TED2014
Hugh Herr: The new bionics that let us run, climb and dance
Hugh Herr: A nova biónica que nos permite correr, escalar e dançar
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Hugh Herr está a construir a próxima geração de membros biónicos, próteses robóticas inspiradas pelos próprios "designs" da Natureza. Herr perdeu ambas as pernas num acidente em escalada há 30 anos. Hoje, ele chefia o grupo de biomecanotrónica do MIT Media Lab e mostra-nos a incrível tecnologia que concebem, numa palestra tão técnica como pessoal — com a ajuda da dançarina Adrianne Haslet-Davis, que perdeu a sua perna esquerda no ataque terrorista da Maratona de Boston em 2013, e que atua pela primeira vez no palco da TED.
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 bioAdrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again. 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 bioAdrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again. Full bio
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00:13
Looking deeply inside nature
0
1014
2828
Ao observar minuciosamente a Natureza
00:15
through the magnifying glass of science,
1
3842
3016
através da lupa da ciência
00:18
designers extract principles,
2
6858
2215
os desenhadores extraem princípios,
00:21
processes and materials
3
9073
1627
processos e materiais
00:22
that are forming the very
basis of design methodology,
basis of design methodology,
4
10700
4277
que estão a formar a base
da metodologia do "design",
da metodologia do "design",
00:26
from synthetic constructs that resemble
5
14977
2913
desde materiais sintéticos
que se assemelham
que se assemelham
00:29
biological materials
6
17890
2171
a materiais biológicos,
00:32
to computational methods that
emulate neural processes,
emulate neural processes,
7
20061
3450
até métodos computacionais
que imitam processos neurológicos,
que imitam processos neurológicos,
00:35
nature is driving design.
8
23511
3828
a Natureza está a influenciar o "design".
00:39
Design is also driving nature.
9
27339
3011
O "design" também está a influenciar
a Natureza,
a Natureza,
00:42
In realms of genetics, regenerative medicine
10
30350
1658
em áreas como a genética,
a medicina regeneradora
a medicina regeneradora
00:44
and synthetic biology,
11
32008
1879
e a biologia sintética,
00:45
designers are growing novel technologies
12
33887
2537
os "designers" estão a criar
tecnologias novas
tecnologias novas
00:48
not foreseen or anticipated by nature.
13
36424
4537
que não foram previstas pela Natureza.
00:52
Bionics explores the interplay
14
40961
4218
A biónica explora a interação
00:57
between biology and design.
15
45179
1928
entre a biologia e o "design".
00:59
As you can see, my legs are bionic.
16
47107
3812
Como podem ver,
as minhas pernas são biónicas.
as minhas pernas são biónicas.
01:02
Today I will tell human stories
17
50919
2730
Hoje vou contar histórias humanas
01:05
of bionic integration,
18
53649
2917
de integração biónica,
01:08
how electromechanics attached to the body
19
56566
2929
como a eletromecânica acoplada ao corpo
01:11
and implanted inside the body
20
59495
2303
e implantada dentro do corpo
01:13
are beginning to bridge the gap
21
61798
2488
está a começar a preencher o fosso
01:16
between disability and ability,
22
64286
2713
entre incapacidade e capacidade,
01:18
between human limitation
23
66999
2811
entre as limitações humanas
01:21
and human potential.
24
69810
2654
e o potencial humano.
01:24
Bionics has defined my physicality.
25
72464
3514
A biónica definiu o meu físico.
01:27
In 1982, both of my legs were amputated
26
75978
2726
Em 1982, as minhas pernas
tiveram que ser amputadas
tiveram que ser amputadas
01:30
due to tissue damage from frostbite
27
78704
2128
por causa de queimaduras
provocadas pelo frio
provocadas pelo frio
01:32
incurred during a mountain climbing accident.
28
80832
2912
sofridas num acidente
quando escalava uma montanha.
quando escalava uma montanha.
01:35
At that time, I didn't view my body
29
83744
2399
Naquela época,
eu não encarava o meu corpo
eu não encarava o meu corpo
01:38
as broken.
30
86143
1891
como diminuído.
01:40
I reasoned that a human being
31
88034
2685
Achava que um ser humano
01:42
can never be broken.
32
90719
2684
nunca podia ficar diminuído.
01:45
Technology is broken.
33
93403
2907
A tecnologia é que se mostra diminuta.
01:48
Technology is inadequate.
34
96310
3005
A tecnologia é inadequada.
01:51
This simple but powerful idea
35
99315
2862
Esta ideia, simples mas poderosa,
01:54
was a call to arms
36
102177
1792
foi um incentivo
01:55
to advance technology
37
103969
2109
para a evolução da tecnologia
01:58
for the elimination of my own disability
38
106078
2573
para eliminar a minha incapacidade
02:00
and ultimately the disability of others.
39
108651
3615
e a incapacidade de outras pessoas.
02:04
I began by developing specialized limbs
40
112266
3113
Comecei por aperfeiçoar
membros especializados
membros especializados
02:07
that allowed me to return
41
115379
1631
que me permitiram voltar
02:09
to the vertical world of rock and ice climbing.
42
117010
2333
ao mundo vertical
da escalada na rocha e no gelo.
da escalada na rocha e no gelo.
