Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

מתרגם: Nitai Gat מבקר: Ido Dekkers

So today, I would like to talk with you

היום אני רוצה לדבר איתכם

about bionics,

על ביוניקה,

which is the popular term

שהיא המונח המקובל

for the science of replacing part of a living organism

למדע שעוסק בהחלפת חלק מאורגניזם חי

with a mechatronic device, or a robot.

בהתקן מכטרוני, רובוט.

It is essentially

זה במהותו

the stuff of life meets machine.

החיים פוגשים את המכונה.

And specifically, I'd like to talk with you

ובמיוחד, אני רוצה לדבר איתכם

about how bionics is evolving

על האופן בו ביוניקה מתפתחת

for people with arm amputations.

עבור אנשים קטועי ידיים.

This is our motivation.

זוהי המוטיבציה שלנו.

Arm amputation causes a huge disability.

קטיעת יד הינה נכות גדולה.

I mean, the functional impairment is clear.

הליקוי התיפקודי ברור לעין.

Our hands are amazing instruments.

הידיים שלנו הן מכשירים מדהימים.

And when you lose one, far less both,

וכשמאבדים אחת, שלא לדבר על שתיים,

it's a lot harder to do the things

הרבה יותר קשה לעשות דברים

we physically need to do.

שאנו צריכים לעשות מבחינה פיזית.

There's also a huge emotional impact.

ישנה גם השפעה נפשית גדולה.

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

ולמעשה, אני מקדיש אותה כמות זמן במרפאה

dealing with the emotional adjustment of patients

לטיפול בהסתגלות הנפשית של המטופלים

as with the physical disability.

כמו לטיפול בנכות הפיזית.

And finally, there's a profound social impact.

ולבסוף, ישנה השפעה חברתית עמוקה.

We talk with our hands.

אנו מדברים עם הידיים.

We greet with our hands.

אנו מברכים לשלום עם הידיים.

And we interact with the physical world with our hands.

ואנו יוצרים קשרים עם העולם הפיזי בעזרת הידיים.

And when they're missing,

וכאשר הן חסרות,

it's a barrier.

זה מכשול.

Arm amputation is usually caused by trauma,

קטיעת יד נגרמת לרוב כתוצאה מטראומה גופנית,

with things like industrial accidents,

עקב דברים כגון תאונות עבודה,

motor vehicle collisions

תאונות דרכים

or, very poignantly, war.

או בצורה חזקה ביותר, במלחמה

There are also some children who are born without arms,

ישנם גם ילדים שנולדים ללא ידיים,

called congenital limb deficiency.

דבר שנקרא פגם גפיים מולד.

Unfortunately, we don't do great

לצערי, אנו לא מצטיינים

with upper-limb prosthetics.

בפרוסטטיקה של הגפיים העליונות.

There are two general types.

ישנם שני סוגים באופן כללי

They're called body-powered prostheses,

הם נקראים תותבות מונעות-גוף,

which were invented just after the Civil War,

אשר הומצאו לאחר מלחמת האזרחים (האמריקנית),

refined in World War I and World War II.

ושופצו במהלך מלחה"ע הראשונה והשנייה.

Here you see a patent

כאן אתם יכולים לראות פטנט

for an arm in 1912.

ליד בשנת 1912.

It's not a lot different

היא לא שונה כל כך

than the one you see on my patient.

מאשר זו שאתם רואים על המטופל שלי.

They work by harnessing shoulder power.

הן עובדות על ידי רתימת הכוח של הכתף.

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

כך כשמושכים בכתפיים, הן מושכות כבל הילוכים.

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

וכבל ההילוכים הזה יכול לפתוח או לסגור יד או וו.

or bend an elbow.

או לכופף מרפק.

And we still use them commonly,

ואנו עדיין משתמשים בהם בדרך כלל

because they're very robust

כיוון שהן מאוד חסונות

and relatively simple devices.

וקלות יחסית לתפעול.

The state of the art

הדבר החדיש ביותר

is what we call myoelectric prostheses.

הוא מה שנקרא תותבות מיו-חשמליות.

These are motorized devices

מדובר בהתקנים ממונעים

that are controlled

הנשלטים

by little electrical signals from your muscle.

על ידי אותות חשמליים מהשרירים.

Every time you contract a muscle,

בכל פעם שאתה מכווץ שריר,

it emits a little electricity

הוא משחרר מעט חשמל

that you can record with antennae or electrodes

שאפשר לקלוט בעזרת אנטנה או אלקטרודות

and use that to operate the motorized prosthesis.

