Todd Kuiken: A prosthetic arm that "feels"

Translator: Kasinan Suthiwanich Reviewer: PanaEk Warawit

So today, I would like to talk with you

วันนี้ ผมอยากจะพูดคุยกับทุกท่าน

about bionics,

เกี่ยวกับไบโอนิคส์ (bionics)

which is the popular term

ซึ่งเป็นคำที่นิยมใช้เรียก

for the science of replacing part of a living organism

สำหรับศาสตร์ของการแทนที่ส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิต

with a mechatronic device, or a robot.

ด้วยอุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้าหรือหุ่นยนต์

It is essentially

พูดง่ายๆ มันก็คือ

the stuff of life meets machine.

สิ่งที่เกี่ยวชีวิตบวกกับเครื่องจักร

And specifically, I'd like to talk with you

และผมอยากจะพูดคุยอย่างเจาะจง

about how bionics is evolving

เกี่ยวกับว่าไบโอนิคส์พัฒนาอย่างไร

for people with arm amputations.

เพื่อผู้คนที่ได้รับการผ่าตัดแขนออก

This is our motivation.

นี่คือแรงบันดาลใจของพวกเรา

Arm amputation causes a huge disability.

การผ่าตัดแขนออกก่อให้เกิดความพิการอย่างใหญ่หลวง

I mean, the functional impairment is clear.

ผมหมายถึงว่า ความบกพร่องในการทำงานมันก็เห็นได้ชัด

Our hands are amazing instruments.

มือของพวกเราถือเป็นเครื่องมือที่น่าทึ่ง

And when you lose one, far less both,

และถ้าเสียแขนไปข้างหนึ่ง ไม่นับหากต้องเสียแขนทั้งสองข้าง

it's a lot harder to do the things

มันก็จะลำบากมากที่จะทำสิ่งต่างๆ

we physically need to do.

ที่เราต้องใช้ร่างกายทำ

There's also a huge emotional impact.

มันก็ยังมีผลกระทบทางจิตใจที่ใหญ่หลวง

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

และจริงๆแล้ว ผมได้ใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในคลินิก

dealing with the emotional adjustment of patients

รับมือกับการปรับอารมณ์ของผู้ป่วย

as with the physical disability.

ที่มีต่อกับความพิการทางกายภาพ

And finally, there's a profound social impact.

และในที่สุดก็คือ มันมีผลกระทบทางสังคมที่ลึกซึ้ง

We talk with our hands.

เราพูดจาด้วยมือของเรา

We greet with our hands.

เราทักทายด้วยมือของเรา

And we interact with the physical world with our hands.

และเรามีปฏิสัมพันธ์ต่อโลกภายนอกด้วยมือของเรา

And when they're missing,

และเมื่อมันขาดหายไป

it's a barrier.

ก็จะกลายเป็นอุปสรรค

Arm amputation is usually caused by trauma,

การผ่าตัดแขนออกมักเกิดจากการได้รับบาดเจ็บ

with things like industrial accidents,

จากสิ่งต่างๆ เช่น อุบัติเหตุในโรงงาน

motor vehicle collisions

การชนของยานยนต์

or, very poignantly, war.

หรือสงคราม ซึ่งถือเป็นเรื่องสะเทือนอารมณ์อย่างยิ่ง

There are also some children who are born without arms,

นอกจากนี้ก็ยังมีเด็กบางคนที่เกิดมาโดยไร้แขน

called congenital limb deficiency.

เรียกว่า การขาดแขนหรือขาแต่กำเนิด (congenital limb deficiency)

Unfortunately, we don't do great

ถือเป็นเรื่องโชคร้ายที่เราทำได้ไม่ดีพอ

with upper-limb prosthetics.

ในเรื่องศาสตร์ของกายอุปกรณ์สำหรับแขน

There are two general types.

มันมีอยู่สองแบบทั่วไป

They're called body-powered prostheses,

พวกนี้เรียกว่า แขนเทียมควบคุมโดยกำลังกาย (body-powered prostheses)

which were invented just after the Civil War,

ซึ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นไม่นานหลังจากสงครามกลางเมือง

refined in World War I and World War II.

แล้วก็ถูกพัฒนาในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 และ 2

Here you see a patent

ที่คุณเห็นอยู่นี้คือสิทธิบัตร

for an arm in 1912.

สำหรับแขน ในปีค.ศ.1912

It's not a lot different

มันก็ไม่ได้ต่างอะไรมาก

than the one you see on my patient.

จากอันที่คุณเห็นจากผู้ป่วยของผม

They work by harnessing shoulder power.

แขนเทียมนี้ทำงานโดยอาศัยแรงจากไหล่

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

ดังนั้น เมื่อเราเกร็งหัวไหล่ มันก็จะไปดึงสายเคเบิล

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

และสายเคเบิลนั้นก็จะอ้าหรือหุบมือ หรือตะขอเกี่ยว

or bend an elbow.

หรืองอศอก

And we still use them commonly,

และ เราก็ยังคงใช้แขนเทียมพวกนี้อย่างแพร่หลาย

because they're very robust

เพราะมันค่อนข้างทนทาน

and relatively simple devices.

และเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ซับซ้อนมากนัก

The state of the art

แบบที่ถือได้ว่าก้าวหน้า

is what we call myoelectric prostheses.

คือสิ่งที่เราเรียกว่า แขนเทียมควบคุมโดยสัญญาณไฟฟ้าในกล้ามเนื้อ (myoelectric prostheses)

These are motorized devices

มันเป็นแขนเทียมติดมอเตอร์

that are controlled

ที่ถูกควบคุม

by little electrical signals from your muscle.