02:11
I quickly realized that the artificial part of my body
43
119343
3086
Cedo percebi
que a parte artificial do meu corpo
que a parte artificial do meu corpo
02:14
is malleable,
44
122429
1884
é maleável,
02:16
able to take on any form, any function,
45
124313
3809
capaz de assumir qualquer forma,
qualquer função,
qualquer função,
02:20
a blank slate through which to create
46
128122
3018
uma tábua rasa onde criar
02:23
perhaps structures that could extend beyond
47
131140
3455
estruturas que podem ir além
02:26
biological capability.
48
134595
2304
da capacidade biológica.
02:28
I made my height adjustable.
49
136899
1679
Fiz com que a minha altura
fosse ajustável.
fosse ajustável.
02:30
I could be as short as five feet or as tall as I'd like.
50
138578
2891
Posso medir um metro e meio
ou ter a altura que quiser.
ou ter a altura que quiser.
02:33
(Laughter)
51
141469
2183
(Risos)
02:35
So when I was feeling badly about myself,
52
143652
3316
Por isso, quando me sentia
desgostoso comigo,
desgostoso comigo,
02:38
insecure, I would jack my height up,
53
146968
3873
inseguro, aumentava a minha altura,
02:42
but when I was feeling confident and suave,
54
150841
2105
mas, quando me sentia
confiante e tranquilo,
confiante e tranquilo,
02:44
I would knock my height down a notch
55
152946
1720
reduzia a minha altura um furo
02:46
just to give the competition a chance.
56
154666
2599
só para dar hipótese à competição.
02:49
(Laughter) (Applause)
57
157265
3693
(Risos)
Os meus pés, estreitos e em cunha,
02:52
Narrow, wedged feet allowed me to climb
58
160958
2369
permitem-me trepar fendas
em rochas escarpadas
em rochas escarpadas
02:55
steep rock fissures
59
163327
1364
02:56
where the human foot cannot penetrate,
60
164691
2348
onde os pés humanos
não conseguem penetrar,
não conseguem penetrar,
02:59
and spiked feet enabled me to climb
61
167039
2350
e os meus pés pontiagudos
permitem-me
permitem-me
03:01
vertical ice walls
62
169389
1795
trepar a paredes de gelo verticais
03:03
without ever experiencing muscle leg fatigue.
63
171184
4020
sem sentir fadiga nos músculos das pernas.
03:07
Through technological innovation,
64
175204
2304
Através da inovação tecnológica,
03:09
I returned to my sport stronger and better.
65
177508
2819
voltei ao meu desporto,
mais forte e mais apto.
mais forte e mais apto.
03:12
Technology had eliminated my disability
66
180327
2383
A tecnologia
eliminou as minhas incapacidades
eliminou as minhas incapacidades
03:14
and allowed me a new climbing prowess.
67
182710
2618
e permitiu-me novas proezas na escalada.
Quando eu era jovem,
imaginava um mundo futuro
imaginava um mundo futuro
03:17
As a young man, I imagined a future world
68
185328
1792
03:19
where technology so advanced
69
187120
1855
em que uma tecnologia avançada
03:20
could rid the world of disability,
70
188975
1869
podia livrar o mundo da incapacidade,
03:22
a world in which neural implants would allow
71
190844
1851
um mundo em que os implantes neurais
03:24
the visually impaired to see,
72
192695
2105
permitiriam
que os deficientes visuais vissem,
que os deficientes visuais vissem,
03:26
a world in which the paralyzed could walk
73
194800
2670
um mundo em que os paralíticos
pudessem andar
pudessem andar
03:29
via body exoskeletons.
74
197470
2799
por meio de exosqueletos.
03:32
Sadly, because of deficiencies in technology,
75
200269
2893
Infelizmente,
dadas as deficiências na tecnologia,
dadas as deficiências na tecnologia,
03:35
disability is rampant in the world.
76
203162
1801
há cada vez mais incapacidades no mundo.
03:36
This gentleman is missing three limbs.
77
204963
2709
Este homem perdeu três membros.
03:39
As a testimony to current technology,
78
207672
2712
Como prova da tecnologia moderna,
não anda de cadeira de rodas.
03:42
he is out of the wheelchair,
79
210384
1176
03:43
but we need to do a better job in bionics
80
211560
3482
Mas precisamos de fazer melhor na biónica
03:47
to allow one day full rehabilitation
81
215042
2543
para permitir um dia a plena reabilitação
03:49
for a person with this level of injury.
82
217585
3879
duma pessoa com este nível de diminuição.
03:53
At the MIT Media Lab, we've established
83
221464
2247
No MIT Media Lab, criámos
03:55
the Center for Extreme Bionics.
84
223711
1601
o Centro para a Biónica Radical.
03:57
The mission of the center
85
225312
1858
A missão deste centro
03:59
is to put forth fundamental science
86
227170
2651
é impulsionar ciência fundamental
04:01
and technological capability that will allow
87
229821
2698
e competência técnica que permitam
04:04
the biomechatronic and regenerative repair of humans
88
232519
2865
a reparação biomecatrónica
e regeneradora de pessoas
e regeneradora de pessoas
04:07
across a broad range
89
235384
1880
numa ampla gama
04:09
of brain and body disabilities.