ולהשתמש בזה כדי לתפעל את התותבת הממונעת.

They work pretty well

זה עובד לא רע

for people who have just lost their hand,

עבור אנשים שעכשיו איבדו את ידם

because your hand muscles are still there.

כיוון ששרירי הידיים עדיין שם.

You squeeze your hand, these muscles contract.

אתה מכווץ את היד והשרירים הללו מתכווצים.

You open it, these muscles contract.

אתה פותח אותה והשרירים ההם מתכווצים.

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

זה אינטואטיבי, וזה עובד לא רע.

Well how about with higher levels of amputation?

אבל מה לגבי רמות קשות יותר של קטיעה?

Now you've lost your arm above the elbow.

כאשר איבדת את הזרוע מעל המרפק.

You're missing not only these muscles,

ולא רק שהשרירים הללו חסרים לך,

but your hand and your elbow too.

אלא גם היד והמרפק.

What do you do?

מה אתה עושה?

Well our patients have to use

המטופלים שלנו צריכים להשתמש

very code-y systems

במערכות מאוד מסורבלות

of using just their arm muscles

בהן משתמשים רק בשרירי הזרוע

to operate robotic limbs.

כדי לתפעל גפיים רובוטיות.

We have robotic limbs.

יש לנו גפיים רובוטיות.

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

ישנן כמה הנמצאות בשוק, והנה חלקן כאן

They contain just a hand that will open and close,

הן מכילות רק יד שיכולה להיפתח ולהיסגר,

a wrist rotator and an elbow.

רוטור של פרק כף היד ומרפק.

There's no other functions.

אין פונקציות אחרות.

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

אם היו, כיצד היינו אומרים להן מה לעשות?

We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago

בנינו זרוע משלנו במכון השיקום בשיקגו

where we've added some wrist flexion and shoulder joints

שם הוספנו מעט גמישות לפרק כף היד ומפרקי כתפיים

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

והגענו לשישה מנועים, או שש דרגות של חופש תנועה

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

ונקרתה לנו ההזדמנות לעבוד עם זרועות מתקדמות למדי

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

שמומנו על ידי צבא ארה"ב, ולהשתמש באבי-הטיפוס הללו,

that had up to 10 different degrees of freedom

אשר הגיעו לידי 10 דרגות של חופש תנועה

including movable hands.

כולל ידיים שניתן להזיזן.

But at the end of the day,

אבל בסופו של יום,

how do we tell these robotic arms what to do?

כיצד נגיד לזרועות הרובוטיות הללו מה לעשות?

How do we control them?

איך נשלוט בהן?

Well we need a neural interface,

אנו זקוקים לממשק עצבי,

a way to connect to our nervous system

לדרך להתחבר למערכת העצבים שלנו

or our thought processes

או לתהליך החשיבה שלנו

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

כך שזה יהיה אינטואיטיבי, טבעי,

like for you and I.

כמו בשבילי ובשבילכם.

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

הגוף עובד ע"י יצירת פקודה מוטורית במוח,

going down your spinal cord,

שעוברת במורד חוט השדרה,

out the nerves and to your periphery.

דרך העצבים אל קצוות הגוף.

And your sensation's the exact opposite.

ותחושה היא ההפך הגמור.

You touch yourself, there's a stimulus

אתם נוגעים בעצמכם ונוצר גירוי

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

שעולה במעלה אותם עצבים בדיוק חזרה למוח.

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

כאשר מאבדים זרוע, מערכת העצבים הזו ממשיכה לעבוד.

Those nerves can put out command signals.

העצבים הללו יכולים לשלוח אותות.

And if I tap the nerve ending

ואם אני נוגע בקצה של העצב

on a World War II vet,

אצל ותיק מלחה"ע השנייה

he'll still feel his missing hand.

הוא עדיין ירגיש את ידו החסרה.

So you might say,

אז ישנם כאלו שיאמרו,

let's go to the brain

צריך לגשת אל המוח

and put something in the brain to record signals,

ולהכניס משהו למוח שיקלוט אותות,

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

או בקצה של העצב ההיקפי ויקלוט אותם שם.

And these are very exciting research areas,

ואלו תחומי מחקר מרתקים מאוד,

but it's really, really hard.

אבל זה מאוד קשה.

