TED2018
Hugh Herr: How we'll become cyborgs and extend human potential
Hugh Herr: Wie wir Cyborgs werden und das menschliche Potential ausweiten
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Schon bald werden Menschen neuartige Körper haben, die die Grenze zwischen der natürlichen und der synthetischen Welt verwischen, sagt der Bionik-Designer Hugh Herr. In einem unvergesslichen Vortrag erläutert er "NeuroEmbodied Design", eine von ihm am MIT entwickelte Methode zur Schaffung von Cyborg-Funktionalität. Und er zeigt uns eine Zukunft, in der wir unsere Körper so ergänzt haben werden, dass das menschliche Potenzial neu bestimmt wird -- und wir vielleicht sogar zu Superhelden werden. "Gegen Ende dieses Jahrhunderts werden Menschen hinsichtlich Morphologie und Dynamik nicht mehr vergleichbar sein mit heutigen Menschen", glaubt Herr. "Die Menschheit wird fliegen und sich in die Höhe schwingen".
Hugh Herr - Bionics designer
At MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed. Full bio
At MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed. Full bio
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Ich bin ein MIT-Professor,
00:13
I'm an MIT professor,
0
1388
2186
00:15
but I do not design buildings
or computer systems.
or computer systems.
1
3598
2976
aber ich entwerfe keine Gebäude
oder Computersysteme.
oder Computersysteme.
00:18
Rather, I build body parts,
2
6938
2477
Ich baue Körperteile,
00:22
bionic legs that augment
human walking and running.
human walking and running.
3
10133
3024
bionische Beine, die das Gehen
und Laufen unterstützen.
und Laufen unterstützen.
00:25
In 1982, I was in
a mountain-climbing accident,
a mountain-climbing accident,
4
13812
2933
1982 hatte ich einen Bergsteigerunfall
00:28
and both of my legs had to be amputated
due to tissue damage from frostbite.
due to tissue damage from frostbite.
5
16769
3634
und beide Beine mussten aufgrund
von Erfrierungen amputiert werden.
von Erfrierungen amputiert werden.
00:33
Here, you can see my legs:
6
21245
1937
Hier sieht man meine Beine:
00:35
24 sensors, six microprocessors
and muscle-tendon-like actuators.
and muscle-tendon-like actuators.
7
23206
5300
24 Sensoren, sechs Mikroprozessoren
und muskelsehnenartige Aktuatoren.
und muskelsehnenartige Aktuatoren.
00:40
I'm basically a bunch of nuts and bolts
from the knee down.
from the knee down.
8
28530
2869
Ich bin im Grunde vom Knie abwärts
ein Haufen Schrauben und Muttern.
ein Haufen Schrauben und Muttern.
00:43
But with this advanced bionic technology,
9
31846
2356
Aber mit dieser fortschrittlichen
bionischen Technologie
bionischen Technologie
00:46
I can skip, dance and run.
10
34226
2242
kann ich springen, tanzen und rennen.
00:50
(Applause)
11
38138
1044
(Beifall)
00:51
Thank you.
12
39206
1151
Vielen Dank.
00:52
(Applause)
13
40381
2610
(Beifall)
00:55
I'm a bionic man,
but I'm not yet a cyborg.
but I'm not yet a cyborg.
14
43015
3929
Ich bin ein bionischer Mann,
aber noch kein Cyborg.
aber noch kein Cyborg.
01:02
When I think about moving my legs,
15
50284
2802
Wenn ich daran denke,
meine Beine zu bewegen,
meine Beine zu bewegen,
01:05
neural signals from
my central nervous system
my central nervous system
16
53110
3119
laufen von meinem Zentralnervensystem
neurale Signale durch meine Nerven
neurale Signale durch meine Nerven
01:08
pass through my nerves
17
56253
1619
01:09
and activate muscles
within my residual limbs.
within my residual limbs.
18
57896
3111
und aktivieren Muskeln
in meinen Restgliedmaßen.
in meinen Restgliedmaßen.
01:15
Artificial electrodes sense these signals,
19
63380
2659
Künstliche Elektroden spüren diese Signale
01:18
and small computers in the bionic limb
20
66063
2465
und kleine Computer im bionischen Bein
01:20
decode my nerve pulses
into my intended movement patterns.
into my intended movement patterns.
21
68552
4023
übersetzen meine Nervenimpulse
in meine beabsichtigten Bewegungen.
in meine beabsichtigten Bewegungen.
01:26
Stated simply,
22
74493
1901
Einfach gesagt,
01:28
when I think about moving,
23
76418
1331
wenn ich über das Bewegen nachdenke,
01:29
that command is communicated
to the synthetic part of my body.
to the synthetic part of my body.
24
77773
4197
wird der Befehl dem synthetischen Teil
meines Körpers mitgeteilt.
meines Körpers mitgeteilt.
01:34
However, those computers can't input
information into my nervous system.
information into my nervous system.
25
82466
3778
Jedoch können diese Computer keine Signale
in mein Nervensystem einspeisen.
in mein Nervensystem einspeisen.
01:38
When I touch and move my synthetic limbs,
26
86838
2889
Berühre und bewege ich
meine künstlichen Gliedmaßen,
meine künstlichen Gliedmaßen,
01:41
I do not experience normal
touch and movement sensations.
touch and movement sensations.
27
89751
3253
erlebe ich keine normalen Berührungs-
und Bewegungsempfindungen.
und Bewegungsempfindungen.
01:46
If I were a cyborg and could feel my legs
28
94108
4036
Wäre ich ein Cyborg und könnte
meine Beine über kleine Computer fühlen,
meine Beine über kleine Computer fühlen,
01:51
via small computers inputting information
into my nervous system,
into my nervous system,
29
99255
3826
die Informationen
in mein Nervensystem einspeisen,
in mein Nervensystem einspeisen,
01:55
it would fundamentally change, I believe,
30
103105
2358
würde sich meine Beziehung
01:57
my relationship to my synthetic body.