90
237264
3936
de incapacidades cerebrais e corporais.
04:13
Today, I'm going to tell you how my legs function,
91
241200
2648
Vou agora explicar-vos
como funcionam as minhas pernas,
como funcionam as minhas pernas,
04:15
how they work,
92
243848
1587
como trabalham.
04:17
as a case in point for this center.
93
245435
3172
como um bom exemplo para este centro.
04:20
Now, I made sure to shave my legs last night,
94
248607
1997
Eu tive o cuidado de rapar as pernas
ontem à noite,
ontem à noite,
04:22
because I knew I'd be showing them off.
95
250604
3582
porque sabia que as ia mostrar hoje.
04:26
Bionics entails the engineering
of extreme interfaces.
of extreme interfaces.
96
254186
3184
A biónica implica a construção
de interfaces radicais.
de interfaces radicais.
04:29
There's three extreme interfaces in my bionic limbs:
97
257370
2910
Há três interfaces radicais
nos meus membros biónicos:
nos meus membros biónicos:
04:32
mechanical, how my limbs are attached
98
260280
2240
o mecânico: o modo
como os meus membros estão ligados
como os meus membros estão ligados
04:34
to my biological body;
99
262520
2099
ao meu corpo biológico;
04:36
dynamic, how they move like flesh and bone;
100
264619
3323
o dinâmico: o modo como se movem,
como se fossem de carne e osso;
como se fossem de carne e osso;
04:39
and electrical, how they communicate
101
267942
1274
e elétrico: o modo como comunicam
com o meu sistema nervoso.
com o meu sistema nervoso.
04:41
with my nervous system.
102
269216
1596
04:42
I'll begin with mechanical interface.
103
270812
2840
Vou começar pelo interface mecânico.
04:45
In the area of design, we still do not understand
104
273652
3124
Na área do "design", ainda não percebemos
04:48
how to attach devices to the body mechanically.
105
276776
4132
como ligar aparelhos
mecanicamente ao corpo.
mecanicamente ao corpo.
04:52
It's extraordinary to me that in this day and age,
106
280908
3346
Acho uma coisa espantosa que,
nos dias de hoje,
nos dias de hoje,
04:56
one of the most mature, oldest technologies
107
284254
2148
uma das tecnologias mais maduras
e mais antigas na História do Homem,
e mais antigas na História do Homem,
04:58
in the human timeline, the shoe,
108
286402
2259
o sapato, ainda nos faça bolhas nos pés.
05:00
still gives us blisters.
109
288661
2363
05:03
How can this be?
110
291024
1466
Como é que isso é possível?
05:04
We have no idea how to attach things to our bodies.
111
292490
3573
Não fazemos ideia de como
ligar coisas ao nosso corpo.
ligar coisas ao nosso corpo.
05:08
This is the beautifully lyrical design work
112
296063
2923
Este é o trabalho, de uma beleza lírica,
05:10
of Professor Neri Oxman at the MIT Media Lab,
113
298986
2752
do Professor Neri Oxman
no MIT Media Lab,
no MIT Media Lab,
05:13
showing spatially varying exoskeletal impedances,
114
301738
3257
que mostra impedâncias exosqueletais
que variam no espaço,
que variam no espaço,
05:16
shown here by color variation
115
304995
1907
que aqui se apresentam
sob variações de cores
sob variações de cores
05:18
in this 3D-printed model.
116
306902
2522
neste modelo impresso a 3D.
05:21
Imagine a future where clothing
117
309424
1888
Imaginem um futuro em que o vestuário
05:23
is stiff and soft where you need it,
118
311312
2844
seja rígido e maleável
conforme as necessidades,
conforme as necessidades,
05:26
when you need it, for optimal support and flexibility,
119
314156
3474
quando precisarmos, para um suporte
e flexibilidade otimizados,
e flexibilidade otimizados,
05:29
without ever causing discomfort.
120
317630
2314
sem nunca sentirmos desconforto.
05:31
My bionic limbs are attached to my biological body
121
319944
3208
Os meus membros biónicos
estão ligados ao meu corpo biológico
estão ligados ao meu corpo biológico
05:35
via synthetic skins
122
323152
2081
por meio de pele sintética
05:37
with stiffness variations
123
325233
2030
com variantes de rigidez
05:39
that mirror my underlying tissue biomechanics.
124
327263
4698
que mimetizam a minha biomecânica
dos tecidos subjacentes.
dos tecidos subjacentes.
05:43
To achieve that mirroring,
125
331961
1350
Para conseguirmos essa mimética,
05:45
we first developed a mathematical model
126
333311
2127
desenvolvemos em primeiro lugar
um modelo matemático
um modelo matemático
05:47
of my biological limb.
127
335438
1576
do meu membro biológico.
05:49
To that end, we used imaging tools such as MRI
128
337014
3134
Para isso, usamos
instrumentos de reprodução como a IRM
instrumentos de reprodução como a IRM
05:52
to look inside my body
129
340148
1668
para olhar para dentro do meu corpo
05:53
to figure out the geometries and locations
130
341816
2130
para descobrirmos a geometria
05:55
of various tissues.