You have to put in

צריך להכניס

hundreds of microscopic wires

מאות כבלים מיקרוסקופיים

to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers

שיקלטו (אותות) מנוירונים בודדים מזעריים -- סיבים רגילים

that put out tiny signals

ששולחים אותות מזעריים

that are microvolts.

במיקרו-וולטים.

And it's just too hard

וזה פשוט קשה מדי

to use now and for my patients today.

לשימוש עכשיו ועבור המטופלים שלי כיום.

So we developed a different approach.

אז פיתחנו גישה שונה.

We're using a biological amplifier

אנו משתמשים במגבר ביולוגי

to amplify these nerve signals -- muscles.

כדי להגביר את האותות העצביים -- שרירים.

Muscles will amplify the nerve signals

שרירים מגבירים את האותות העצביים

about a thousand-fold,

בערך פי אלף,

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

כך שנוכל לקלוט אותם מעל העור,

like you saw earlier.

כפי שראיתם קודם לכן.

So our approach is something we call targeted reinnervation.

הגישה שלנו נקראת "עצבוב מוכוון".

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

דמיינו לעצמכם - עם מישהו שאיבד את כל הזרוע,

we still have four major nerves

יש לנו עדיין ארבעה עצבים עיקריים

that go down your arm.

שיורדים במורד הזרוע.

And we take the nerve away from your chest muscle

ואנו מזיזים את העצב משריר החזה

and let these nerves grow into it.

ומאפשרים לעצבים הללו לצמוח אליו.

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

אם תחשבו על "לסגור את היד", חלק קטן מהחזה שלכם יתכווץ.

You think, "Bend elbow,"

אם תחשבו על "לכופף את המרפק,"

a different section contracts.

חלק אחר יתכווץ.

And we can use electrodes or antennae

וביכולתנו להשתמש באלקטרודות או באנטנות

to pick that up and tell the arm to move.

כדי לקלוט את זה ולהורות לזרוע לזוז.

That's the idea.

זה הרעיון.

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

זהו האדם הראשון עליו ניסינו את זה.

His name is Jesse Sullivan.

שמו ג'סי סאליבן.

He's just a saint of a man --

אדם קדוש פשוט --

54-year-old lineman who touched the wrong wire

איש חברת החשמל בן 54 שנגע בכבל הלא-נכון

and had both of his arms burnt so badly

וזרועותיו נכוו כל כך קשה

they had to be amputated at the shoulder.

עד שנאלצו לקטוע אותם עד הכתף.

Jesse came to us at the RIC

ג'סי הגיע אלינו למכון השיקום בשיקגו

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

כדי לקבל את ההתקנים החדישים הללו, והנה אתם רואים

I'm still using that old technology

שאני ממשיך להשתמש בטכנולוגיה הישנה ההיא

with a bicycle cable on his right side.

עם כבל הילוכים בצידו הימני.

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

והוא בוחר אילו מפרקים ברצונו להזיז עם מתגי הסנטר האלו.

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

בצד שמאל יש לו תותבת ממונעת מודרנית

with those three joints,

עם שלושת המפרקים הללו,

and he operates little pads in his shoulder

והוא מתפעל כריות קטנות על הכתף שלו

that he touches to make the arm go.

בהן הוא נוגע כדי להזיז את הזרוע.

And Jesse's a good crane operator,

וג'סי הוא מנופאי טוב,

and he did okay by our standards.

והוא היה בסדר לפי הסטנדרטים שלנו.

He also required a revision surgery on his chest.

הוא נזקק גם לניתוח רוויזיה בחזה.

And that gave us the opportunity

וזה נתן לנו את האפשרות

to do targeted reinnervation.

לבצע עצבוב מוכוון.

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

עמיתי, ד"ר גרג דומניאן, ביצע את הניתוח.

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

ראשית, הזזנו את העצב של השריר עצמו,

then we took the arm nerves

ואז לקחנו את עצבי הזרוע

and just kind of had them shift down onto his chest

והסטנו אותם למטה אל החזה שלו

and closed him up.

ותפרנו אותו.

And after about three months,

לאחר שלושה חודשים בערך,

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

העצבים צמחו מעט והצלחנו לבצע תנועה קלה.

And after six months, the nerves grew in well,

ולאחר שישה חודשים, העצבים צמחו היטב,

and you could see strong contractions.

ואפשר היה לראות התכווצויות רציניות.

And this is what it looks like.

וכך זה נראה.

This is what happens when Jesse thinks

זה מה שקורה כאשר ג'סי חושב

open and close his hand,

על לפתוח ולסגור את היד,

or bend or straighten your elbow.