โดยสัญญาณไฟฟ้าเล็กๆ จากกล้ามเนื้อของคุณ

Every time you contract a muscle,

ทุกๆ ครั้งที่คุณหดรัดกล้ามเนื่อ

it emits a little electricity

มันก็จะปล่อยกระแสไฟฟ้าออกมาเล็กน้อย

that you can record with antennae or electrodes

ซึ่งเราสามารถบันทึกมันด้วยเครื่องรับสัญญาณหรืออิเล็กโทรด

and use that to operate the motorized prosthesis.

และใช้สิ่งเหล่านั้นในการขยับแขนเทียมกล

They work pretty well

มันใช้งานได้ดี

for people who have just lost their hand,

กับผู้ที่เพิ่งสูญเสียมือไป

because your hand muscles are still there.

เพราะกล้ามเนื้อมือยังอยู่

You squeeze your hand, these muscles contract.

เราบีบมือ กล้ามเนื้อส่วนนี้ก็หดตัว

You open it, these muscles contract.

พอเราแบบมือ กล้ามเนื้อส่วนนี้หดตัว

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

ดังนั้นมันเป็นไปโดยธรรมชาติ และมันทำงานได้ดี

Well how about with higher levels of amputation?

แล้วถ้าเป็นการเสียแขนในตำแหน่งที่สูงขึ้นไปล่ะ?

Now you've lost your arm above the elbow.

ถ้าคุณเสียแขนตั้งแต่เหนือศอกไป

You're missing not only these muscles,

คุณเสียไม่เพียงแต่กล้ามเนื้อเหล่านี้

but your hand and your elbow too.

แต่รวมถึงมือและข้อศอกของคุณด้วย

What do you do?

คุณจะทำอย่างไร?

Well our patients have to use

คนไข้ของเราต้องใช้

very code-y systems

ระบบที่เป็นกลไกมาก

of using just their arm muscles

ของการใช้แค่กล้ามเนื้อแขน

to operate robotic limbs.

ในการใช้แขนกล

We have robotic limbs.

เรามีแขนกล

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

มันก็มีอยู่หลายแบบที่สามารถหาซื้อได้ และนี้ก็เป็นส่วนหนึ่ง

They contain just a hand that will open and close,

มันประกอบไปด้วยมือที่สามารถแบและหุบ

a wrist rotator and an elbow.

ตัวหมุนข้อมือ และข้อศอก

There's no other functions.

แล้วก็ไม่มีกลไกอื่น

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

ซึ่งหากมี เราจะบอกให้มันทำงานอย่างไรล่ะ?

We built our own arm at the Rehab Institute of Chicago

เราสร้างแขนเทียมของเราเองที่ ศูนย์บำบัดฟื้นฟูแห่งชิคาโก (Rehab Institute of Chicago)

where we've added some wrist flexion and shoulder joints

ที่ซึ่งเราได้เพิ่มการงอของข้อมือและข้อต่อไหล่

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

เพิ่มเป็น 6 มอเตอร์ ถือเป็น 6 รูปแบบอิสระที่เพิ่มขึ้น

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

และ เราก็ได้มีโอกาสได้ทำงานกับแขนเทียมที่พัฒนาล้ำหน้ามาก

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

ซึ่งได้งบจากกองทัพสหรัฐฯ โดยใช้ต้นแบบพวกนี้

that had up to 10 different degrees of freedom

ซึ่งมีความอิสระที่แตกต่างกันถึง 10 รูปแบบ

including movable hands.

รวมไปถึงมือที่ขยับได้

But at the end of the day,

กระนั้น ท้ายที่สุดแล้ว

how do we tell these robotic arms what to do?

เราจะสั่งบังคับแขนกลเหล่านี้ได้อย่างไร?

How do we control them?

เราจะควบคุมมันอย่างไร?

Well we need a neural interface,

เราต้องมีตัวเชื่อมต่อด้านประสาท

a way to connect to our nervous system

เป็นทางเชื่อมต่อถึงระบบประสาทของเรา

or our thought processes

หรือระบบความคิดของเรา

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

เพื่อที่ให้มันเป็นไปตามความคิด เป็นไปตามธรรมชาติ

like for you and I.

เหมือนที่เป็นสำหรับคุณและผม

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

ร่างกายทำงานโดยเริ่มจากสัญญาณคำสั่งในสมองของคุณ

going down your spinal cord,

ลงมาตามไขสันหลัง

out the nerves and to your periphery.

ออกตามเส้นประสาทสู่ระบบภายนอก

And your sensation's the exact opposite.

และการรับรู้ของคุณก็จะเป็นแบบกลับกัน

You touch yourself, there's a stimulus

คุณแตะตัวเอง ก็จะเกิดสัญญาณสิ่งเร้า

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

ที่จะไหลขึ้นตามเส้นประสาททางเดิมสู่สมอง

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

เมื่อคุณเสียแขนไป ระบบประสาทนั้นยังคงทำงานอยู่

Those nerves can put out command signals.

เส้นประสาทเหล่านั้นยังสามารถส่งสัญญาณคำสั่งออกได้

And if I tap the nerve ending

และถ้าผมแตะปลายประสาท

on a World War II vet,

ของทหารผ่านศึกสงครามโลกครั้งที่ 2

he'll still feel his missing hand.

เขาก็ยังสามารถรู้สึกถึงมือที่หายไปได้

So you might say,

ดังนั้นคุณสามารถพูดได้ว่า

let's go to the brain

งั้นมาที่สมองเลยดีกว่า

and put something in the brain to record signals,

เอาเครื่องมือมาบันทึกสัญญาณในสมอง

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

หรือที่ปลายสุดของเส้นประสาทแล้วบันทึกมันตรงนั้น

And these are very exciting research areas,

และนี่แหละคืองานวิจัยที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง

but it's really, really hard.