131
343946
1557
e as localizações de diversos tecidos.
05:57
We also took robotic tools.
132
345503
1646
Também usamos instrumentos robóticos.
05:59
Here's a 14-actuator circle
133
347149
2473
Isto é um círculo de 14 atuadores
06:01
that goes around the biological limb.
134
349622
2943
que se coloca em torno
do membro biológico.
do membro biológico.
06:04
The actuators come in, find the surface of the limb,
135
352565
2655
Os atuadores aproximam-se,
detetam a superfície do membro,
detetam a superfície do membro,
06:07
measure its unloaded shape,
136
355220
2399
medem a sua forma sem pressão,
06:09
and then they push on the tissues
137
357619
1599
e depois pressionam os tecidos
06:11
to measure tissue compliances
138
359218
2054
para medir
a resistência dos diversos tecidos
a resistência dos diversos tecidos
06:13
at each anatomical point.
139
361272
2077
em cada ponto anatómico.
06:15
We combine these imaging and robotic data
140
363349
2524
Combinamos estas imagens
e os dados robóticos
e os dados robóticos
06:17
to build a mathematical description
141
365873
1464
para construirmos
uma descrição matemática
uma descrição matemática
06:19
of my biological limb, shown on the left.
142
367337
1852
do meu membro biológico,
que vemos à esquerda.
que vemos à esquerda.
06:21
You see a bunch of points, or nodes.
143
369189
1949
Vemos uma série de pontos, ou nódulos.
06:23
At each node, there's a color that
represents tissue compliance.
represents tissue compliance.
144
371138
2979
Em cada modulo, há uma cor
que representa a resistência do tecido
que representa a resistência do tecido
06:26
We then do a mathematical transformation
145
374117
2003
Depois, fazemos
uma transformação matemática
uma transformação matemática
06:28
to the design of the synthetic skin
146
376120
2120
para a conceção da pele sintética
06:30
shown on the right,
147
378240
1591
que vemos à direita.
06:31
and we've discovered optimality is
148
379831
2059
Chegámos à conclusão
de que o ideal
de que o ideal
06:33
where the body is stiff, the
synthetic skin should be soft,
synthetic skin should be soft,
149
381890
3242
é onde o corpo é rígido,
a pele sintética deve ser maleável,
a pele sintética deve ser maleável,
06:37
where the body is soft,
the synthetic skin is stiff,
the synthetic skin is stiff,
150
385132
3716
e onde o corpo é maleável
a pele sintética deve ser rígida.
a pele sintética deve ser rígida.
06:40
and this mirroring occurs
151
388848
1146
E esta relação de opostos
06:41
across all tissue compliances.
152
389994
2431
ocorre em todas as resistências
dos tecidos.
dos tecidos.
06:44
With this framework,
153
392425
1728
Com este enquadramento,
06:46
we produced bionic limbs
154
394153
1219
produzimos membros biónicos
06:47
that are the most comfortable limbs I've ever worn.
155
395372
3591
que são os membros mais confortáveis
que eu já usei até hoje.
que eu já usei até hoje.
06:50
Clearly in the future,
156
398963
1803
Obviamente, no futuro,
06:52
our clothing, our shoes, our braces,
157
400766
3185
o nosso vestuário, os nossos sapatos,
os nossos cintos,
os nossos cintos,
06:55
our prostheses, will no longer be designed
158
403951
2229
as nossas próteses,
deixarão de ser concebidas e fabricadas
deixarão de ser concebidas e fabricadas
06:58
and manufactured using artisan strategies,
159
406180
2389
usando estratégias artesanais,
07:00
but rather data-driven quantitative frameworks.
160
408569
3166
mas usando molduras quantitativas
baseadas em dados.
baseadas em dados.
07:03
In that future, our shoes
161
411735
2171
Nesse futuro, os nossos sapatos
07:05
will no longer give us blisters.
162
413906
3078
já não nos farão bolhas nos pés.
07:08
We're also embedding sensing and smart materials
163
416984
2856
Também estamos a incorporar
materiais sensíveis e inteligentes
materiais sensíveis e inteligentes
07:11
into the synthetic skins.
164
419840
1450
nas peles sintéticas.
07:13
This is a material
165
421290
1283
Este é um material desenvolvido pelo
SRI International, na Califórnia,
SRI International, na Califórnia,
07:14
developed by SRI International, California.
166
422573
3258
07:17
Under electrostatic effect, it changes stiffness.
167
425831
3229
Sob um efeito eletrostático,
muda de rigidez.
muda de rigidez.
07:21
So under zero voltage, the material is compliant.
168
429060
3638
Sob uma voltagem zero,
o material é dócil.
o material é dócil.
07:24
It's floppy like paper.
169
432698
1328
É maleável como papel.
07:26
Then the button's pushed, a voltage is applied,
170
434026
2225
Carrega-se no botão,
aplica-se uma voltagem,
aplica-se uma voltagem,
07:28
and it becomes stiff as a board.
171
436251
3690
e passa a ser rígido como uma tábua.
07:33
We embed this material into the synthetic skin
172
441533
2805
Incorporamos este material
na pele sintética
na pele sintética
07:36
that attaches my bionic limb to my biological body.