או לכופף וליישר את המרפק.

You can see the movements on his chest,

אתם יכולים לראות את תנועות החזה שלו,

and those little hash marks

והסימנים הקטנים הללו

are where we put our antennae, or electrodes.

מראים היכן אנו שמים את האנטנות או האלקטרודות שלנו.

And I challenge anybody in the room

ואני מעמיד אתגר בפני כל מי שבחדר הזה

to make their chest go like this.

להזיז את החזה שלו כך.

His brain is thinking about his arm.

המוח שלו חושב על הזרוע.

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

הוא לא למד כיצד לעשות זאת עם החזה.

There is not a learning process.

אין תהליך למידה.

That's why it's intuitive.

זו הסיבה שזה אינטואיטיבי.

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

הנה ג'סי במבחן הראשון שלנו איתו.

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

בצד שמאל רואים את התותבת המקורית שלו,

and he's using those switches

והוא משתמש במתגים הללו

to move little blocks from one box to the other.

כדי להזיז בלוקים קטנים מקופסא אחת לשנייה.

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

הזרוע הזו אצלו בערך 20 חודשים כך שהוא מיומן למדי.

On the right side,

בצד ימין,

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

חודשיים לאחר שציידנו אותו בתותבת עצבוב מוכוון --

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

שדרך אגב, מדובר באותה זרוע פיזית,

just programmed a little different --

שמתוכנתת בצורה אחרת --

you can see that he's much faster

ניתן לראות שהוא מהיר בהרבה

and much smoother as he moves these little blocks.

וחלק יותר כשהוא מעביר את הבלוקים הקטנים הללו.

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

ויכולנו להפעיל רק שלושה מהאותות בזמנו.

Then we had one of those little surprises in science.

אחר כך נכונה לנו אחת מההפתעות הקטנות שיש במדע.

So we're all motivated to get motor commands

כולנו היינו בעלי מוטיבציה לגרום לפקודות מוטוריות

to drive robotic arms.

להפעיל זרועות רובוטיות.

And after a few months,

ולאחר מספר חודשים,

you touch Jesse on his chest,

אם נגעת בחזה של ג'סי

and he felt his missing hand.

הוא הרגיש את ידו החסרה.

His hand sensation grew into his chest again

תחושת היד שלו נוצרה מחדש בתוך החזה שלו.

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

ככל הנראה כיוון שהסרנו גם שומן רב,

so the skin was right down to the muscle

כך שהעור נמצא ממש על השריר

and deinnervated, if you would, his skin.

וביצענו עצבוב לעור שלו.

So you touch Jesse here, he feels his thumb;

אם נוגעים בג'סי כאן, הוא מרגיש את האגודל;

you touch it here, he feels his pinky.

אם נוגעים בו כאן, הוא מרגיש את הזרת.

He feels light touch

הוא מרגיש מגע קל

down to one gram of force.

עד כדי גרם אחד של כוח.

He feels hot, cold, sharp, dull,

הוא מרגיש חום, קור, חדות, קהות,

all in his missing hand,

הכל בידו החסרה,

or both his hand and his chest,

או גם ביד וגם בחזה,

but he can attend to either.

אבל הוא יכול להתייחס לכל אחד מהם.

So this is really exciting for us,

זה מאוד מרגש עבורנו,

because now we have a portal,

כיוון שעכשיו יש לנו שער,

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

שער, או דרך אפשרית להחזיר תחושה,

so that he might feel what he touches

כך שהוא ירגיש במה הוא נוגע

with his prosthetic hand.

בידו התותבת.

Imagine sensors in the hand

תארו לעצמכם חיישנים ביד

coming up and pressing on this new hand skin.

העולים למעלה ולוחצים על עור היד החדש.

So it was very exciting.

זה היה מאוד מרגש.

We've also gone on

המשכנו גם

with what was initially our primary population

עם אלו שהיוו מלכתחילה את האוכלוסייה העיקרית שלנו

of people with above-the-elbow amputations.

של אנשים קטועי ידיים מעל המרפק.

And here we deinnervate, or cut the nerve away,

איתם ביצענו עצבוב, הזזנו את העצב,

just from little segments of muscle

רק מחלקים קטנים של שריר

and leave others alone

והשארנו אחרים

that give us our up-down signals

שנותנים לנו את אותות הלמעלה-למטה

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

ושניים נוספים של האותות "פתח וסגור יד".