31
105487
2744
zu meinem synthetischen Körper
grundlegend verändern.
grundlegend verändern.
02:00
Today, I can't feel my legs,
32
108605
1825
Heute kann ich meine Beine nicht fühlen,
und deshalb sind meine Beine
02:03
and because of that,
33
111788
1182
02:04
my legs are separate tools
from my mind and my body.
from my mind and my body.
34
112994
3445
von meinem Verstand und meinem Körper
getrennte Werkzeuge.
getrennte Werkzeuge.
02:08
They're not part of me.
35
116463
1382
Sie sind kein Teil von mir.
02:11
I believe that if I were a cyborg
and could feel my legs,
and could feel my legs,
36
119480
3286
Wäre ich ein Cyborg
und könnte meine Beine fühlen,
und könnte meine Beine fühlen,
02:14
they would become
part of me, part of self.
part of me, part of self.
37
122790
2428
würden sie ein Teil von mir,
Teil meines Selbst, werden.
Teil meines Selbst, werden.
02:17
At MIT, we're thinking about
NeuroEmbodied Design.
NeuroEmbodied Design.
38
125923
4145
Am MIT entwickeln wir
NeuroEmbodied Design.
NeuroEmbodied Design.
02:22
In this design process,
39
130092
1777
In diesem Design-Prozess
entwirft der Designer
entwirft der Designer
zusammen mit synthetischen Teilen
02:25
the designer designs human flesh and bone,
the biological body itself,
the biological body itself,
40
133110
5463
menschliches Fleisch und Knochen,
den biologischen Körper selbst,
den biologischen Körper selbst,
02:30
along with synthetics to enhance
the bidirectional communication
the bidirectional communication
41
138597
4937
um die bidirektionale Kommunikation
zwischen dem Nervensystem
zwischen dem Nervensystem
02:35
between the nervous system
and the built world.
and the built world.
42
143558
2482
und der gebauten Umwelt zu verbessern.
02:39
NeuroEmbodied Design is a methodology
to create cyborg function.
to create cyborg function.
43
147406
4389
NeuroEmbodied Design ist eine Methodik
zum Erzeugen von Cyborg-Funktionalität.
zum Erzeugen von Cyborg-Funktionalität.
02:45
In this design process,
designers contemplate a future
designers contemplate a future
44
153843
4351
Im Entwurfsprozess denken Designer
über eine Zukunft nach,
über eine Zukunft nach,
in der die Technologie nicht länger
02:50
in which technology
no longer compromises separate,
no longer compromises separate,
45
158218
3151
aus unabhängigen, leblosen Werkzeugen
unseres Geistes und Körpers besteht,
unseres Geistes und Körpers besteht,
02:53
lifeless tools from
our minds and our bodies,
our minds and our bodies,
46
161393
2928
02:56
a future in which technology
has been carefully integrated
has been carefully integrated
47
164345
3826
über eine Zukunft,
in der Technologie sorgfältig
in unsere Natur integriert wurde.
in unsere Natur integriert wurde.
03:00
within our nature,
48
168195
1571
03:01
a world in which
what is biological and what is not,
what is biological and what is not,
49
169790
3175
Eine Welt,
in der Biologisches und Abiologisches,
Menschliches und Nicht-Menschliches,
Menschliches und Nicht-Menschliches,
03:04
what is human and what is not,
50
172989
2086
03:07
what is nature and what is not
51
175099
2057
Natur und Künstliches
für immer verwischt sein werden.
für immer verwischt sein werden.
03:09
will be forever blurred.
52
177180
2187
03:11
That future will provide
humanity new bodies.
humanity new bodies.
53
179391
3476
Diese Zukunft wird der Menschheit
neue Körper bieten.
neue Körper bieten.
03:16
NeuroEmbodied Design
will extend our nervous systems
will extend our nervous systems
54
184156
2739
NeuroEmbodied Design
wird unser Nervensystem
wird unser Nervensystem
03:18
into the synthetic world,
55
186919
1674
und die synthetische Welt
miteinander verzahnen
miteinander verzahnen
03:20
and the synthetic world into us,
56
188617
2476
03:23
fundamentally changing who we are.
57
191117
2650
und so im Grunde ändern, wer wir sind.
03:26
By designing the biological body
to better communicate
to better communicate
58
194994
3054
Durch Gestalten des biologischen Körpers
zur besseren Kommunikation
mit der errichteten Entwurfswelt
mit der errichteten Entwurfswelt
03:30
with the built design world,
59
198072
1787
wird die Menschheit die Behinderung
im 21. Jahrhundert beenden,
im 21. Jahrhundert beenden,
03:33
humanity will end disability
in this 21st century
in this 21st century
60
201080
2985
03:36
and establish the scientific
and technological basis
and technological basis
61
204089
3550
die wissenschaftlichen
und technologischen Grundlagen
und technologischen Grundlagen
für die menschliche Augmentation schaffen
03:39
for human augmentation,
62
207663
1301
03:41
extending human capability
beyond innate, physiological levels,
beyond innate, physiological levels,
63
209937
4457
und die menschlichen Fähigkeiten
über die angeborene Physiologie hinaus
über die angeborene Physiologie hinaus
03:46
cognitively, emotionally and physically.
64
214418
3126
kognitiv, emotional
und physisch erweitern.
und physisch erweitern.
03:50
There are many ways
in which to build new bodies across scale,
in which to build new bodies across scale,
65
218218
4232
Es gibt viele Möglichkeiten,
neue Körper aufzubauen,
neue Körper aufzubauen,
03:54
from the biomolecular
to the scale of tissues and organs.
to the scale of tissues and organs.