173
444338
3133
que liga o meu membro biónico
ao meu corpo biológico.
ao meu corpo biológico.
07:39
When I walk here,
174
447471
1411
Quando ando,
07:40
it's no voltage.
175
448882
1365
não há voltagem.
07:42
My interface is soft and compliant.
176
450247
2067
O meu interface é maleável e dócil.
07:44
The button's pushed, voltage is applied,
177
452314
1528
Carrega-se no botão, aplica-se
uma voltagem, e ele endurece.
uma voltagem, e ele endurece.
07:45
and it stiffens,
178
453842
1392
07:47
offering me a greater maneuverability
179
455234
1457
proporcionando uma maior margem
de manobra do membro biónico.
de manobra do membro biónico.
07:48
of the bionic limb.
180
456691
2138
07:50
We're also building exoskeletons.
181
458829
1946
Também estamos a construir
exosqueletos.
exosqueletos.
07:52
This exoskeleton becomes stiff and soft
182
460775
2832
Este exosqueleto
pode ser rígido ou maleável
pode ser rígido ou maleável
07:55
in just the right areas of the running cycle
183
463607
2371
nas áreas certas do ciclo de corrida
07:57
to protect the biological joints
184
465978
1852
para proteger as articulações biológicas
07:59
from high impacts and degradation.
185
467830
2906
dos fortes impactos e da degradação.
08:02
In the future, we'll all be wearing exoskeletons
186
470736
2711
No futuro, todos usaremos exosqueletos
08:05
in common activities such as running.
187
473447
3288
em atividades vulgares, como a corrida.
08:08
Next, dynamic interface.
188
476735
1641
A seguir, temos o interface dinâmico.
08:10
How do my bionic limbs move like flesh and bone?
189
478376
3122
Como é que os meus membros biónicos
se movem como se fossem de carne e osso?
se movem como se fossem de carne e osso?
08:13
At my MIT lab, we study how humans
190
481498
2521
No laboratório do MIT, estudamos
o modo como as pessoas
o modo como as pessoas
08:16
with normal physiologies stand, walk and run.
191
484019
2876
com fisiologias normais se mantêm de pé,
andam e correm.
andam e correm.
08:18
What are the muscles doing,
192
486895
1686
O que é que os músculos estão a fazer, e
como são controlados pela espinal medula?
como são controlados pela espinal medula?
08:20
and how are they controlled by the spinal cord?
193
488581
2729
08:23
This basic science motivates what we build.
194
491310
2588
Este conhecimento básico motiva
o que estamos a construir.
o que estamos a construir.
08:25
We're building bionic ankles, knees and hips.
195
493898
2582
Estamos a construir tornozelos,
joelhos e ancas biónicas.
joelhos e ancas biónicas.
08:28
We're building body parts from the ground up.
196
496480
2919
Estamos a construir partes do corpo
a partir do zero.
a partir do zero.
08:31
The bionic limbs that I'm wearing are called BiOMs.
197
499399
3642
Os membros biónicos que eu estou a usar
chamam-se BIOMs.
chamam-se BIOMs.
08:35
They've been fitted to nearly 1,000 patients,
198
503041
3582
Foram adaptados a quase 1000 pacientes,
08:38
400 of which have been U.S. wounded soldiers.
199
506623
3282
entre os quais, 400 eram
soldados norte-americanos feridos.
soldados norte-americanos feridos.
08:41
How does it work? At heel
strike, under computer control,
strike, under computer control,
200
509905
2892
Como é que funciona?
Quando o calcanhar assenta,
sob o controlo do computador,
sob o controlo do computador,
08:44
the system controls stiffness
201
512797
2146
o sistema controla a rigidez
08:46
to attenuate the shock of the limb hitting the ground.
202
514943
3169
para atenuar o impacto do membro no solo.
08:50
Then at mid-stance, the bionic limb outputs
203
518112
2260
Depois, a meia posição,
o membro biónico produz
o membro biónico produz
08:52
high torques and powers to lift the person
204
520372
2859
momentos de alavanca
e forças que elevam a pessoa
e forças que elevam a pessoa
08:55
into the walking stride,
205
523231
1408
quando ela caminha,
08:56
comparable to how muscles work in the calf region.
206
524639
4019
comparáveis a como os músculos
trabalham na barriga da perna.
trabalham na barriga da perna.
09:00
This bionic propulsion is very important
207
528658
2594
Esta propulsão biónica é muito importante
clinicamente para os pacientes.
09:03
clinically to patients.
208
531252
1425
09:04
So, on the left you see the bionic device
209
532677
1685
Vemos, à esquerda, o aparelho biónico
usado por uma senhora
usado por uma senhora
09:06
worn by a lady --
210
534362
1566
09:07
on the right a passive device worn by the same lady
211
535928
2959
-- à direita um aparelho passivo
usado pela mesma senhora,
usado pela mesma senhora,
09:10
that fails to emulate normal muscle function --
212
538887
2508
que não consegue imitar
a função muscular normal
a função muscular normal
— e que lhe permite fazer uma coisa
09:13
enabling her to do something
213
541395
2405
que toda a gente devia poder fazer,
09:15
everyone should be able to do,
214
543800
1640
quando sobe e desce as escadas
lá em casa.
lá em casa.