แต่มันยากมากๆ

You have to put in

คุณต้องใส่

hundreds of microscopic wires

สายขนาดเล็กจิ๋วนับร้อย

to record from little tiny individual neurons -- ordinary fibers

เพื่อที่จะบันทึกสิ่งที่เซลล์ประสาทจิ๋วๆ แต่ละตัว

that put out tiny signals

ส่งออกมาเป็นสัญญาณอ่อนๆ

that are microvolts.

เพียงแค่หนึ่งในล้านของโวลท์

And it's just too hard

และมันก็ยากเกินไป

to use now and for my patients today.

ที่จะใช้กับคนไข้ ณ ตอนนี้

So we developed a different approach.

ดังนั้นเราจึงพัฒนาวิธีการอีกแบบหนึ่ง

We're using a biological amplifier

เราใช้เครื่องขยายสัญญาณชีวภาพ (biological amplifier)

to amplify these nerve signals -- muscles.

ในการขยายสัญญาณประสาทเหล่านี้ ซึ่งก็คือกล้ามเนื้อ

Muscles will amplify the nerve signals

กล้ามเนื้อจะขยายสัญญาณประสาท

about a thousand-fold,

ประมาณหนึ่งพันเท่า

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

เพื่่อที่เราสามารถบันทึกมันได้จากผิวหนังบนสุด

like you saw earlier.

อย่างที่คุณได้เห็นที่ผ่านมา

So our approach is something we call targeted reinnervation.

เราเรียกวิธีแบบนี้ว่า การเชื่อมประสาทแบบเจาะจง (targeted reinnervation)

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

ลองจินตนาการ คนที่เสียแขนไปทั้งแขน

we still have four major nerves

เรายังคงมีเส้นประสาทหลักอยู่ทั้ง 4 เส้น

that go down your arm.

ที่มาตามแขนของคุณ

And we take the nerve away from your chest muscle

และ เราเอาเส้นประสาทเหล่านี้จากกล้ามเนื้อหน้าอกของคุณ

and let these nerves grow into it.

แล้วปล่อยให้เส้นประสาทแขนงอกไป

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

ดังนั้น เมื่อคุณคิด "หุบมือ" ส่วนเล็กๆของกล้ามเนื้อหน้าอกจะหดตัว

You think, "Bend elbow,"

พอคุณคิดว่า "งอศอก"

a different section contracts.

กล้ามเนื้ออีกส่วนก็จะหด

And we can use electrodes or antennae

และเราสามารถใช้อิเล็กโทรดหรือเครื่องรับสัญญาณ

to pick that up and tell the arm to move.

จับสัญญาณเหล่านั้นและสั่งให้แขนเทียมขยับ

That's the idea.

นั่นคือแนวคิดหลัก

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

นี่คือ ชายคนแรกที่เราได้ทดลองความคิดนี้

His name is Jesse Sullivan.

เขาชื่อ เจสซี ซัลลิแวน (Jesse Sullivan)

He's just a saint of a man --

เขาเป็นคนที่เยี่ยมมาก

54-year-old lineman who touched the wrong wire

ช่างไฟฟ้าอายุ 54 ปี ที่ไปแตะสายไฟผิดสาย

and had both of his arms burnt so badly

ทำให้แขนทั้งสองข้างไหม้อย่างสาหัส

they had to be amputated at the shoulder.

จนต้องตัดแขนตั้งแต่หัวไหล่ออก

Jesse came to us at the RIC

เจสซีได้มาหาเราที่ อาร์ไอซี (RIC)

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

เพื่อที่จะลองสวมแขนเทียมกล และนี้คุณก็ได้เห็นว่า

I'm still using that old technology

ผมยังคงใช้เทคโนโลยีแบบเก่าอยู่

with a bicycle cable on his right side.

ด้วยสายเคเบิลกับแขนด้านขวาของเขา

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

และเขาเลือกขยับข้อต่อแต่ละอันได้โดยใช้สวิทช์ที่คาง

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

ทางแขนด้านซ้าย เขาได้แขนเทียมกลที่ทันสมัย

with those three joints,

ที่มีข้อต่อ 3 ที่

and he operates little pads in his shoulder

และเขาควบคุมด้วยแผ่นเล็กๆที่ไหล่ของเขา

that he touches to make the arm go.

ที่เขาสามารถแตะเพื่อให้แขนขยับ

And Jesse's a good crane operator,

เจสซีก็เป็นคนบังคับเครนได้ดี

and he did okay by our standards.

และเขาก็ทำได้ค่อนข้างดีในมาตรฐานของเรา

He also required a revision surgery on his chest.

นอกจากนี้ เขายังได้รับการผ่าตัดเพิ่มเติมที่อก

And that gave us the opportunity

ซึ่งทำให้เราได้มีโอกาส

to do targeted reinnervation.

ทำการเชื่อมประสาทแบบเจาะจงได้

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

เพื่อนร่วมงานของผม ดอกเตอร์ เกรก ดูเมเนียน (Dr. Greg Dumanian) ทำการผ่าตัดครั้งนั้น

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

เริ่มต้น เราได้ตัดเส้นประสาทที่ไปกล้ามเนื้อของเขาออก

then we took the arm nerves

จากนั้นเราได้เอาเส้นประสาทแขน

and just kind of had them shift down onto his chest

มาเชื่อมเข้ากับจุดบนหน้าอก

and closed him up.

แล้วทำการปิดแผล

And after about three months,

หลังจากนั้นประมาณ 3 เดือน

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

เส้นประสาทได้เติบโตเล็กน้อย และเราสามารถทำให้มันกระตุกได้

And after six months, the nerves grew in well,

และหลังจากผ่าตัด 6 เดือน เส้นประสาทได้เติบโตขึ้นเป็นอย่างดี

and you could see strong contractions.