66
222474
3945
von molekularer bis hin
zur Gewebs- und Organebene.
zur Gewebs- und Organebene.
03:58
Today, I want to talk about
one area of NeuroEmbodied Design,
one area of NeuroEmbodied Design,
67
226443
3206
Heute möchte ich über einen Bereich
von NeuroEmbodied Design sprechen,
von NeuroEmbodied Design sprechen,
04:01
in which the body's tissues
are manipulated and sculpted
are manipulated and sculpted
68
229673
4064
bei dem mittels chirurgischer
und regenerativer Prozessen
und regenerativer Prozessen
04:05
using surgical and regenerative processes.
69
233761
2546
das Gewebe des Körpers
beeinflusst und geformt wird.
beeinflusst und geformt wird.
Seit dem US-amerikanischen Bürgerkrieg
04:10
The current amputation paradigm
70
238331
1636
04:11
hasn't changed fundamentally
since the US Civil War
since the US Civil War
71
239991
4067
hat sich das jetzige Amputationsparadigma
nicht grundlegend geändert
nicht grundlegend geändert
04:16
and has grown obsolete
in light of dramatic advancements
in light of dramatic advancements
72
244082
3754
und angesichts dramatischer Fortschritte
bei Aktuatoren, Steuerungssystemen
bei Aktuatoren, Steuerungssystemen
04:19
in actuators, control systems
and neural interfacing technologies.
and neural interfacing technologies.
73
247860
3936
und neuralen Verbindungstechnologien
ist es obsolet geworden.
ist es obsolet geworden.
04:25
A major deficiency is the lack
of dynamic muscle interactions
of dynamic muscle interactions
74
253058
4278
Ein Hauptmangel ist das Fehlen
dynamischer Muskelinteraktionen
dynamischer Muskelinteraktionen
04:29
for control and proprioception.
75
257360
2142
zur Steuerung und Propriozeption.
04:32
What is proprioception?
76
260682
1850
Was ist Propriozeption?
04:34
When you flex your ankle,
muscles in the front of your leg contract,
muscles in the front of your leg contract,
77
262556
3238
Wenn Sie Ihren Knöchel beugen,
kontrahieren die Muskeln am Schienbein
kontrahieren die Muskeln am Schienbein
04:37
simultaneously stretching muscles
in the back of your leg.
in the back of your leg.
78
265818
2976
und dehnen gleichzeitig
die Muskeln Ihrer Wade.
die Muskeln Ihrer Wade.
04:40
The opposite happens
when you extend your ankle.
when you extend your ankle.
79
268818
2485
Das Gegenteil passiert,
wenn Sie Ihren Knöchel strecken.
wenn Sie Ihren Knöchel strecken.
04:43
Here, muscles in the back
of your leg contract,
of your leg contract,
80
271327
2232
Dann kontrahieren die Muskeln in der Wade
und strecken sich Muskeln vorne.
und strecken sich Muskeln vorne.
04:45
stretching muscles in the front.
81
273583
1721
04:47
When these muscles flex and extend,
82
275328
1976
Wenn Muskeln sich beugen und strecken,
04:49
biological sensors
within the muscle tendons
within the muscle tendons
83
277328
2334
senden biologische Sensoren im Muskel
04:51
send information
through nerves to the brain.
through nerves to the brain.
84
279686
2476
Informationen durch die Nerven zum Gehirn.
04:54
This is how we're able to feel
where our feet are
where our feet are
85
282186
2604
So können wir fühlen, wo unsere Füße sind,
04:56
without seeing them with our eyes.
86
284814
2546
ohne sie mit unseren Augen zu sehen.
05:00
The current amputation paradigm
breaks these dynamic muscle relationships,
breaks these dynamic muscle relationships,
87
288186
4223
Das aktuelle Amputationsparadigma ruiniert
diese dynamischen Muskelbeziehungen
diese dynamischen Muskelbeziehungen
05:04
and in so doing eliminates
normal proprioceptive sensations.
normal proprioceptive sensations.
88
292433
4096
und eliminiert dabei normale
propriozeptive Empfindungen.
propriozeptive Empfindungen.
05:08
Consequently, a standard artificial limb
89
296553
2739
Folglich kann eine Standardprothese
keine Informationen darüber
in das Nervensystem rückkoppeln,
in das Nervensystem rückkoppeln,
05:11
cannot feed back information
into the nervous system
into the nervous system
90
299316
2675
05:14
about where the prosthesis is in space.
91
302015
2744
wo sich die Prothese im Raum befindet.
05:16
The patient therefore
cannot sense and feel
cannot sense and feel
92
304783
3157
Der Patient kann daher die Positionen
und Bewegungen der Prothese
und Bewegungen der Prothese
05:19
the positions and movements
of the prosthetic joint
of the prosthetic joint
93
307964
2967
nicht wahrnehmen und fühlen,
ohne sie zu sehen.
ohne sie zu sehen.
05:22
without seeing it with their eyes.
94
310955
2095
05:26
My legs were amputated
using this Civil War-era methodology.
using this Civil War-era methodology.
95
314153
3944
Meine Beine wurden mit dieser Methode
aus der Bürgerkriegsära amputiert.
aus der Bürgerkriegsära amputiert.
05:30
I can feel my feet,
I can feel them right now
I can feel them right now
96
318626
2556
Ich kann meine Füße fühlen,
ich kann sie genau jetzt
als Phantomempfindung spüren.
als Phantomempfindung spüren.
05:33
as a phantom awareness.
97
321206
1859
05:35
But when I try to move them, I cannot.
98
323089
1889
Aber will ich sie bewegen, geht das nicht.
