have dealt with,
444
1094260
3000
Nous n'aurions pu faire face à aucun de ces problèmes,
18:17
but I have a really bright research team.
445
1097260
2000
sauf que nous avons une équipe de recherches particulièrement brillante.
18:19
And thankfully Dr. Annie Simon was with us
446
1099260
3000
Dieu merci, le Docteur Annie Simon était avec nous
18:22
and worked really hard yesterday to fix it.
447
1102260
2000
et a vraiment travaillé dur hier pour tout réparer.
18:24
That's science.
448
1104260
2000
C'est ça la science.
18:26
And fortunately, it worked today.
449
1106260
2000
Et heureusement, ça a marché aujourd'hui.
18:28
So thank you very much.
450
1108260
2000
Merci beaucoup.
18:30
(Applause)
451
1110260
14000
(Applaudissements)
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