และคุณสามารถเห็นการหดตัวที่มีพลัง

And this is what it looks like.

และมันก็เป็นอย่างนี้

This is what happens when Jesse thinks

นี้คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเจสซีคิด

open and close his hand,

ที่จะแบและหุบมือ

or bend or straighten your elbow.

หรืองอหรือเหยียดข้อศอก

You can see the movements on his chest,

คุณสามารถเห็นการเคลื่อนไหวของหน้าอก

and those little hash marks

และรอยแผลเย็บเหล่านั้น

are where we put our antennae, or electrodes.

คือตำแหน่งที่เราได้วางเครื่องรับสัญญาณหรืออิเล็กโทรด

And I challenge anybody in the room

ผมท้าทุกคนในห้องนี้

to make their chest go like this.

ให้ขยับหน้าอกได้อย่างนั้นได้

His brain is thinking about his arm.

สมองของเขาคิดถึงแต่แขนของเขา

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

เขาไม่ได้รู้เลยว่าจะขยับหน้าอกแบบนี้อย่างไร

There is not a learning process.

นี้ไม่ใช่กระบวนการการเรียนรู้

That's why it's intuitive.

นั้นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมมันเป็นไปแบบธรรมชาติ

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

นี้คือ เจสซีในการทดสอบเล็กๆครั้งแรกของเรา

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

ทางด้านซ้าย คุณสามารถเห็นแขนเทียมแบบดั้งเดิม

and he's using those switches

และเขาก็ใช้สวิทช์เหล่านั้น

to move little blocks from one box to the other.

ในการขยับบล็อกเล็กๆจากกล่องใบหนึ่งไปยังอีกใบ

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

ซึ่งเขาได้ใช้แขนนั้นมาแล้วกว่า 20 เดือน เขาก็ค่อนข้างชำนาญในการใช้อยู่แล้ว

On the right side,

ในทางด้านขวา

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

2 เดือนหลังจากที่เราได้ใส่แขนเทียมเชื่อมประสาทแบบเจาะจงให้เขา

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

ซึ่งเป็นแขนแบบเดียวกัน

just programmed a little different --

แค่โปรแกรมใหม่ให้แตกต่างเล็กน้อย

you can see that he's much faster

คุณสามารถเห็นได้ว่าเขาสามารถทำได้รวดเร็วกว่ามาก

and much smoother as he moves these little blocks.

และนิ่มนวลมากขึ้นในการเคลื่อนย้ายบล็อกเหล่านั้น

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

และเราสามารถใช้ได้เพียง 3 สัญญาณ ณ ตอนนี้

Then we had one of those little surprises in science.

แล้วเราก็ได้พบความมหัศจรรย์เล็กน้อยทางวิทยาศาสตร์

So we're all motivated to get motor commands

คือ เราต่างมุ่งมั่นที่จะใช้คำสั่งควบคุม

to drive robotic arms.

ในการขับเคลื่อนแขนกล

And after a few months,

และหลังจากไม่กี่เดือน

you touch Jesse on his chest,

คุณแตะเจสซีตรงหน้าอกของเขา

and he felt his missing hand.

และเขาสามารถรู้สึกได้ถึงมือของเขาที่หายไป

His hand sensation grew into his chest again

ประสาทการรับรู้สึกถึงมือของเขาได้เติบโตขึ้นหน้าอกอีกครั้ง

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

และอาจเป็นเพราะเราได้เอาไขมันออกไปเป็นจำนวนมาก

so the skin was right down to the muscle

ดังนั้นผิวหนังจึงอยู่ชิดกับกล้ามเนื้อ

and deinnervated, if you would, his skin.

และแทนที่ประสาทผิวหนัง

So you touch Jesse here, he feels his thumb;

พอคุณแตะเจสซีตรงนี้ เขารู้สึกถึงนิ้วโป้ง

you touch it here, he feels his pinky.

คุณแตะเขาตรงนี้ เขาจะรู้สึกถึงนิ้วก้อย

He feels light touch

เขารู้สึกถึงสัมผัสเบาๆ

down to one gram of force.

ได้ถึงแรงกดหนึ่งกรัม

He feels hot, cold, sharp, dull,

เขาสามารถรู้สึกถึงความร้อน ความเย็น ความแหลม ความมน

all in his missing hand,

ทุกอย่างในมือหายไป

or both his hand and his chest,

หรือมือทั้งสองข้างและหน้าอก

but he can attend to either.

แต่เขาสามารถรู้สึกถึงได้ทั้งสองแบบ

So this is really exciting for us,

ดังนั้นนี้จึงเป็นเรื่องน่าตื่นเต้นสำหรับเราอย่างยิ่ง

because now we have a portal,

เพราะตอนนี้เรามีช่องทาง

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

ช่องทางหรือหนทางที่มีศักยภาพพอที่จะสามารถให้ความรู้สึกกลับคืนมาได้

so that he might feel what he touches

เพื่อที่เขาอาจจะสามารถรู้สึกถึงสิ่งที่เขาจับ

with his prosthetic hand.

ด้วยแขนเทียมของเขา

Imagine sensors in the hand

ลองนึกถึง เครื่องรับรู้ในมือ

coming up and pressing on this new hand skin.

ที่กำลังจะมา และลองกดลงบนผิวใหม่ของมือ

So it was very exciting.

ดังนั้นมันจึงน่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง

We've also gone on

จากนั้นเราได้ทดลองต่อ

with what was initially our primary population

กับกลุ่มที่เป็นผู้ป่วยแรกเริ่มของเรา

of people with above-the-elbow amputations.