05:37
It feels like they're stuck
inside rigid ski boots.
inside rigid ski boots.
99
325002
2746
Es fühlt sich an, als steckten sie
in starren Skistiefeln.
in starren Skistiefeln.
05:40
To solve these problems,
100
328730
1156
Um diese Probleme zu lösen,
erfanden wir am MIT
erfanden wir am MIT
05:41
at MIT, we invented the agonist-antagonist
myoneural interface,
myoneural interface,
101
329910
5038
das "agonist-antagonist
myoneural Interface" (AMI).
myoneural Interface" (AMI).
05:46
or AMI, for short.
102
334972
1833
05:48
The AMI is a method to connect nerves
within the residuum
within the residuum
103
336829
3634
Die AMI-Methode verbindet
im verbliebenen Gliedmaß
im verbliebenen Gliedmaß
Nerven mit einer externen,
bionischen Prothese.
bionischen Prothese.
05:52
to an external, bionic prosthesis.
104
340487
2223
05:55
How is the AMI designed,
and how does it work?
and how does it work?
105
343405
3095
Wie ist das AMI gestaltet
und wie funktioniert es?
und wie funktioniert es?
05:59
The AMI comprises two muscles
that are surgically connected,
that are surgically connected,
106
347508
3509
Das AMI besteht aus zwei Muskeln,
einem Agonisten und einem Antagonisten,
die operativ verbunden sind.
die operativ verbunden sind.
06:03
an agonist linked to an antagonist.
107
351041
2317
06:05
When the agonist contracts
upon electrical activation,
upon electrical activation,
108
353909
2799
Kontrahiert sich der Agonist
nach elektrischer Aktivierung,
nach elektrischer Aktivierung,
06:08
it stretches the antagonist.
109
356732
2492
dehnt sich der Antagonist.
06:11
This muscle dynamic interaction
110
359248
2282
Die muskeldynamische Interaktion bewirkt,
06:13
causes biological sensors
within the muscle tendon
within the muscle tendon
111
361554
3032
dass biologische Sensoren im Muskel
06:16
to send information through the nerve
to the central nervous system,
to the central nervous system,
112
364610
3469
Informationen zur Länge der Muskelsehne,
zur Geschwindigkeit und Kraft des Muskels
zur Geschwindigkeit und Kraft des Muskels
06:20
relating information on the muscle
tendon's length, speed and force.
tendon's length, speed and force.
113
368103
4604
an das zentrale Nervensystem senden,
06:24
This is how muscle tendon
proprioception works,
proprioception works,
114
372731
2318
So funktioniert die Propriozeption
der Muskelsehnen.
der Muskelsehnen.
06:27
and it's the primary way we, as humans,
115
375073
2643
Es ist die primäre Art,
wie wir als Menschen
wie wir als Menschen
06:29
can feel and sense the positions,
movements and forces on our limbs.
movements and forces on our limbs.
116
377740
4126
Positionen, Bewegungen und Kräfte
auf unseren Gliedmaßen fühlen können.
auf unseren Gliedmaßen fühlen können.
06:34
When a limb is amputated,
117
382386
1302
Wenn ein Bein amputiert wird,
06:35
the surgeon connects these opposing
muscles within the residuum
muscles within the residuum
118
383712
4120
verbindet der Chirurg
diese gegenüberliegenden Muskeln,
diese gegenüberliegenden Muskeln,
06:39
to create an AMI.
119
387856
1217
um ein AMI zu erzeugen.
06:41
Now, multiple AMI
constructs can be created
constructs can be created
120
389097
3093
Für die Steuerung und das Empfinden
von mehrteiligen Gelenkprothesen
von mehrteiligen Gelenkprothesen
06:44
for the control and sensation
of multiple prosthetic joints.
of multiple prosthetic joints.
121
392214
3961
können mannigfache AMI-Gebilde
geschaffen werden.
geschaffen werden.
06:48
Artificial electrodes are then placed
on each AMI muscle,
on each AMI muscle,
122
396199
3398
Künstliche Elektroden werden dann
auf jedem AMI-Muskel platziert
auf jedem AMI-Muskel platziert
06:51
and small computers within the bionic limb
decode those signals
decode those signals
123
399621
3651
und kleine Computer im bionischen Teil
entschlüsseln diese Signale,
entschlüsseln diese Signale,
06:55
to control powerful motors
on the bionic limb.
on the bionic limb.
124
403296
2912
um an der bionischen Extremität
starke Motoren zu steuern.
starke Motoren zu steuern.
06:58
When the bionic limb moves,
125
406933
2160
Wenn sich das bionische Bein bewegt,
bewegen sich die AMI-Muskeln hin und her
07:01
the AMI muscles move back and forth,
126
409117
1857
07:02
sending signals through
the nerve to the brain,
the nerve to the brain,
127
410998
2192
und senden Signale an das Gehirn,
07:05
enabling a person wearing the prosthesis
to experience natural sensations
to experience natural sensations
128
413214
4142
wodurch die Person mit der Prothese
natürliche Empfindungen von Positionen
und Bewegungen der Prothese erfährt.
und Bewegungen der Prothese erfährt.
07:09
of positions and movements
of the prosthesis.
of the prosthesis.
129
417380
2484
07:12
Can these tissue-design principles
be used in an actual human being?
be used in an actual human being?
130
420492
4134
Können diese Prinzipien des Gewebedesigns
bei einem Menschen eingesetzt werden?
bei einem Menschen eingesetzt werden?
07:17
A few years ago, my good friend
Jim Ewing -- of 34 years --
Jim Ewing -- of 34 years --
131
425786
3809
Vor ein paar Jahren hat mich
mein guter, 34-jähriger Freund Jim Ewing
mein guter, 34-jähriger Freund Jim Ewing
07:21
reached out to me for help.