This was one of our first patients, Chris.

זהו כריס, אחד המטופלים הראשונים שלנו.

You see him with his original device

כאן הוא עם ההתקן המקורי שלו.

on the left there after eight months of use,

בצד שמאל, לאחר שמונה חודשים של שימוש,

and on the right, it is two months.

ובצד ימין זה לאחר חודשיים.

He's about four or five times as fast

הוא מהיר יותר פי ארבע או חמש

with this simple little performance metric.

במבחן הביצוע הפשוט הזה.

All right.

בסדר גמור.

So one of the best parts of my job

אחד הדברים הטובים ביותר בעבודה שלי

is working with really great patients

הוא לעבוד עם מטופלים מצויינים

who are also our research collaborators.

שגם משתפים פעולה איתנו במחקר.

And we're fortunate today

והיום אנו ברי-מזל

to have Amanda Kitts come and join us.

כיוון שאמנדה קיטס תצטרף אלינו.

Please welcome Amanda Kitts.

אמנדה קיטס, בבקשה.

(Applause)

(מחיאות כפיים)

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

אמנדה, תוכלי לספר איך איבדת את זרועך?

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

אמנדה: בטח. ב- 2006 עברתי תאונת דרכים.

And I was driving home from work,

נהגתי הביתה חזרה מהעבודה,

and a truck was coming the opposite direction,

כשמשאית הגיעה מהכיוון הנגדי,

came over into my lane,

נכנסה לנתיב שלי,

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

עברה על המכונית שלי והציר שלה קרע לי את היד.

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

טוד: אוקיי, ולאחר הקטיעה שלך, החלמת.

And you've got one of these conventional arms.

וקיבלת זרוע קונבנציונלית כזו.

Can you tell us how it worked?

תוכלי לספר כיצד היא עבדה?

AK: Well, it was a little difficult,

אמנדה: ובכן, זה היה קצת קשה,

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

כיוון שרק שרירי הדו-ראשי והתלת-ראשי היו לעזרי

So for the simple little things like picking something up,

אז לדברים הפשוטים כמו להרים משהו

I would have to bend my elbow,

הייתי צריכה לכופף את המרפק,

and then I would have to cocontract

ואז לכווץ את שניהם ביחד,

to get it to change modes.

כדי להחליף מצבים.

When I did that,

כשעשיתי זאת,

I had to use my bicep

הייתי צריכה להשתמש בדו-ראשי

to get the hand to close,

כדי לסגור את היד,

use my tricep to get it to open,

ולהשתמש בתלת-ראשי כדי לפתוח אותה,

cocontract again

ולכווץ את שניהם שוב

to get the elbow to work again.

כדי להזיז שוב את המרפק.

TK: So it was a little slow?

טוד: אז זה היה מעט איטי?

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

אמנדה: מעט איטי, וקשה לתפעול.

You had to concentrate a whole lot.

צריך להתרכז המון.

TK: Okay, so I think about nine months later

טוד: אוקיי, ולאחר תשעה חודשים בערך

that you had the targeted reinnervation surgery,

עברת את הניתוח לעצבוב מוכוון,

took six more months to have all the reinnervation.

ולקח עוד שישה חודשים להשלים את כל העצבוב.

Then we fit her with a prosthesis.

ואז ציידנו אותה בתותבת.

And how did that work for you?

ואיך זה עובד עבורך?

AK: It works good.

אמנדה: זה עובד טוב.

I was able to use my elbow

יכולתי להשתמש במרפק

and my hand simultaneously.

וביד בו זמנית.

I could work them just by my thoughts.

יכולתי לתפעל אותם ע"י מחשבה בלבד.

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

כך שלא הייתי צריכה לבצע שום כיווץ או משהו.

TK: A little faster?

טוד: יותר מהר?

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

אמנדה: יותר מהר והרבה יותר קל, יותר טבעי.

TK: Okay, this was my goal.

טוד: אוקיי, זו הייתה מטרתי.

For 20 years, my goal was to let somebody

במשך 20 שנה, מטרתי הייתה לאפשר

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

שימוש במרפק וביד באופן אינטואטיבי

and at the same time.

ובו זמנית.

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

וכעת יותר מ- 50 מטופלים ברחבי העולם עברו את הניתוח הזה,

including over a dozen of our wounded warriors

כולל יותר מ- 12 לוחמים פגועים

in the U.S. armed services.

במסגרת שירותי הבטחון של ארה"ב.