กลุ่มผู้ป่วยที่ต้องเสียแขนตั้งแต่ข้อศอกขึ้นไป

And here we deinnervate, or cut the nerve away,

และนี้ เราจึงได้เอาประสาทออก (deinnervate)

just from little segments of muscle

แค่จากส่วนเล็กๆของกล้ามเนื้อ

and leave others alone

และปล่อยส่วนอื่นไว้

that give us our up-down signals

ที่จะให้สัญญาณขึ้นลงกับเรา

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

และอีกสองอันที่จะให้สัญญาณแบหุบมือ

This was one of our first patients, Chris.

นี้คือหนึ่งในบรรดาคนไข้แรกๆ ของเรา คริส

You see him with his original device

คุณสามารถเห็นเขากับแขนเทียมเดิมของเขา

on the left there after eight months of use,

ในทางด้านซ้าย หลังจากการใช้งานมาแปดเดือน

and on the right, it is two months.

และทางด้านขวา เป็นเวลาสองเดือน

He's about four or five times as fast

เขาสามารถทำได้เร็วขึ้นสี่ห้าเท่าตัว

with this simple little performance metric.

ด้วยระบบปฏิบัติง่ายๆ

All right.

เอาล่ะ

So one of the best parts of my job

ส่วนหนึ่งที่ดีที่สุดในอาชีพของผม

is working with really great patients

คือการได้ทำงานกับคนไข้ที่ยอดเยี่ยม

who are also our research collaborators.

ผู้ซึ่งเป็นร่วมงานวิจัยกับเรา

And we're fortunate today

และเป็นความโชคดีของเราในวันนี้

to have Amanda Kitts come and join us.

ที่ได้ อแมนดา คิตส์ มาร่วมกับเรา

Please welcome Amanda Kitts.

ช่วยต้อนรับ อแมนดา คิตส์ หน่อยครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

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

อแมนดา คุณช่วยเล่าหน่อยได้ไหมว่าคุณเสียแขนได้อย่างไร

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

อแมนดา คิตส์: ได้ค่ะ ในปีค.ศ. 2006 ฉันได้ประสบอุบัติเหตุรถชน

And I was driving home from work,

ฉันก็กำลังขับรถกลับบ้านจากทำงาน

and a truck was coming the opposite direction,

แล้วรถบรรทุกได้สวนทางมา

came over into my lane,

ข้ามมาเลนของฉัน

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

ข้ามทับรถและเพลารถยนต์ได้ฉีกแขนฉันขาด

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

ทอดด์ คูอิเคน: โอเค หลังจากการผ่าตัด คุณก็ได้พักฟื้น

And you've got one of these conventional arms.

และได้รับแขนเทียมแบบทั่วไป

Can you tell us how it worked?

ช่วยอธิบายหน่อยได้ไหมครับว่ามันทำงานอย่างไร?

AK: Well, it was a little difficult,

อแมนดา: ก็ มันออกจะลำบากอยู่หน่อย

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

เพราะสิ่งที่ชั้นใช้งานได้ด้วยมีเพียงแค่ กล้ามเนื้อไบเซปและไทรเซป

So for the simple little things like picking something up,

ดังนั้นสำหรับงานง่ายๆเช่นหยิบสิ่งของ

I would have to bend my elbow,

ฉันจะต้องงอศอก

and then I would have to cocontract

แล้วต้องหดกล้ามเนื้อพร้อมกัน (cocontract)

to get it to change modes.

เพื่อที่จะเปลี่ยนโหมด

When I did that,

พอฉันทำอย่างนั้นเสร็จ

I had to use my bicep

ฉันต้องใช้กล้ามเนื้อไบเซป

to get the hand to close,

เพื่อที่จะหุบมือ

use my tricep to get it to open,

ใช้กล้ามเนื้อไตรเซปเพื่อให้มันแบ

cocontract again

หดกล้ามเนื้อพร้อมกันอีกครั้ง

to get the elbow to work again.

เพื่อใช้งานข้อศอกอีก

TK: So it was a little slow?

ทอดด์: มันถึงได้ช้าหรือครับ?

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

อแมนดา: ช้านิดหนึ่งค่ะ และมันค่อนข้างยากที่จะใช้งาน

You had to concentrate a whole lot.

คุณต้องเพ่งสมาธิอย่างมาก

TK: Okay, so I think about nine months later

ทอดด์: โอเค ผมจำได้ว่าประมาณ 9 เดือนถัดมา

that you had the targeted reinnervation surgery,

คุณได้รับการผ่าตัดเชื่อมประสาทแบบเจาะจง

took six more months to have all the reinnervation.

ใช้เวลาอีก 6 เดือนในการเชื่อมประสาทให้ครบ

Then we fit her with a prosthesis.

แล้วเราก็ใส่แขนเทียมให้เธอ

And how did that work for you?

และมันทำงานเป็นไงบ้างสำหรับคุณครับ?

AK: It works good.

อแมนดา: มันใช้งานได้ดีค่ะ

I was able to use my elbow

ฉันสามารถใช้ข้อศอก

and my hand simultaneously.

และมือไปพร้อมๆกัน

I could work them just by my thoughts.

ฉันสามารถสั่งงานมันได้ด้วยเพียงความคิด

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

ดังนั้นฉันไม่ต้องหดกล้ามเนื้อใดๆเลย

TK: A little faster?

ทอดด์: แล้วมันเร็วขึ้นไหมครับ?

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

อแมนดา: เร็วขึ้นค่ะ และมันก็ง่ายและเป็นธรรมชาติอย่างมาก

TK: Okay, this was my goal.

ทอดด์: โอเค นี้แหละครับคือเป้าหมายของผม

For 20 years, my goal was to let somebody

ตลอด 20 ปี เป้าหมายของผมคือการทำให้คน

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

สามารถใช้ข้อศอกและแขนไปตามธรรมชาติ

and at the same time.