132
429619
1722
um Hilfe gebeten.
07:24
Jim was in an a terrible
climbing accident.
climbing accident.
133
432272
2056
Jim hatte einen furchtbaren Kletterunfall.
07:26
He fell 50 feet in the Cayman Islands
134
434352
2698
Er ist auf den Cayman Islands
15 Meter tief gefallen,
15 Meter tief gefallen,
07:29
when his rope failed to catch him
hitting the ground's surface.
hitting the ground's surface.
135
437074
3198
als sein Seil ihn nicht halten konnte
und er auf dem Boden aufschlug.
und er auf dem Boden aufschlug.
07:33
He suffered many, many injuries:
136
441339
2470
Er erlitt sehr viele Verletzungen:
07:35
punctured lungs and many broken bones.
137
443833
3214
Punktierte Lunge und viele Knochenbrüche.
07:40
After his accident, he dreamed
of returning to his chosen sport
of returning to his chosen sport
138
448060
3730
Nach seinem Unfall träumte er davon,
wieder Bergsteigen zu können.
wieder Bergsteigen zu können.
07:43
of mountain climbing,
139
451814
1304
07:45
but how might this be possible?
140
453142
1877
Aber wie könnte das möglich sein?
07:49
The answer was Team Cyborg,
141
457322
2222
Die Antwort war Team Cyborg,
07:52
a team of surgeons,
scientists and engineers
scientists and engineers
142
460369
3239
ein Team von Chirurgen,
Wissenschaftlern und Ingenieuren,
Wissenschaftlern und Ingenieuren,
07:55
assembled at MIT to rebuild Jim
back to his former climbing prowess.
back to his former climbing prowess.
143
463632
4842
die am MIT versammelt wurden,
um Jim wieder das Klettern zu ermöglichen.
um Jim wieder das Klettern zu ermöglichen.
08:00
Team member Dr. Matthew Carty
amputated Jim's badly damaged leg
amputated Jim's badly damaged leg
144
468498
4056
Teammitglied Dr. Matthew Carty
amputierte Jims schwer beschädigtes Bein
amputierte Jims schwer beschädigtes Bein
08:04
at Brigham and Women's Hospital in Boston,
145
472578
2112
mit dem AMI-Chirurgie-Verfahren
am Brigham and Women's Hospital in Boston.
am Brigham and Women's Hospital in Boston.
08:06
using the AMI surgical procedure.
146
474714
2072
08:09
Tendon pulleys were created
and attached to Jim's tibia bone
and attached to Jim's tibia bone
147
477262
3405
Ringbänder wurden erstellt
und an Jims Schienbein befestigt,
und an Jims Schienbein befestigt,
08:12
to reconnect the opposing muscles.
148
480691
2039
um die gegenüberliegenden Muskeln
wieder zu verbinden.
wieder zu verbinden.
08:15
The AMI procedure
reestablished the neural link
reestablished the neural link
149
483460
2905
Das AMI-Verfahren
stellte die neurale Verbindung
stellte die neurale Verbindung
08:18
between Jim's ankle-foot
muscles and his brain.
muscles and his brain.
150
486389
2875
zwischen Jims Knöchel-Fuß-Muskeln
und seinem Gehirn wieder her.
und seinem Gehirn wieder her.
08:21
When Jim moves his phantom limb,
151
489854
2564
Wenn Jim sein Phantombein bewegt,
08:24
the reconnected muscles
move in dynamic pairs,
move in dynamic pairs,
152
492442
3008
bewegen sich die so verbundenen Muskeln
in dynamischen Paaren
in dynamischen Paaren
08:27
causing signals of proprioception
to pass through nerves to the brain,
to pass through nerves to the brain,
153
495474
4437
und erzeugen Signale der Propriozeption,
die über die Nerven zum Gehirn gelangen.
die über die Nerven zum Gehirn gelangen.
Und so erlebt Jim normale Empfindungen
von Knöchel-Fuß-Positionen und Bewegungen,
von Knöchel-Fuß-Positionen und Bewegungen,
08:31
so Jim experiences normal sensations
with ankle-foot positions and movements,
with ankle-foot positions and movements,
154
499935
3620
08:35
even when blindfolded.
155
503579
1316
selbst mit verbundenen Augen.
08:37
Here's Jim at the MIT laboratory
after his surgeries.
after his surgeries.
156
505842
3437
Nach seinen Operationen
ist Jim hier im MIT-Labor.
ist Jim hier im MIT-Labor.
08:41
We electrically linked Jim's AMI muscles,
via the electrodes,
via the electrodes,
157
509303
3120
Über die Elektroden verknüpften wir
Jims AMI-Muskeln elektrisch
Jims AMI-Muskeln elektrisch
mit einem bionischen Bein,
08:44
to a bionic limb,
158
512447
1158
08:45
and Jim quickly learned
how to move the bionic limb
how to move the bionic limb
159
513629
2761
und Jim lernte schnell,
wie man das bionische Bein
wie man das bionische Bein
08:48
in four distinct ankle-foot
movement directions.
movement directions.
160
516414
2904
in vier verschiedenen Knöchel-Fuß-
Bewegungsrichtungen bewegt.
Bewegungsrichtungen bewegt.
08:52
We were excited by these results,
but then Jim stood up,
but then Jim stood up,
161
520000
3063
Wir waren schon davon begeistert,
aber dann stand Jim auf,
aber dann stand Jim auf,
08:55
and what occurred was truly remarkable.
162
523087
2866
und was geschah,
war wirklich bemerkenswert.
war wirklich bemerkenswert.
