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

Traducteur: Flore Nove Relecteur: Antoine Driot

I'm an MIT professor,

Je suis professeur au MIT,

but I do not design buildings or computer systems.

mais je ne crée pas de bâtiments ou de systèmes informatiques.

Rather, I build body parts,

Je fabrique des membres, des jambes bioniques

qui améliorent la marche et la course humaines.

bionic legs that augment human walking and running.

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

En 1982, j’ai eu un accident de montagne.

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

On a dû m'amputer des deux jambes pour cause d’engelures.

Here, you can see my legs:

Ici, vous pouvez voir mes jambes :

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

24 capteurs, 6 microprocesseurs et des actionneurs semblables à des tendons.

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

Je ne suis qu’écrous et boulons sous le genou.

But with this advanced bionic technology,

Mais grâce aux avancées en bionique,

I can skip, dance and run.

je peux sauter, danser et courir.

(Applause)

(Applaudissements)

Thank you.

Merci.

(Applaudissements)

(Applause)

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

Je suis un homme bionique, mais pas encore un cyborg.

When I think about moving my legs,

Quand je songe à bouger mes jambes,

neural signals from my central nervous system

des signaux nerveux provenant de mon système nerveux central

pass through my nerves

traversent mes nerfs

and activate muscles within my residual limbs.

et activent les muscles dans mes membres résiduels.

Artificial electrodes sense these signals,

Des électrodes artificielles captent ces signaux

and small computers in the bionic limb

et des micro-ordinateurs dans le membre bionique

decode my nerve pulses into my intended movement patterns.

traduisent ces pulsions en une série de mouvements prévus.

Stated simply,

En gros,

when I think about moving,

quand je pense à bouger,

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

cet ordre est transmis à la partie synthétique de mon corps.

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

Mais les ordinateurs ne peuvent pas informer mon système nerveux.

When I touch and move my synthetic limbs,

Quand je touche ou bouge mes membres synthétiques,

I do not experience normal touch and movement sensations.

je n’ai pas de sensations normales de toucher ou de mouvement.

If I were a cyborg and could feel my legs

Si j’étais un cyborg, pouvant sentir mes jambes,

via small computers inputting information into my nervous system,

grâce à des ordinateurs qui transmettent des données à mon système nerveux,

it would fundamentally change, I believe,

ça changerait profondément

my relationship to my synthetic body.

ma relation à mon corps synthétique.

Today, I can't feel my legs,

Je ne peux pas sentir mes jambes,

and because of that,

et à cause de cela,

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

mes jambes sont des outils distincts de mon esprit et de mon corps.

They're not part of me.

Ils ne font pas partie de moi.

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

Je crois que si j’étais un cyborg, sentant mes jambes,

they would become part of me, part of self.

elles feraient partie de moi, de mon être.

At MIT, we're thinking about NeuroEmbodied Design.

Au MIT, nous pensons au design NeuroIncarné.

In this design process,

Suivant ce procédé,

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

le designer conçoit de la chair et des os humains, du corps biologique,

along with synthetics to enhance the bidirectional communication

avec des éléments synthétiques

qui améliorent la communication bidirectionnelle

between the nervous system and the built world.

entre le système nerveux et le monde construit.

NeuroEmbodied Design is a methodology to create cyborg function.

Le design NeuroIncarné est une méthode pour créer des fonctionnalités cyborg.

In this design process, designers contemplate a future

Ce procédé permet de concevoir un futur

in which technology no longer compromises separate,

dans lequel la technologie ne se résume plus

lifeless tools from our minds and our bodies,

à des outils inertes, distincts de nos esprits et de nos corps,

a future in which technology has been carefully integrated

un futur où la technologie est soigneusement intégrée

within our nature,

à notre nature,

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

un monde dans lequel ce qui est biologique et ce qui ne l’est pas,

what is human and what is not,

ce qui est humain et ce qui ne l’est pas,

what is nature and what is not

ce qui est nature et ce qui ne l’est pas,

will be forever blurred.

sera désormais diffus.

That future will provide humanity new bodies.

Le futur offrira à l’humanité de nouveaux corps.

NeuroEmbodied Design will extend our nervous systems

Le design NeuroIncarné prolongera nos systèmes nerveux

into the synthetic world,

dans le monde synthétique,

and the synthetic world into us,

et le monde synthétique en nous,

fundamentally changing who we are.

nous transformant profondément.

By designing the biological body to better communicate

En créant un corps biologique qui communique mieux

with the built design world,

avec le monde artificiel,

humanity will end disability in this 21st century

l’humanité va éradiquer les infirmités au cours de ce 21e siècle

and establish the scientific and technological basis

et établir les bases scientifiques et technologiques

for human augmentation,

de l’augmentation humaine,

extending human capability beyond innate, physiological levels,

prolongeant les capacités humaines au-delà des seuils innés, psychologiques :

cognitively, emotionally and physically.

au niveau cognitif, émotionnel et physique.