และในเวลาพร้อมๆกัน

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

ณ ตอนนี้ เรามีคนไข้มากกว่า 50 คนทั่วโลก ที่ได้รับการผ่าตัดแบบนี้

including over a dozen of our wounded warriors

รวมไปถึงทหารที่ได้รับบาดเจ็บ 10 กว่าคน

in the U.S. armed services.

ในกองทัพสหรัฐฯ

The success rate of the nerve transfers is very high.

อัตราความสำเร็จของโอนย้ายเส้นประสาทสูงมาก

It's like 96 percent.

มีค่าประมาณ 96 เปอร์เซนต์

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

เพราะว่าเราเอาส่วนประสาทไขมันก้อนใหญ่วางไว้บนกล้ามเนื้อก้อนเล็กๆ

And it provides intuitive control.

และมันก็ให้การควบคุมที่เป็นธรรมชาติ

Our functional testing, those little tests,

การทดสอบการทำงาน การทดสอบเล็กๆเหล่านั้น

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

ต่างแสดงให้เห็นว่ามันเร็วขึ้นและง่ายขึ้นอย่างมาก

And the most important thing

และสิ่งที่สำคัญที่สุด

is our patients have appreciated it.

คือคนไข้ของเราต่างพอใจกับแขนแบบนี้

So that was all very exciting.

ก็มันน่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง

But we want to do better.

แต่เราอยากทำให้มันดีกว่านี้

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

มันมีข้อมูลอีกมากในสัญญาณประสาทเหล่านั้น

and we wanted to get more.

และเราอยากได้มันมาเพิ่ม

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

คุณสามารถขยับนิ้วแต่ละนิ้ว คุณสามารถขยับนิ้วโป้ง ข้อมือ

Can we get more out of it?

เราสามารถทำได้มากกว่านี้หรือไม่ ?

So we did some experiments

เราจึงได้ทำการทดลอง

where we saturated our poor patients with zillions of electrodes

โดยการใส่อิเล็กโทรดหลายล้านตัวในคนไข้ของเรา

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

แล้วให้พวกเขาลองทำงานที่แตกต่างกัน 24 อย่าง

from wiggling a finger to moving a whole arm

ตั้งแต่การกระดิกนิวจนถึงการขยับแขนทั้งแขน

to reaching for something --

หรือการเอื้อมหยิบอะไรบางอย่าง

and recorded this data.

แล้วบันทึกข้อมูลไว้

And then we used some algorithms

แล้วเราก็ใช้ขั้นตอนวิธี (algorithm) บางอย่าง

that are a lot like speech recognition algorithms,

ที่คล้ายกับขั้นตอนวิธีในการจดจำคำพูด

called pattern recognition.

เรียกว่า การรู้จำแบบ (pattern recognition)

See.

เห็นไหมครับ

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

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

และนี้คุณสามารถเห็นได้ว่าบนอกของเจสซี

when he just tried to do three different things,

เมื่อเขาลองทำสิ่ง 3 สิ่งต่างกัน

you can see three different patterns.

คุณจะเห็น 3 รูปแบบที่แตกต่างกัน

But I can't put in an electrode

แต่ผมก็ไม่สามารถใส่อิเล็กโทรดเข้าไป

and say, "Go there."

แล้วบอกมันว่า "ไปอยู่ตรงนั้นซะ"

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

เราจึงประสานงานกับเพื่อนร่วมงานในมหาวิทยาลัยแห่งนิวบรูนส์วิค (University of New Brunswick)

came up with this algorithm control,

แล้วได้ขั้นตอนวิธีควบคุมมา

which Amanda can now demonstrate.

ซึ่งอแมนดาสามารถสาธิต

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

อแมนดา: ฉันก็มีศอกที่สามารถงอขึ้นลง

I have the wrist rotation

มีการหมุนของข้อมือ

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

ที่สามารถหมุน และมันหมุนไปได้จนสุด

And I have the wrist flexion and extension.

และฉันก็มีการงอและเหยียดข้อมือ

And I also have the hand closed and open.

และก็มีการหุบแบบมือ

TK: Thank you, Amanda.

ทอดด์: ขอบคุณครับ อแมนดา

Now this is a research arm,

ที่นี้ นี้คือแขนต้นแบบงานวิจัย

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

แต่มันประกอบขึ้นจากส่วนที่พบได้ในท้องตลาดจากส่วนนี้ลงไป

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

และอีกส่วนหนึ่งที่ผมยืมมาจากที่ต่างๆรอบโลก

It's about seven pounds,

หนักประมาณ 7 ปอนด์

which is probably about what my arm would weigh

ซึ่งก็คงหนักพอๆกับแขนของผม

if I lost it right here.

ถ้าผมเสียมันไปตั้งแต่ตรงนี้

Obviously, that's heavy for Amanda.

แน่นอน มันหนักสำหรับอแมนดา

And in fact, it feels even heavier,

และความจริง มันรู้สึกหนักกว่า

because it's not glued on the same.

เพราะว่ามันไม่ได้ถูกติดเหมือนเดิม

She's carrying all the weight through harnesses.

เธอต้องแบกน้ำหนักทั้งหมดผ่านเครื่องเทียม

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

ดังนั้นส่วนที่น่าตื่นเต้น จึงไม่ใช่ส่วนที่เป็นกลไก

but the control.

แต่เป็นส่วนควบคุม

So we've developed a small microcomputer

เราได้พัฒนาเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์

that is blinking somewhere behind her back

ที่จะกระพริบอยู่ที่ไหนซักแห่งด้านหลังเธอ

and is operating this

และมันก็ทำงาน

all by the way she trains it

ไปตามรูปแบบที่เธอฝึกมันไว้

to use her individual muscle signals.

ในการใช้สัญญาณกล้ามเนื้อแต่ละสัญญาณ

So Amanda, when you first started using this arm,

ดังนั้น อแมนดา ตอนที่คุณเริ่มใช้แขนนี้

how long did it take to use it?