The success rate of the nerve transfers is very high.

אחוז ההצלחה של העברת העצבים גבוה מאוד.

It's like 96 percent.

בערך 96 אחוזים.

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

כיוון שאנו מחברים עצב גדול ושמן לחתיכה קטנה של שריר.

And it provides intuitive control.

דבר שמספק שליטה אינטואטיבית.

Our functional testing, those little tests,

מבחני התפקוד שלנו, המבחנים הקטנים הללו,

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

מראים שזה מהיר יותר וקל יותר.

And the most important thing

והדבר החשוב ביותר

is our patients have appreciated it.

הוא שהמטופלים שלנו העריכו את זה.

So that was all very exciting.

אז כל זה היה מאוד מרגש.

But we want to do better.

אבל אנו רוצים להשתפר.

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

יש מידע רב באותות העצביים הללו,

and we wanted to get more.

ורצינו להשיג יותר.

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

אפשר להזיז כל אצבע. להזיז את האגודל ואת פרק כף היד.

Can we get more out of it?

האם אפשר להוציא מזה יותר?

So we did some experiments

אז ערכנו מספר ניסויים

where we saturated our poor patients with zillions of electrodes

בהם חיברנו את המטופלים המסכנים להמון אלקטרודות

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

וביקשנו שינסו לבצע 24 משימות שונות --

from wiggling a finger to moving a whole arm

החל מלהזיז אצבע, דרך להזיז את כל הזרוע

to reaching for something --

ועד לשלוח יד אל משהו --

and recorded this data.

ותיעדנו את המידע הזה.

And then we used some algorithms

ואז השתמשנו בכמה אלגוריתמים

that are a lot like speech recognition algorithms,

שדומים למדי לאלגוריתמים של זיהוי קול,

called pattern recognition.

ונקראים זיהוי תבניות.

See.

אתם רואים?

(Laughter)

(צחוק)

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

כאן אתם יכולים לראות, על החזה של ג'סי,

when he just tried to do three different things,

כאשר הוא ניסה לבצע רק שלושה דברים שונים,

you can see three different patterns.

אפשר לראות שלוש תבניות שונות.

But I can't put in an electrode

אבל אני לא יכול להכניס אלקטרודה

and say, "Go there."

ולהגיד לה, "לכי לשם".

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

אז שיתפנו פעולה עם עמיתינו באונ' ניו ברנזוויק,

came up with this algorithm control,

והגענו לאלגוריתם השליטה הזה,

which Amanda can now demonstrate.

שאמנדה תדגים עכשיו.

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

אמנדה: יש לי את המרפק, שזז למעלה ולמטה.

I have the wrist rotation

יש את פרק כף היד שמסתובב

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

ועושה -- והוא יכול לעשות את כל הסיבוב.

And I have the wrist flexion and extension.

ויש לפרק כף היד גמישות ומתיחה.

And I also have the hand closed and open.

ואני יכולה גם לסגור ולפתוח את היד.

TK: Thank you, Amanda.

טוד: תודה לך, אמנדה.

Now this is a research arm,

זוהי זרוע מחקר,

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

אבל היא עשויה מרכיבים מסחריים מכאן ולמטה

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

וכמה שהשאלתי מרחבי העולם.

It's about seven pounds,

היא שוקלת קצת יותר מ- 3 ק"ג,

which is probably about what my arm would weigh

שזה בערך מה שהזרוע שלי שוקלת

if I lost it right here.

אם אני אאבד אותה בדיוק כאן.

Obviously, that's heavy for Amanda.

כמובן שהיא כבדה עבור אמנדה.

And in fact, it feels even heavier,

ולמעשה, היא מרגישה כבדה יותר,

because it's not glued on the same.

כיוון שהיא לא מחוברת באותה צורה.

She's carrying all the weight through harnesses.

היא סוחבת את כל המשקל באמצעות רתמות.

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

אז החלק המרגש אינו המכטרוניקה,

but the control.

אלא השליטה.

So we've developed a small microcomputer

פיתחנו מיקרו-מחשב קטן

that is blinking somewhere behind her back

שמהבהב במקום כלשהו מאחורי גבה

and is operating this

והוא מתפעל את זה

all by the way she trains it

בדיוק באופן שהיא מאפסת אותו.

to use her individual muscle signals.

להשתמש באותות השריר הבודדים שלה.

So Amanda, when you first started using this arm,

אמנדה, כשרק התחלת להשתמש בזרוע הזו,

how long did it take to use it?