09:17
go up and down their steps at home.
215
545440
1799
09:19
Bionics also allows for extraordinary athletic feats.
216
547239
3521
A biónica também permite
proezas atléticas espantosas.
proezas atléticas espantosas.
09:22
Here's a gentleman running up a rocky pathway.
217
550760
4784
Vemos aqui um homem a correr
por um caminho pedregoso acima.
por um caminho pedregoso acima.
09:27
This is Steve Martin, not the comedian,
218
555544
2587
É o Steve Martin — não é o ator —
09:30
who lost his legs in a bomb blast in Afghanistan.
219
558131
3943
que perdeu as pernas
numa explosão no Afeganistão.
numa explosão no Afeganistão.
09:34
We're also building exoskeletal structures
220
562074
3009
Também estamos a construir
estruturas de exosqueletos
estruturas de exosqueletos
09:37
using these same principles
221
565083
1835
que utilizam os mesmos princípios
09:38
that wrap around a biological limb.
222
566918
2972
de um membro biológico.
09:41
This gentleman does not have
223
569890
2698
Este homem não tem
09:44
any leg condition, any disability.
224
572588
2958
nenhum problema nas pernas,
nenhuma incapacidade.
nenhuma incapacidade.
09:47
He has a normal physiology,
225
575546
1903
Tem uma fisiologia normal,
09:49
so these exoskeletons are applying
226
577449
2055
portanto, estes exosqueletos
estão a aplicar os movimentos de alavanca
estão a aplicar os movimentos de alavanca
09:51
muscle-like torques and powers
227
579504
2767
e as forças, equivalentes aos músculos,
09:54
so that his own muscles need not apply
228
582271
2171
de modo que os seus próprios músculos
não precisam de aplicar
não precisam de aplicar
09:56
those torques and powers.
229
584442
2451
esses movimentos de alavanca e forças.
09:58
This is the first exoskeleton in history
230
586893
2612
Este é o primeiro exosqueleto da História
10:01
that actually augments human walking.
231
589505
2632
que aumenta o caminhar do ser humano.
10:04
It significantly reduces metabolic cost.
232
592137
3193
Reduz significativamente
o custo metabólico.
o custo metabólico.
10:07
It's so profound in its augmentation
233
595330
2655
É tão profundo nesse aumento
que, quando uma pessoa normal, saudável,
10:09
that when a normal, healthy person
234
597985
1602
10:11
wears the device for 40 minutes
235
599587
1765
usa o aparelho durante 40 minutos
10:13
and then takes it off,
236
601352
1659
e depois o tira,
10:15
their own biological legs
237
603011
1636
as suas pernas biológicas
10:16
feel ridiculously heavy and awkward.
238
604647
3035
sentem-se terrivelmente pesadas
e desajeitadas.
e desajeitadas.
10:19
We're beginning the age in which
239
607682
1941
Estamos no início duma era
10:21
machines attached to our bodies
240
609623
1851
em que as máquinas ligadas
aos nossos corpos
aos nossos corpos
10:23
will make us stronger and faster
241
611474
1824
nos tornarão mais fortes e mais rápidos
10:25
and more efficient.
242
613298
2130
e mais eficazes.
Passando agora para o interface elétrico,
10:27
Moving on to electrical interface,
243
615428
1686
10:29
how do my bionic limbs communicate
244
617114
1423
como é que os meus membros biónicos
10:30
with my nervous system?
245
618537
1917
comunicam com o meu sistema nervoso?
10:32
Across my residual limb are electrodes
246
620454
2063
No meu membro residual há elétrodos
10:34
that measure the electrical pulse of my muscles.
247
622517
2608
que medem o pulsar elétrico
dos meus músculos.
dos meus músculos.
10:37
That's communicated to the bionic limb,
248
625125
2104
Isso é comunicado ao membro biónico,
10:39
so when I think about moving my phantom limb,
249
627229
2745
portanto, quando eu penso em mover
o meu membro fantasma,
o meu membro fantasma,
10:41
the robot tracks those movement desires.
250
629974
3766
o robô deteta esse desejo de movimento.
10:45
This diagram shows fundamentally
251
633740
1717
Este diagrama mostra,
fundamentalmente,
fundamentalmente,
10:47
how the bionic limb is controlled,
252
635457
2829
como é controlado o membro biónico,
10:50
so we model the missing biological limb,
253
638286
2678
e assim podemos modelar
o membro biológico em falta,
o membro biológico em falta,
10:52
and we've discovered what reflexes occurred,
254
640964
2764
e descobrimos
quais os reflexos que ocorrem,
quais os reflexos que ocorrem,
10:55
how the reflexes of the spinal cord
255
643728
1500
como é que os reflexos da espinal medula
10:57
are controlling the muscles,
256
645228
1808
controlam os músculos,
10:59
and that capability is embedded
257
647036
2699
e essa capacidade é introduzida
11:01
in the chips of the bionic limb.
258
649735
3006
nos "chips" do membro biónico.