มันใช้เวลานานเท่าไรครับในการใช้?

AK: It took just about probably three to four hours

อแมนดา: แต่ก่อนใช้เวลาประมาณ 3-4 ชั่วโมง

to get it to train.

ในการฝึกมันค่ะ

I had to hook it up to a computer,

ฉันต้องต่อมันกับคอมพิวเตอร์

so I couldn't just train it anywhere.

ดังนั้นฉันก็ไม่สามารถฝึกที่อื่นได้

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

ดังนั้นถ้ามันหยุดทำงาน ฉันก็เอามันออก

So now it's able to train

ตอนนี้ มันสามารถฝึกหัด

with just this little piece on the back.

ด้วยเจ้าสิ่งเล็กๆนี้บนหลัง

I can wear it around.

ชั้นสามารถใส่มันไปไหนมาไหนได้

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

แล้วถ้าหากมันหยุดทำงานด้วยเหตุผลใดก็ตาม ฉันก็สามารถฝึกมันใหม่อีกรอบ

Takes about a minute.

ใช้เวลาประมาณนาทีกว่าๆ

TK: So we're really excited,

ทอดด์: เราก็ตื่นเต้นเป็นอย่างมาก

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

เพราะทีนี้เราก็ทำให้มันเป็นอุปกรณ์ที่สามารถใช้ได้ในทางการแพทย์

And that's where our goal is --

และนั้นก็คือเป้าหมายของเรา

to have something clinically pragmatic to wear.

การมีบางอย่างที่มันใช้งานได้จริงทางการแพทย์ที่จะใส่

We've also had Amanda able to use

เราก็ได้อแมนดาที่สามารถใช้

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

แขนบางอย่างที่ก้าวหน้ากว่าที่ผมได้ให้คุณเห็นไปก่อนหน้านี้

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

นี้คือ อแมนดากำลังใช้แขนที่สร้างขึ้นโดย บริษัทวิจัย เดคา (DEKA Research Corporation)

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

และผมเชื่อว่า ดีน คาเมน (Dean Kamen) ได้นำเสนอมันที่ TED เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา

So Amanda, you can see,

และอย่างที่คุณเห็น อแมนดา

has really good control.

มีการควบคุมที่ดีมาก

It's all the pattern recognition.

ทุกอย่างเป็นเพราะการรู้จำรูปแบบ

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

และตอนนี้ มันก็มีมือที่สามารถคว้าของได้หลายรูปแบบ

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

สิ่งที่เราทำคือให้คนไข้แบบมือออกสุด

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

แล้วคิด "รูปแบบคว้าแบบไหนดีที่ฉันอยากได้?"

It goes into that mode,

มันก็เข้าสู่โหมดนั้นเอง

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

และที่นี้ คุณก็สามารถทำการคว้าได้ 5-6 แบบด้วยมือนี้

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

อแมนดา คุณสามารถทำได้กี่แบบครับด้วยแขนเดคา?

AK: I was able to get four.

อแมนดา: ฉันสามารถทำได้ 4 แบบค่ะ

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

ฉันมี หยิบกุญแจ, ห่อมือ

I had a power grasp

คว้าแบบมีพลัง

and I had a fine pinch.

และหยิกละเอียด

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

แต่ที่ฉันชอบสุดคือ ตอนที่แบมือ

because I work with kids,

เพราะฉันต้องอยู่กับเด็กๆ

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

และมันก็มีอยู่หลายช่วงที่คุณต้องปรบมือและร้องเพลง

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

และฉันก็สามารถทำมันได้อีกครั้ง ซึ่งมันดีอย่างยิ่ง

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

ทอดด์: มืออันนั้นมันไม่เหมาะกับการปรบมือสินะ

AK: Can't clap with this one.

อแมนดา: ไม่สามารถปรบมือด้วยอันนี้

TK: All right. So that's exciting

ทอดด์: ครับ นั้นก็น่าตื่นเต้นยิ่ง

on where we may go with the better mechatronics,

ว่าเราจะทำอะไรได้อีก ด้วยกลไกที่ดีกว่านี้

if we make them good enough

ถ้าเราทำให้มันดีขึ้นพอ

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

ที่จะนำขายในตลาดและใช้มันในการทดลองใช้งานจริง

I want you to watch closely.

ผมอยากให้คุณดูให้ดี

(Video) Claudia: Oooooh!

(วิดิโอ) คลอเดีย (Claudia): อู้อออ !

TK: That's Claudia,

ทอดด์: นั้นคือ คลอเดีย

and that was the first time

และมันก็เป็นครั้งแรก

she got to feel sensation through her prosthetic.

ที่เธอได้รู้สึกผ่านแขนเทียม

She had a little sensor at the end of her prosthesis

เธอมีตัวรับรู้อยู่ที่ปลายของแขนเทียม

that then she rubbed over different surfaces,

ที่พอเธอลูบบนพื้นผิวที่ต่างกัน

and she could feel different textures

เธอสามารถรู้สึกถึงเนื้อผิวที่แตกต่าง

of sandpaper, different grits, ribbon cable,

ของกระดาษทราย กรวดที่ต่างกัน สายริบบิ้น

as it pushed on her reinnervated hand skin.

เมื่อถูกกดลงบนผิวของมือที่เชื่อมประสาทใหม่

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

เธอบอกว่าพอเธอลูบมือข้ามโต๊ะ

it felt like her finger was rocking.