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

On peut construire des corps de plusieurs façons à différentes échelles :

from the biomolecular to the scale of tissues and organs.

du biomoléculaire à l’échelle du tissu ou de l’organe.

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

J'aimerais vous parler d’un aspect du design NeuroIncarné

in which the body's tissues are manipulated and sculpted

où l'on manipule et sculpte les tissus du corps

using surgical and regenerative processes.

par des procédés chirurgicaux et régénérateurs.

The current amputation paradigm

Le paradigme actuel de l’amputation

hasn't changed fundamentally since the US Civil War

n’a pas beaucoup changé depuis la guerre de Sécession.

and has grown obsolete in light of dramatic advancements

C’est désormais obsolète, au vue des progrès énormes réalisés

in actuators, control systems and neural interfacing technologies.

dans les actionneurs, les systèmes de contrôle et les interfaces neurales.

A major deficiency is the lack of dynamic muscle interactions

Il nous manque encore l’interaction dynamique entre les muscles,

for control and proprioception.

pour le contrôle et la proprioception.

What is proprioception?

Qu’est-ce que la proprioception ?

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

Si je fléchis la cheville, les muscles à l’avant de ma jambe se contractent,

simultaneously stretching muscles in the back of your leg.

étirant simultanément les muscles à l’arrière.

The opposite happens when you extend your ankle.

C'est le contraire si j'étire la cheville :

Here, muscles in the back of your leg contract,

les muscles de l’arrière se contractent

stretching muscles in the front.

étirant les muscles de l’avant.

When these muscles flex and extend,

Quand ces muscles bougent,

biological sensors within the muscle tendons

des capteurs biologiques à l’intérieur des tendons

send information through nerves to the brain.

envoient des données au cerveau, par les nerfs.

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

C’est comme ça que nous savons où sont nos pieds

without seeing them with our eyes.

sans les voir.

The current amputation paradigm breaks these dynamic muscle relationships,

Aujourd'hui, l'amputation détruit ces rapports dynamiques musculaires.

and in so doing eliminates normal proprioceptive sensations.

éliminant ainsi les sensations proprioceptives normales.

Consequently, a standard artificial limb

Donc, un membre artificiel normal

cannot feed back information into the nervous system

ne peut pas informer le système nerveux

about where the prosthesis is in space.

sur l'emplacement de la prothèse.

The patient therefore cannot sense and feel

Le patient ne peut donc pas sentir

the positions and movements of the prosthetic joint

la position ni le mouvement de la prothèse

without seeing it with their eyes.

sans la voir.

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

Mes jambes furent amputées avec cette méthode archaïque.

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

Je peux sentir mes pieds, je les sens, là,

as a phantom awareness.

comme une présence fantôme.

But when I try to move them, I cannot.

Mais je ne peux pas les bouger.

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

Elles sont comme coincées dans des bottes de ski rigides.

To solve these problems,

Pour résoudre cela,

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

au MIT, nous avons inventé l’interface neuro-musculaire agoniste-antagoniste

or AMI, for short.

ou AMI.

The AMI is a method to connect nerves within the residuum

L’AMI sert à connecter les nerfs du membre résidu

to an external, bionic prosthesis.

à une prothèse bionique externe.

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

Comment fonctionne l’AMI ?

The AMI comprises two muscles that are surgically connected,

L’AMI est formé de deux muscles, liés chirurgiquement :

an agonist linked to an antagonist.

un agoniste lié à un antagoniste.

When the agonist contracts upon electrical activation,

Quand l’agoniste se contracte après activation électrique,

it stretches the antagonist.

il étire l’antagoniste.

This muscle dynamic interaction

Ce rapport dynamique

causes biological sensors within the muscle tendon

est perçu par les capteurs biologiques du tendon,

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

qui envoient un signal au système nerveux central

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

relayant des informations sur la longueur, vitesse et force du tendon.

This is how muscle tendon proprioception works,

C’est ça, la proprioception des tendons.

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

C’est la façon principale dont nous, humains,

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

sentons la position, le mouvement et les forces dans nos membres.

When a limb is amputated,

Quand un membre est amputé,

the surgeon connects these opposing muscles within the residuum

le chirurgien connecte les muscles opposés du résidu

to create an AMI.

pour créer un AMI.

Now, multiple AMI constructs can be created

On peut construire plusieurs dispositifs AMI

for the control and sensation of multiple prosthetic joints.

pour contrôler et sentir plusieurs articulations.

Artificial electrodes are then placed on each AMI muscle,

Puis on place des électrodes artificielles sur chaque muscle AMI.

and small computers within the bionic limb decode those signals

Les ordinateurs du membre bionique décodent les signaux

to control powerful motors on the bionic limb.

pour contrôler les moteurs puissants du membre bionique.