11:04
What we've done, then, is we modulate
259
652741
1969
O que fazemos, pois, é modular
11:06
the sensitivity of the reflex,
260
654710
2086
essa sensibilidade do reflexo,
11:08
the modeled spinal reflex,
261
656796
1712
o reflexo espinal modulado,
11:10
with the neural signal,
262
658508
1511
com o sinal neural,
de modo que,
de modo que,
11:12
so when I relax my muscles in my residual limb,
263
660019
3546
quando eu relaxo os músculos
no meu membro residual,
no meu membro residual,
11:15
I get very little torque and power,
264
663565
2668
obtenho pouco movimento de alavanca
e pouca força,
e pouca força,
11:18
but the more I fire my muscles,
265
666233
1552
mas quanto mais retesar os músculos,
11:19
the more torque I get,
266
667785
1396
mais movimento de alavanca obtenho,
11:21
and I can even run.
267
669181
2543
e até posso correr.
11:23
And that was the first demonstration
268
671724
1638
E esta foi a primeira demonstração
11:25
of a running gait under neural command.
269
673362
3545
de um tipo a correr sob comando neural.
11:28
Feels great.
270
676907
1513
Sabe bem!
11:30
(Applause)
271
678420
3976
(Aplausos)
11:35
We want to go a step further.
272
683555
2003
Queremos dar mais um passo em frente.
11:37
We want to actually close the loop
273
685558
2860
Queremos fechar o círculo
11:40
between the human and the bionic external limb.
274
688418
3723
entre o membro humano
e o membro biónico externo.
e o membro biónico externo.
11:44
We're doing experiments where we're growing
275
692141
1723
Estamos a fazer experiências
em que estamos a criar nervos,
em que estamos a criar nervos,
11:45
nerves, transected nerves,
276
693864
2045
nervos cortados transversalmente,
11:47
through channels, or micro-channel rays.
277
695909
2122
através de canais, ou microcanais.
11:50
On the other side of the channel,
278
698031
1816
Do outro lado do canal,
11:51
the nerve then attaches to cells,
279
699847
2353
o nervo é ligado a células.
11:54
skin cells and muscle cells.
280
702200
2506
células da pele e células dos músculos.
11:56
In the motor channels we can sense
281
704706
2597
Nos canais motores,
podemos ter a perceção
podemos ter a perceção
11:59
how the person wishes to move.
282
707303
1767
de como a pessoa deseja mover-se.
12:01
That can be sent out wirelessly to the bionic limb,
283
709070
2975
Isso pode ser transferido, sem fios,
para o membro biónico.
para o membro biónico.
12:04
then sensors on the bionic limb
284
712045
2449
Depois, os sensores no membro biónico
12:06
can be converted to stimulations
285
714494
2646
podem ser convertidos em estímulos
12:09
in adjacent channels, sensory channels.
286
717140
2550
em canais adjacentes, canais sensitivos.
12:11
So, when this is fully developed
287
719690
1881
Assim, quando isto estiver
plenamente desenvolvido
plenamente desenvolvido
12:13
and for human use,
288
721571
2399
para utilização humana,
12:15
persons like myself will not only have
289
723970
2660
as pessoas como eu
não só terão membros sintéticos
não só terão membros sintéticos
12:18
synthetic limbs that move like flesh and bone,
290
726630
3184
que se moverão
como se fossem de carne e osso,
como se fossem de carne e osso,
12:21
but actually feel like flesh and bone.
291
729814
4116
mas que darão a sensação
de serem de carne e osso.
de serem de carne e osso.
12:25
This video shows Lisa Mallette
292
733930
2264
Este vídeo mostra Lisa Mallette
12:28
shortly after being fitted with two bionic limbs.
293
736194
2872
pouco depois de lhe terem colocado
dois membros biónicos.
dois membros biónicos.
12:31
Indeed, bionics is making
294
739066
1972
Com efeito, a biónica está a provocar
12:33
a profound difference in people's lives.
295
741038
2199
uma profunda diferença
na vida das pessoas.
na vida das pessoas.
12:35
(Video) Lisa Mallette: Oh my God.
296
743237
4061
(Vídeo) Lisa Mallette: Oh, meu Deus!
12:39
Oh my God, I can't believe it.
297
747298
4847
Oh, meu Deus! Não acredito!
12:44
It's just like I've got a real leg.
298
752145
4193
É como se eu tivesse pernas verdadeiras!
12:48
Now, don't start running.
299
756338
1862
Homem: Agora, não desate a correr.
12:50
Man: Now turn around,
300
758230
1512
Agora, dê meia volta,
e comece a subir.
e comece a subir.
12:51
and do the same thing walking up.
301
759742
1668
Suba, passe do calcanhar
para os dedos do pé,
para os dedos do pé,
12:53
Walk up, get on your heel to toe,
302
761410
1936
como faria normalmente
a andar no solo.
a andar no solo.
12:55
like you would normally just walk on level ground.
303
763346
1540
12:56
Try to walk right up the hill.
304
764886
2703
Tente subir até lá acima.
13:01
LM: Oh my God.
305
769083
2616
LM: Oh, meu Deus!
Homem: Está a ajudá-la a subir?
13:03
Man: Is it pushing you up?
306
771699
1389
13:05
LM: Yes! I'm not even -- I can't even describe it.