כמה זמן לקח להשתמש בה?

AK: It took just about probably three to four hours

אמנדה: זה לקח שלוש-ארבע שעות בערך

to get it to train.

לאפס אותה.

I had to hook it up to a computer,

נאלצתי לחבר אותה למחשב,

so I couldn't just train it anywhere.

אז לא יכולתי לאפס אותה בכל מקום.

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

אז אם היא הפסיקה לעבוד, נאלצתי להסירה.

So now it's able to train

כעת, אפשר לאפס אותה

with just this little piece on the back.

רק באמצעות החתיכה הקטנה הזו על הגב.

I can wear it around.

אני יכולה ללבוש אותה וללכת.

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

אם היא מפסיקה לעבוד משום מה, אני יכולה לאפס אותה מחדש

Takes about a minute.

זה לוקח בערך דקה.

TK: So we're really excited,

טוד: אז אנו מאוד מתרגשים,

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

כיוון שכעת הגענו להתקן רפואי שימושי.

And that's where our goal is --

וזו המטרה שלנו --

to have something clinically pragmatic to wear.

שיהיה משהו רפואי מעשי ללבוש.

We've also had Amanda able to use

אפשרנו גם לאמנדה להשתמש

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

בכמה זרועות מתקדמות יותר שהראיתי לכם קודם.

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

הנה אמנדה משתמשת בזרוע שיוצרה ע"י תאגיד המחקר DEKA.

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

ואני חושב שדין קיימן הציג אותה ב- TED לפני מספר שנים.

So Amanda, you can see,

אפשר לראות שלאמנדה

has really good control.

ישנה שליטה טובה מאוד.

It's all the pattern recognition.

את הכל עושה זיהוי התבניות.

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

וכעת ישנה יד שיכולה לבצע אחיזות שונות.

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

מה שאנו עושים הוא שהמטופל פותח את היד לגמרי

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

וחושב, "איזו תבנית אחיזה אני רוצה לבצע?"

It goes into that mode,

זה נכנס למצב הזה,

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

ואז אפשר לבצע חמש-שש אחיזות שונות עם היד הזו.

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

אמנדה, כמה יכולת לבצע עם הזרוע הזו של DEKA?

AK: I was able to get four.

אמנדה: יכולתי לבצע ארבע.

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

אחיזהבסיסית, אחיזת מלחציים,

I had a power grasp

אחיזת כוח

and I had a fine pinch.

וצביטה קלה

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

אבל המועדפת עלי היא פשוט כשהיד פתוחה,

because I work with kids,

כיוון שאני עובדת עם ילדים,

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

וכל הזמן מוחאים כפיים ושרים,

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

אז יכולתי לעשות זאת שוב, וזה היה ממש טוב.

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

טוד: היד הזו פחות טובה למחיאות כפיים.

AK: Can't clap with this one.

אמנדה: אני לא יכולה למחוא כף עם זו.

TK: All right. So that's exciting

טוד: בסדר גמור. אז זה מרגש

on where we may go with the better mechatronics,

עד היכן אפשר להגיע עם מכטרוניקה טובה יותר,

if we make them good enough

אם נעשה אותן טובות מספיק

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

כדי להוציאן לשוק ולשימוש ניסיוני.

I want you to watch closely.

אני רוצה שתביטו היטב.

(Video) Claudia: Oooooh!

(סרטון) קלודיה: אוווו!

TK: That's Claudia,

טוד: זוהי קלודיה,

and that was the first time

וזו הייתה הפעם הראשונה

she got to feel sensation through her prosthetic.

שהיא הרגישה תחושה דרך התותבת שלה.

She had a little sensor at the end of her prosthesis

יש לה חיישן קטן בקצה התותבת

that then she rubbed over different surfaces,

שהיא מעבירה על משטחים שונים,

and she could feel different textures

והיא יכולה להרגיש מרקמים שונים

of sandpaper, different grits, ribbon cable,

של נייר-חול, גרגרים שונים, כבל סרט,

as it pushed on her reinnervated hand skin.

כשהם נלחצים על גבי עור היד שעוצבב.

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

היא אמרה שכשהיא העבירה אותה לאורך השולחן,

it felt like her finger was rocking.

זה הרגיש כאילו שהאצבע שלה התנועעה.

So that's an exciting laboratory experiment

אז זהו ניסוי מעבדה מרגש

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

כיצד להחזיר תחושה של עור, באופן פוטנציאלי.