When the bionic limb moves,

Quand le membre bouge,

the AMI muscles move back and forth,

les muscles AMI bougent,

sending signals through the nerve to the brain,

transmettant des signaux au cerveau,

enabling a person wearing the prosthesis to experience natural sensations

donnant des sensations naturelles au porteur de prothèse

of positions and movements of the prosthesis.

sur la position et les mouvements de la prothèse.

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

Peut-on utiliser ces principes de design en vrai ?

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

Il y a quelques années, mon bon ami Jim Ewing – de 34 ans –

reached out to me for help.

me demanda de l’aide

Jim was in an a terrible climbing accident.

après un terrible accident d’escalade.

He fell 50 feet in the Cayman Islands

Il était tombé de 15 mètres, dans les Îles Caïman,

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

quand sa corde a lâché.

He suffered many, many injuries:

Il endura de nombreuses blessures :

punctured lungs and many broken bones.

poumons percés, fractures multiples.

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

Après l'accident, il rêvait de retrouver son sport préféré,

of mountain climbing,

l’escalade.

but how might this be possible?

Comment serait-ce possible ?

The answer was Team Cyborg,

La réponse : Team Cyborg,

a team of surgeons, scientists and engineers

une équipe de chirurgiens, scientifiques et ingénieurs,

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

réunis au MIT pour reconstruire Jim et lui rendre son niveau en escalade.

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

Le Dr Matthew Carty amputa sa jambe endommagée

at Brigham and Women's Hospital in Boston,

à l’hôpital Brigham and Women’s de Boston,

using the AMI surgical procedure.

suivant la procédure AMI.

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

Des poulies de tendon furent créées et attachées au tibia de Jim

to reconnect the opposing muscles.

pour reconnecter les muscles opposés.

The AMI procedure reestablished the neural link

La procédure AMI rétablit le lien neural

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

entre les muscles cheville-pied de Jim et son cerveau.

When Jim moves his phantom limb,

Quand Jim bouge son membre fantôme,

the reconnected muscles move in dynamic pairs,

les muscles reconnectés bougent en paires dynamiques,

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

envoyant des signaux de proprioception à travers les nerfs, au cerveau,

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

et Jim a des sensations normales de position et de mouvement,

even when blindfolded.

même les yeux bandés.

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

Voici Jim au labo du MIT après chirurgie.

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

Nous liâmes les muscles AMI de Jim, par électrodes,

to a bionic limb,

à un membre bionique

and Jim quickly learned how to move the bionic limb

et Jim apprit vite à le bouger

in four distinct ankle-foot movement directions.

selon quatre axes distincts de mouvement pied-cheville.

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

Nous étions excités par ces résultats, lorsque Jim se leva,

and what occurred was truly remarkable.

et là, ce fut vraiment remarquable.

All the natural biomechanics mediated by the central nervous system

Toute la biomécanique naturelle traitée par le système nerveux central

emerged via the synthetic limb

apparut dans le membre synthétique

as an involuntary, reflexive action.

comme un acte involontaire et automatique.

All the intricacies of foot placement during stair ascent --

Toutes les subtilités du placement de pied lors d'une montée de marches –

(Applause)

(Applaudissements)

emerged before our eyes.

apparurent devant nos yeux.

Here's Jim descending steps,

Ici, la descente de Jim,

reaching with his bionic toe to the next stair tread,

ses doigts bioniques approchant la prochaine marche,

automatically exhibiting natural motions

faisant preuve de mouvements naturels

without him even trying to move his limb.

automatiquement, sans efforts.

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

Comme le système nerveux central de Jim reçoit les signaux proprioceptiques,

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

il sait contrôler le membre synthétique de façon naturelle.

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

Jim bouge et se comporte comme si le membre synthétique lui appartenait.

For example, one day in the lab,

Par exemple, un jour au labo,

he accidentally stepped on a roll of electrical tape.

il marcha par erreur sur un rouleau de ruban adhésif.

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

Que fait-on dans ce cas-là ?

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

On ne se baisse pas comme ça ; c’est trop gênant.

Instead, you shake it off,

On le secoue.

and that's exactly what Jim did

C’est exactement ce que fit Jim

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

seulement quelques heures après avoir été connecté.

What was most interesting to me

Le plus intéressant pour moi,

is what Jim was telling us he was experiencing.

c'est quand Jim nous raconta son expérience.

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

Il dit : « Le robot fait partie de moi. »

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

Jim Ewing : Le lendemain de ma première connexion au robot,

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

ma fille descendit et me demanda ce que ça fait d’être un cyborg.

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

Ma réponse fut que je ne me sentais pas cyborg.