08:57
All the natural biomechanics
mediated by the central nervous system
mediated by the central nervous system
163
525977
4016
Alle natürlichen Biomechaniken,
die vom zentralen Nervensystem kommen,
die vom zentralen Nervensystem kommen,
09:02
emerged via the synthetic limb
164
530017
3349
ergaben sich über die Prothese
als unwillkürliche, reflexive Handlung.
als unwillkürliche, reflexive Handlung.
09:05
as an involuntary, reflexive action.
165
533390
3515
09:08
All the intricacies of foot placement
during stair ascent --
during stair ascent --
166
536929
3897
Alle Feinheiten der Fußplatzierung
während des Treppenaufgangs --
während des Treppenaufgangs --
(Beifall)
09:12
(Applause)
167
540850
3498
09:16
emerged before our eyes.
168
544372
1904
erschienen vor unseren Augen.
09:19
Here's Jim descending steps,
169
547644
1825
Hier geht Jim Stufen hinunter,
09:21
reaching with his bionic toe
to the next stair tread,
to the next stair tread,
170
549493
2992
greift mit seinem bionischen Zeh
zur nächsten Stufe
zur nächsten Stufe
09:24
automatically exhibiting natural motions
171
552509
2516
und zeigt ganz automatisch
natürliche Bewegungen,
natürliche Bewegungen,
09:27
without him even trying to move his limb.
172
555049
2792
ohne dass er versucht,
seine Gliedmaßen zu bewegen.
seine Gliedmaßen zu bewegen.
09:29
Because Jim's central nervous system
is receiving the proprioceptive signals,
is receiving the proprioceptive signals,
173
557865
4613
Weil Jims Zentralnervensystem
die propriozeptiven Signale empfängt,
die propriozeptiven Signale empfängt,
09:34
it knows exactly how to control
the synthetic limb in a natural way.
the synthetic limb in a natural way.
174
562502
4047
kann es das synthetische Bein
auf natürliche Weise genau kontrollieren.
auf natürliche Weise genau kontrollieren.
09:39
Now, Jim moves and behaves
as if the synthetic limb is part of him.
as if the synthetic limb is part of him.
175
567635
5587
Jetzt bewegt sich Jim und benimmt sich,
als wäre die Prothese ein Teil von ihm.
als wäre die Prothese ein Teil von ihm.
09:45
For example, one day in the lab,
176
573746
1960
Zum Beispiel trat er eines Tages
09:47
he accidentally stepped
on a roll of electrical tape.
on a roll of electrical tape.
177
575730
3096
im Labor versehentlich
auf eine Rolle Isolierband.
auf eine Rolle Isolierband.
09:50
Now, what do you do
when something's stuck to your shoe?
when something's stuck to your shoe?
178
578850
2627
Was tun Sie, wenn etwas
an Ihrem Schuh klebt?
an Ihrem Schuh klebt?
09:53
You don't reach down like this;
it's way too awkward.
it's way too awkward.
179
581501
2611
Man bückt sich nicht runter;
das ist viel zu unbequem.
das ist viel zu unbequem.
09:56
Instead, you shake it off,
180
584136
1294
Stattdessen schüttelt man es ab,
09:57
and that's exactly what Jim did
181
585454
1825
und genau das tat Jim,
09:59
after being neurally connected to the limb
for just a few hours.
for just a few hours.
182
587303
3166
nachdem er erst seit ein paar Stunden
neural mit dem Bein verbunden war.
neural mit dem Bein verbunden war.
10:03
What was most interesting to me
183
591436
1977
Am interessantesten war für mich,
10:05
is what Jim was telling us
he was experiencing.
he was experiencing.
184
593437
2868
als Jim uns erzählte, was er empfand.
10:08
He said, "The robot became part of me."
185
596329
3325
Er sagte: "Der Roboter
wurde ein Teil von mir."
wurde ein Teil von mir."
10:12
Jim Ewing: The morning after the first
time I was attached to the robot,
time I was attached to the robot,
186
600217
3786
Jim Ewing: Am Morgen nach dem ersten Mal,
als ich am Roboter angeschlossen war,
als ich am Roboter angeschlossen war,
10:16
my daughter came downstairs
and asked me how it felt to be a cyborg,
and asked me how it felt to be a cyborg,
187
604027
5366
kam meine Tochter runter und fragte mich,
wie es sich anfühlte, ein Cyborg zu sein,
wie es sich anfühlte, ein Cyborg zu sein,
10:21
and my answer was
that I didn't feel like a cyborg.
that I didn't feel like a cyborg.
188
609417
3969
und meine Antwort war,
dass ich mich nicht wie ein Cyborg fühlte.
dass ich mich nicht wie ein Cyborg fühlte.
10:25
I felt like I had my leg,
189
613410
3826
Es war, als hätte ich mein Bein,
10:29
and it wasn't that I was
attached to the robot
attached to the robot
190
617260
4721
und ich war nicht so sehr
an den Roboter angeschlossen,
an den Roboter angeschlossen,
10:34
so much as the robot was attached to me,
191
622005
2621
wie der Roboter an mich,
10:36
and the robot became part of me.
192
624650
1532
und der Roboter wurde ein Teil von mir.
10:38
It became my leg pretty quickly.
193
626206
2491
Er wurde ziemlich schnell mein Bein.
10:41
Hugh Herr: Thank you.
194
629617
1151
Hugh Herr: Danke.
10:42
(Applause)
195
630792
3088
(Beifall)
10:45
By connecting Jim's
nervous system bidirectionally
nervous system bidirectionally
196
633904
3373
Indem wir Jims Nervensystem bidirektional
mit seinem künstlichen Bein verbanden,
mit seinem künstlichen Bein verbanden,
10:49
to his synthetic limb,
197
637301
1770
10:51
neurological embodiment was achieved.
198
639095
2924
bewirkte es eine
neurologische Verkörperlichung.
neurologische Verkörperlichung.