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

אבל הנה סרטון נוסף שמראה כמה מהקשיים שלנו.

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

זהו ג'סי, והוא מוחץ צעצוע העשוי מקצף.

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

וככל שהוא מוחץ -- אתם רואים דבר שחור קטן באמצע

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

שלוחץ על העור שלו באופן יחסי לחוזק המחיצה.

But look at all the electrodes around it.

אבל תראו את כל האלקטרודות מסביב.

I've got a real estate problem.

יש לי בעיית נדל"ן.

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

צריך לשים כמות של הדברים האלה שם,

but our little motor's making all kinds of noise

אבל המנוע הקטן שלנו עושה כל מיני קולות

right next to my electrodes.

ממש ליד האלקטרודות שלי.

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

אז יש לנו אתגר גדול בנוגע למה שאנו עושים שם.

The future is bright.

העתיד ורוד.

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

אנו נרגשים מהמצב שלנו כיום וממה שאנו רוצים לעשות.

So for example,

למשל,

one is to get rid of my real estate problem

אחד מהם הוא להיפטר מבעיית הנדל"ן שלי

and get better signals.

ולהשיג אותות טובים יותר.

We want to develop these little tiny capsules

אנו רוצים לפתח כמוסות קטנטנות

about the size of a piece of risotto

בערך בגדול של חתיכת אורז

that we can put into the muscles

אותן נוכל להכניס אל השרירים

and telemeter out the EMG signals,

ולשדר החוצה את אותות האלקטרומיוגרפיה,

so that it's not worrying about electrode contact.

כך שלא נדאג לגבי המגע של האלקטרודות.

And we can have the real estate open

ויהיה לנו שטח פתוח

to try more sensation feedback.

כדי לנסות ולהשיג יותר תחושה חוזרת.

We want to build a better arm.

אנו רוצים לבנות זרוע טובה יותר.

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

הזרוע הזו -- הן תמיד מיועדות עבור הגבר הממוצע --

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

כלומר הן גדולות מדי עבור חמש-שמיניות מהעולם.

So rather than a super strong or super fast arm,

ואז במקום זרוע חזקה במיוחד או מהירה במיוחד,

we're making an arm that is --

אנו יוצרים זרוע שהיא --

we're starting with,

אנו מתחילים עם,

the 25th percentile female --

האישה הקטנה הממוצעת --

that will have a hand that wraps around,

לה תהיה יד שיכולה לעטוף,

opens all the way,

נפתחת עד הסוף,

two degrees of freedom in the wrist and an elbow.

בעלת שתי רמות של חופש בפרק כף היד ומרפק.

So it'll be the smallest and lightest

כך שהיא תהיה הזרוע הקטנה, הקלה

and the smartest arm ever made.

והחכמה ביותר שנבנתה אי-פעם.

Once we can do it that small,

ברגע שנוכל לעשות אותה כזו קטנה,

it's a lot easier making them bigger.

קל בהרבה להגדיל אותן.

So those are just some of our goals.

אז אלו רק כמה מן המטרות שלנו.

And we really appreciate you all being here today.

אנו מאוד מודים על שהייתם כאן היום.

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

אני רוצה לספר לכם מעט על הצד האפל,

with yesterday's theme.

הנושא של אתמול.

So Amanda came jet-lagged,

אמנדה הגיעה עם ג'ט לג,

she's using the arm,

היא משתמשת בזרוע,

and everything goes wrong.

והכל משתבש.

There was a computer spook,

הייתה בעיה במחשב,

a broken wire,

כבל קרוע,

a converter that sparked.

שנאי שנדלק.

We took out a whole circuit in the hotel

הוצאנו החוצה מעגל חשמלי שלם במלון

and just about put on the fire alarm.

וכמעט והפעלנו את גלאי העשן.

And none of those problems could I have dealt with,

ולא יכולתי להתמודד עם הבעיות האלו לבד,

but I have a really bright research team.

אלא שיש לי צוות מחקר מבריק.

And thankfully Dr. Annie Simon was with us

ועליי לומר תודה לד"ר אנני סימון שהייתה איתנו

and worked really hard yesterday to fix it.

ועבדה מאוד קשה אתמול כדי לסדר את זה.

That's science.

זה המדע.

And fortunately, it worked today.

ולמרבה המזל, זה עבד היום.

So thank you very much.

אז תודה רבה לכם.

(Applause)

(מחיאות כפיים)