I felt like I had my leg,

J’avais l’impression d’avoir ma jambe

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

et que je n’étais pas attaché au robot

so much as the robot was attached to me,

autant qu’il n’était attaché à moi

and the robot became part of me.

et qu’il faisait partie de moi.

It became my leg pretty quickly.

C’est vite devenu ma jambe.

Hugh Herr: Thank you.

Hugh Herr : Merci.

(Applause)

(Applaudissements)

By connecting Jim's nervous system bidirectionally

En connectant le système nerveux de Jim,

de façon bidirectionnelle, à son membre synthétique,

to his synthetic limb,

neurological embodiment was achieved.

on obtint l’incarnation neurologique.

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

J’ai postulé que parce que Jim peut penser et bouger son membre synthétique,

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

et parce qu’il ressent ces mouvements dans son propre système nerveux,

the prosthesis is no longer a separate tool,

la prothèse n’est plus un outil distinct,

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

mais fait partie intégrante du corps de Jim.

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

Grâce à l’incarnation neurologique, Jim ne se sent pas cyborg.

He feels like he just has his leg back,

Il sent simplement qu’il a retrouvé

that he has his body back.

ses jambes, son corps.

Now I'm often asked

On me demande souvent

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

quand je vais me faire relier à mes membres de manière bidirectionnelle,

when I'm going to become a cyborg.

quand je vais devenir un cyborg.

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

J’hésite à devenir un cyborg.

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

Avant mon amputation, j’étais un élève nul.

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

J’avais des notes terribles à l’école.

Then, after my limbs were amputated,

Mais après mon amputation,

I suddenly became an MIT professor.

je suis devenu professeur à MIT.

(Laughter)

(Rires)

(Applause)

(Applaudissements)

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

J’ai peur que si je reconnecte mes neurones à mes membres,

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

mon cerveau va retrouver sa forme moins intelligente.

(Laughter)

(Rires)

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

Mais bon, ça va, je suis déjà titularisé au MIT.

(Laughter)

(Rires)

(Applause)

(Applaudissements)

I believe the reach of NeuroEmbodied Design

Je crois que la portée du design NeuroIncarné

will extend far beyond limb replacement

s’étendra bien au-delà du remplacement de membres

and will carry humanity into realms

et entrainera l’humanité dans des contrées

that fundamentally redefine human potential.

qui redéfiniront complètement le potentiel humain.

In this 21st century,

Au 21e siècle,

designers will extend the nervous system into powerfully strong exoskeletons

on prolongera le système nerveux dans de puissants exosquelettes

that humans can control and feel with their minds.

que les humains pourront contrôler et sentir avec leur cerveau.

Muscles within the body can be reconfigured

Les muscles du corps pourront être reconfigurés

for the control of powerful motors,

pour contrôler des moteurs puissants

and to feel and sense exoskeletal movements,

et pour sentir les mouvements de l’exosquelette,

augmenting humans' strength, jumping height and running speed.

ce qui augmentera notre force, l’amplitude de nos sauts et notre vitesse.

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

Au 21e siècle, je crois que les humains deviendront des super-héros.

Humans may also extend their bodies

On pourra aussi prolonger nos corps

into non-anthropomorphic structures, such as wings,

dans des structures non-anthropomorphes, comme des ailes,

controlling and feeling each wing movement within the nervous system.

contrôlant et sentant chaque mouvement dans notre système nerveux.

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

Léonard de Vinci a dit : « Quiconque aura goûté au vol

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

marchera à jamais les yeux tournés vers le ciel,

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

car là il a été, et là toujours il désirera ardemment retourner. »

During the twilight years of this century,

Au crépuscule de ce siècle,

I believe humans will be unrecognizable in morphology and dynamics

les humains seront méconnaissables,

de par leur morphologie et leur mouvement.

from what we are today.

Humanity will take flight and soar.

L’humanité va prendre son envol.

Jim Ewing fell to earth and was badly broken,

Jim Ewing chuta, il fut brisé,

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

mais ses yeux se tournèrent vers le ciel, là où il rêvait de retourner.

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

Après son accident, il rêvait de marcher

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

et de retrouver son sport favori : l’escalade.

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

Au MIT, Team Cyborg a construit pour Jim un membre adapté au monde vertical,

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

une jambe contrôlée par le cerveau, avec une gamme complète de sensations.

Using this technology, Jim returned to the Cayman Islands,

Armé de cette technologie, Jim regagna les Îles Caïman,

the site of his accident,

le site de son accident,

rebuilt as a cyborg to climb skyward once again.

rebâti en cyborg, pour grimper de nouveau vers le ciel.

(Crashing waves)

(Fracas de vagues)

(Applause)

(Applaudissements)

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)

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

Mesdames et messieurs, Jim Ewing, le premier grimpeur cyborg.

(Applause)

(Applaudissements)