10:54
I hypothesized that because Jim
can think and move his synthetic limb,
can think and move his synthetic limb,
199
642043
5477
Vermutlich weil Jim sein künstliches Bein
mitdenken und bewegen kann
mitdenken und bewegen kann
10:59
and because he can feel those movements
within his nervous system,
within his nervous system,
200
647544
4310
und weil er diese Bewegungen
in seinem Nervensystem fühlen kann,
in seinem Nervensystem fühlen kann,
11:03
the prosthesis is no longer
a separate tool,
a separate tool,
201
651878
3127
ist die Prothese nicht mehr
ein gesondertes Hilfsmittel,
ein gesondertes Hilfsmittel,
11:07
but an integral part of Jim,
an integral part of his body.
an integral part of his body.
202
655029
4396
sondern ein integraler Bestandteil
von Jim und seinem Körper.
von Jim und seinem Körper.
11:12
Because of this neurological embodiment,
Jim doesn't feel like a cyborg.
Jim doesn't feel like a cyborg.
203
660108
3998
Wegen der neurologischen Verkörperlichung
fühlt sich Jim nicht wie ein Cyborg.
fühlt sich Jim nicht wie ein Cyborg.
11:17
He feels like he just has his leg back,
204
665215
2217
Er fühlt sich, als hätte er
sein Bein zurück,
sein Bein zurück,
11:19
that he has his body back.
205
667456
1547
als hätte er seinen Körper zurück.
11:21
Now I'm often asked
206
669580
1151
Jetzt werde ich oft gefragt,
11:22
when I'm going to be neurally linked
to my synthetic limbs bidirectionally,
to my synthetic limbs bidirectionally,
207
670755
3556
wann ich mich mit meinen Prothesen
neural bidirektional verbinden lasse,
neural bidirektional verbinden lasse,
11:26
when I'm going to become a cyborg.
208
674335
1784
wann ich ein Cyborg werden will.
11:28
The truth is, I'm hesitant
to become a cyborg.
to become a cyborg.
209
676143
2763
Die Wahrheit ist, ich zögere,
ein Cyborg zu werden.
ein Cyborg zu werden.
11:31
Before my legs were amputated,
I was a terrible student.
I was a terrible student.
210
679966
3207
Bevor meine Beine amputiert wurden,
war ich ein schrecklicher Schüler.
war ich ein schrecklicher Schüler.
11:35
I got D's and often F's in school.
211
683197
2823
Ich bekam in der Schule
Fünfen und oft Sechsen.
Fünfen und oft Sechsen.
11:38
Then, after my limbs were amputated,
212
686044
2729
Nachdem meine Glieder amputiert wurden,
11:40
I suddenly became an MIT professor.
213
688797
2099
wurde ich plötzlich ein MIT-Professor.
11:43
(Laughter)
214
691353
2167
(Lachen)
11:45
(Applause)
215
693544
3722
(Beifall)
11:49
Now I'm worried that once I'm neurally
connected to my limbs once again,
connected to my limbs once again,
216
697290
4477
Ich befürchte, sobald ich wieder
neural mit meinen Beinen verbunden bin,
neural mit meinen Beinen verbunden bin,
11:53
my brain will remap
back to its not-so-bright self.
back to its not-so-bright self.
217
701791
3690
wird mein Gehirn wieder zu seinem
nicht so hellen Selbst zurückkehren.
nicht so hellen Selbst zurückkehren.
11:57
(Laughter)
218
705505
1302
(Lachen)
11:58
But you know what, that's OK,
because at MIT, I already have tenure.
because at MIT, I already have tenure.
219
706831
4071
Aber wissen Sie, das ist okay,
denn ich bin am MIT schon fest angestellt.
denn ich bin am MIT schon fest angestellt.
12:02
(Laughter)
220
710926
1628
(Lachen)
12:04
(Applause)
221
712578
2865
(Beifall)
12:07
I believe the reach
of NeuroEmbodied Design
of NeuroEmbodied Design
222
715467
2358
Ich glaube, die Reichweite
von NeuroEmbodied Design
von NeuroEmbodied Design
12:09
will extend far beyond limb replacement
223
717849
2857
wird weit über den Ersatz
von Gliedmaßen hinausreichen
von Gliedmaßen hinausreichen
12:12
and will carry humanity into realms
224
720730
2704
und die Menschheit
in Bereiche führen,
in Bereiche führen,
12:15
that fundamentally
redefine human potential.
redefine human potential.
225
723458
2690
die das menschliche Potenzial
grundlegend neu definieren.
grundlegend neu definieren.
12:18
In this 21st century,
226
726866
1719
In diesem 21. Jahrhundert
12:20
designers will extend the nervous system
into powerfully strong exoskeletons
into powerfully strong exoskeletons
227
728609
4437
werden Designer das Nervensystem
mit kraftvollen Exoskeletten verbinden,
mit kraftvollen Exoskeletten verbinden,
12:25
that humans can control
and feel with their minds.
and feel with their minds.
228
733070
4207
die der Mensch mit seinen Gedanken
steuern und fühlen kann.
steuern und fühlen kann.
12:30
Muscles within the body
can be reconfigured
can be reconfigured
229
738139
3143
Die Muskeln im Körper
können umgestaltet werden,
können umgestaltet werden,
12:33
for the control of powerful motors,
230
741306
2913
um starke Motoren zu steuern,
12:36
and to feel and sense
exoskeletal movements,
exoskeletal movements,
231
744243
4104
exoskeletale Bewegungen zu fühlen,
12:40
augmenting humans' strength,
jumping height and running speed.
jumping height and running speed.
232
748371
3761
und die menschliche Stärke, Sprunghöhe
und Laufgeschwindigkeit zu erhöhen.
und Laufgeschwindigkeit zu erhöhen.