มันรู้สึกเหมือนว่านิ้วของเธอกำลังขยับ

So that's an exciting laboratory experiment

ดังนั้นมันเป็นการทดลองทางแล็บที่น่าตื่นเต้นยิ่ง

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

ในการให้คืนความรู้สึกทางผิวที่เป็นไปได้

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

แต่นี่ก็เป็นอีกวิดิโอที่แสดงให้เห็นถึงปัญหาบางอย่างของเรา

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

นี้คือเจสซี และเขากำลังบีบของเล่นโฟม

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

และยิ่งเขาบีบแรงขึ้น คุณสามารถเห็นเจ้าสีดำๆตรงกลาง

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

และมันกดผิวของเขาเป็นอัตราส่วนว่าเขาบีบแรงแค่ไหน

But look at all the electrodes around it.

แต่ดูที่อิเล็กโทรดรอบๆมันสิ

I've got a real estate problem.

ผมเจอปัญหาเรื่องจัดสรรพื้นที่แล้ว

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

คุณอาจคิดว่าน่าจะเอาเจ้าพวกนี้ไปไว้ตรงนั้น

but our little motor's making all kinds of noise

แต่เจ้ามอเตอร์ตัวเล็กมันก็ส่งเสียงต่างๆ นานา

right next to my electrodes.

อยู่ติดกับอิเล็กโทรดของผมพอดี

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

ดังนั้น เราจึงถูกท้าทายกับสิ่งที่เราทำ

The future is bright.

อนาคตนี่สดใสนะครับ

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

เราตื่นเต้นกับตำแหน่งที่เราอยู่และสิ่งหลายอย่างที่เราอยากจะทำ

So for example,

ตัวอย่างเช่น

one is to get rid of my real estate problem

การกำจัดปัญหาจัดสรรหาพื้นที่ของผม

and get better signals.

กับการทำให้สัญญาณมันดีขึ้น

We want to develop these little tiny capsules

เราอยากจะพัฒนาพวกแคปซูลเล็กจิ๋ว

about the size of a piece of risotto

ขนาดประมาณเท่ากับเมล็ดข้าว

that we can put into the muscles

ที่เราสามารถเอามันใส่เข้าในกล้ามเนื้อ

and telemeter out the EMG signals,

แล้วทำการวัดสัญญาณอีเอมจี

so that it's not worrying about electrode contact.

เพื่อที่มันจะได้ไม่ต้องกังวลกับการสัมผัสกับอิเล็กโทรด

And we can have the real estate open

และเราก็จะได้พื้นที่มาเพิ่มขึ้น

to try more sensation feedback.

มาใช้ในการลองการตอบสนองทางความรู้สึก

We want to build a better arm.

เราอยากจะสร้างแขนที่ดีขึ้น

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

แขนแบบนี้ มันถูกสร้างขึ้นสำหรับผู้ชายรูปร่างปานกลาง

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

ซึ่งหมายความว่ามันใหญ่เกินไปสำหรับคน 5 ใน 8 ของคนทั้งโลก

So rather than a super strong or super fast arm,

ดังนั้นแทนที่จะใช้แขนสุดยอดแข็งแรงหรือแขนสุดยอดเร็ว

we're making an arm that is --

เราจะสร้างแขนที่

we're starting with,

เราเริ่มต้นที่

the 25th percentile female --

ผู้หญิงรูปร่างไม่ใหญ่นัก

that will have a hand that wraps around,

ที่จะมีมือที่หมุนไปได้รอบ

opens all the way,

แบได้สุด

two degrees of freedom in the wrist and an elbow.

ขยับได้อิสระแบบ 2 แกนที่ข้อมือและข้อศอก

So it'll be the smallest and lightest

ดังนั้นมันจะเป็นแขนที่เล็กที่สุด เบาที่สุด

and the smartest arm ever made.

และอัจฉริยะที่สุดที่เคยมีมา

Once we can do it that small,

เมื่อเราทำอะไรที่มันเล็กได้ขนาดนั้น

it's a lot easier making them bigger.

มันก็จะง่ายขึ้นที่จะทำให้มันใหญ่ขึ้น

So those are just some of our goals.

นั่นก็เป็นเพียงเป้าหมายบางส่วนของเรา

And we really appreciate you all being here today.

และเราก็ซาบซึ้งที่ทุกๆท่านได้มาอยู่ที่นี้วันนี้

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

ผมก็อยากจะเล่าอะไรเล็กหน่อยเกี่ยวกับด้านมืด

with yesterday's theme.

ของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวาน

So Amanda came jet-lagged,

อแมนดาเดินทางมามีอาการเจ็ทแล็ก

she's using the arm,

พอเธอใช้งานแขน

and everything goes wrong.

ทุกอย่างก็ผิดไปหมด

There was a computer spook,

มันมีความแปรปวนในระบบคอมพิวเตอร์

a broken wire,

สายพัง

a converter that sparked.

เครื่องแปลงไฟที่ดูเหมือนจะช็อต

We took out a whole circuit in the hotel

เราได้เอาทั้งแผงวงจรออกในโรงแรม

and just about put on the fire alarm.

และเกือบจะทำให้เครื่องเตือนไฟไหม้ทำงาน

And none of those problems could I have dealt with,

ปัญหาเหล่านั้นผมไม่เคยประสบมาก่อน และจัดการไม่ได้

but I have a really bright research team.

แต่ผมได้มีทีมวิจัยที่ยอดเยี่ยมอย่างมากคอยช่วยเหลือ

And thankfully Dr. Annie Simon was with us

และขอบคุณอย่างยิ่งที่ ดร.แอนนี่ ไซมอน (Dr. Annie Simon) ได้อยู่กับเรา

and worked really hard yesterday to fix it.

และทำงานอย่างหนักเมื่อวานเพื่อซ่อมแซมมัน

That's science.

นี่แหละคือวิทยาศาสตร์

And fortunately, it worked today.

และโชคดีอย่างยิ่งที่มันสามารถทำงานได้ ณ วันนี้

So thank you very much.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)