12:44
In this 21st century, I believe humans
will become superheroes.
will become superheroes.
233
752807
4650
In diesem 21. Jahrhundert
werden Menschen zu Superhelden.
werden Menschen zu Superhelden.
12:50
Humans may also extend their bodies
234
758313
3611
Menschen können ihre Körper auch
um nicht-anthropomorphe Strukturen
um nicht-anthropomorphe Strukturen
12:53
into non-anthropomorphic
structures, such as wings,
structures, such as wings,
235
761948
2991
wie z. B. Flügel erweitern
12:57
controlling and feeling each wing movement
within the nervous system.
within the nervous system.
236
765805
4031
und jede Flügelbewegung
im Nervensystem fühlen.
im Nervensystem fühlen.
13:02
Leonardo da Vinci said,
"When once you have tasted flight,
"When once you have tasted flight,
237
770716
3394
Leonardo da Vinci sagte:
"Wenn du das Fliegen einmal erlebt hast,
"Wenn du das Fliegen einmal erlebt hast,
13:06
you will forever walk the earth
with your eyes turned skyward,
with your eyes turned skyward,
238
774134
3527
wirst du für immer auf Erden wandeln,
mit deinen Augen himmelwärts gerichtet,
mit deinen Augen himmelwärts gerichtet,
13:09
for there you have been
and there you will always long to return."
and there you will always long to return."
239
777685
4666
denn dort bist du gewesen und dort
wird es dich immer wieder hinziehen."
wird es dich immer wieder hinziehen."
13:15
During the twilight years of this century,
240
783490
2040
Gegen Ende dieses Jahrhunderts,
13:17
I believe humans will be unrecognizable
in morphology and dynamics
in morphology and dynamics
241
785554
4230
sind Menschen in Morphologie und Dynamik,
verglichen mit dem, wie wir heute sind,
verglichen mit dem, wie wir heute sind,
13:21
from what we are today.
242
789808
1953
nicht wiederzuerkennen.
13:23
Humanity will take flight and soar.
243
791785
2935
Die Menschheit wird fliegen
und sich in die Höhe schwingen.
und sich in die Höhe schwingen.
13:27
Jim Ewing fell to earth
and was badly broken,
and was badly broken,
244
795695
3302
Jim Ewing fiel auf die Erde
und war schwer verletzt,
und war schwer verletzt,
13:31
but his eyes turned skyward,
where he always longed to return.
where he always longed to return.
245
799021
3380
aber seine Augen wanderten zum Himmel,
wo er sich immer hinsehnte.
wo er sich immer hinsehnte.
13:35
After his accident,
he not only dreamed to walk again,
he not only dreamed to walk again,
246
803281
2556
Nach seinem Unfall träumte er nicht nur,
wieder gehen zu können,
wieder gehen zu können,
13:37
but also to return to his chosen sport
of mountain climbing.
of mountain climbing.
247
805861
2864
sondern auch davon, zu seinem
geliebten Bergsteigen zurückzukehren.
geliebten Bergsteigen zurückzukehren.
13:41
At MIT, Team Cyborg built Jim
a specialized limb for the vertical world,
a specialized limb for the vertical world,
248
809657
4738
Am MIT baute Team Cyborg
Jim ein Bein für die vertikale Welt,
Jim ein Bein für die vertikale Welt,
13:46
a brain-controlled leg with full position
and movement sensations.
and movement sensations.
249
814419
4230
ein hirngesteuertes mit vollen Positions-
und Bewegungsempfindungen.
und Bewegungsempfindungen.
13:52
Using this technology,
Jim returned to the Cayman Islands,
Jim returned to the Cayman Islands,
250
820065
3223
Mit dieser Technologie
kehrte Jim zu den Cayman Islands,
dem Ort seines Unfalls, zurück,
dem Ort seines Unfalls, zurück,
13:55
the site of his accident,
251
823312
1907
13:57
rebuilt as a cyborg
to climb skyward once again.
to climb skyward once again.
252
825243
4008
um als ein wiedererbauter Cyborg
erneut in den Himmel zu klettern.
erneut in den Himmel zu klettern.
14:01
(Crashing waves)
253
829275
1777
(Brechende Wellen)
14:27
(Applause)
254
855727
7000
(Beifall)
14:43
Thank you.
255
871578
1151
Vielen Dank.
14:44
(Applause)
256
872753
3581
(Beifall)
14:48
Ladies and gentlemen, Jim Ewing,
the first cyborg rock climber.
the first cyborg rock climber.
257
876358
3461
Meine Damen und Herren, Jim Ewing,
der erste Cyborg-Bergsteiger.
der erste Cyborg-Bergsteiger.
14:51
(Applause)
258
879843
7000
(Beifall)
ABOUT THE SPEAKER
Hugh Herr - Bionics designerAt MIT, Hugh Herr builds prosthetic knees, legs and ankles that fuse biomechanics with microprocessors to restore (and perhaps enhance) normal gait, balance and speed.
Why you should listen
Hugh Herr co-directs the Center for Extreme Bionics at the MIT Media Lab, where he is pioneering a new class of biohybrid smart prostheses and orthoses to improve the quality of life for thousands of people with physical challenges. A powered ankle-foot prosthesis called the Empower by Ottobock, for instance, emulates the action of a biological leg to create a natural gait, allowing persons with amputation to walk with normal levels of speed and metabolism as if their legs were biological.
Herr also advances powerful body exoskeletons that augment human physicality beyond innate physiological levels, enabling humans to walk and run faster with less metabolic energy. He is the co-founder and Chief Scientific Officer of Dephy Inc., which creates products that augment physiological function through electromechanical enhancement.
Hugh Herr | Speaker | TED.com