307
773088
5197
LM: Está! Eu nem sequer...
Não consigo descrever...
Não consigo descrever...
13:10
Man: It's pushing you right up.
308
778285
2324
Homem: Está a ajudá-la a subir.
13:12
Hugh Herr: Next week, I'm visiting the center's —
309
780609
2571
Hugh Herr: Na próxima semana,
vou visitar o Centro...
vou visitar o Centro...
13:15
(Applause) Thank you, thank you.
310
783180
4305
(Aplausos)
Obrigado, obrigado. Obrigado.
13:19
Thank you. Next week I'm visiting
311
787485
2357
Na próxima semana vou visitar
13:21
the Center for Medicare and Medicaid Services,
312
789842
2812
o Centro para os Serviços
de Cuidados Médicos,
de Cuidados Médicos,
13:24
and I'm going to try to convince CMS
313
792654
2657
e vou tentar convencer o CMS
13:27
to grant appropriate code language and pricing
314
795311
2589
a atribuir uma linguagem de código
e um preço adequado
e um preço adequado
13:29
so this technology can be made available
315
797900
1952
para que esta tecnologia
possa ficar ao alcance
possa ficar ao alcance
13:31
to the patients that need it.
316
799852
2633
das pessoas que dela precisam.
13:34
Thank you. (Applause)
317
802485
5222
Obrigado.
(Aplausos)
13:39
It's not well appreciated, but over half
318
807707
1897
É uma coisa que não é muito conhecida,
13:41
of the world's population
319
809604
1979
mas mais de metade da população mundial
13:43
suffers from some form of cognitive,
320
811583
2091
sofre de algum tipo de deficiência
13:45
emotional, sensory or motor condition,
321
813674
2585
cognitiva, emocional, sensorial ou motora,
13:48
and because of poor technology,
322
816259
1662
e, por causa duma tecnologia deficiente,
13:49
too often, conditions result in disability
323
817921
2592
essas situações, demasiadas vezes,
provocam incapacidade
provocam incapacidade
13:52
and a poorer quality of life.
324
820513
2298
e uma qualidade de vida mais pobre.
13:54
Basic levels of physiological function
325
822811
2393
Os níveis básicos da função fisiológica
13:57
should be a part of our human rights.
326
825204
2642
deviam fazer parte dos direitos humanos.
13:59
Every person should have the right
327
827846
1970
Todas as pessoas deviam ter o direito
14:01
to live life without disability
328
829816
1888
de viver sem incapacidades
14:03
if they so choose --
329
831704
2015
— se assim o entenderem —
14:05
the right to live life without severe depression;
330
833719
2803
o direito de viver sem depressões graves;
14:08
the right to see a loved one
331
836522
1373
o direito de ver o ente querido
14:09
in the case of seeing impaired;
332
837895
2234
no caso dos deficientes visuais;
14:12
or the right to walk or to dance,
333
840129
1913
ou o direito de andar ou de dançar,
14:14
in the case of limb paralysis
334
842042
1488
no caso de paralisia dos membros
14:15
or limb amputation.
335
843530
1747
ou da amputação dos membros.
14:17
As a society, we can achieve these human rights
336
845277
3807
Enquanto sociedade, podemos alcançar
esses direitos humanos
esses direitos humanos
14:21
if we accept the proposition
337
849084
2328
se aceitarmos a afirmação
14:23
that humans are not disabled.
338
851412
3977
de que os seres humanos
não são deficientes.
não são deficientes.
14:27
A person can never be broken.
339
855389
2803
Uma pessoa nunca pode ser diminuída.
14:30
Our built environment, our technologies,
340
858192
3007
O nosso ambiente, as nossas tecnologias,
acabam por ser ultrapassadas,
por perderem eficácia.
por perderem eficácia.
14:33
are broken and disabled.
341
861199
1899
14:35
We the people need not accept our limitations,
342
863098
3024
Nós não precisamos de aceitar
as nossas limitações,
as nossas limitações,
14:38
but can transcend disability
343
866122
2231
mas podemos transcender a incapacidade
14:40
through technological innovation.
344
868353
1868
através da inovação tecnológica.
14:42
Indeed, through fundamental advances
345
870221
1867
Com efeito, através de progressos
fundamentais na biónica, neste século,
fundamentais na biónica, neste século,
14:44
in bionics in this century,
346
872088
1870
14:45
we will set the technological foundation
347
873958
2523
veremos a fundação tecnológica
14:48
for an enhanced human experience,
348
876481
1972
para uma experiência humana melhorada,
14:50
and we will end disability.
349
878453
2702
e acabaremos com a incapacidade.
14:53
I'd like to finish up with one more story,
350
881155
2300
Gostava de terminar com mais uma história,
14:55
a beautiful story,
351
883455
1764
uma história bonita,
14:57
the story of Adrianne Haslet-Davis.
352
885219
2686
a história de Adrianne Haslet-Davis.
14:59
Adrianne lost her left leg
353
887905
1991
Adrianne perdeu a perna esquerda
15:01
in the Boston terrorist attack.
354
889896
2666
no ataque terrorista de Boston.
Conheci Adrianne
quando esta fotografia foi tirada
quando esta fotografia foi tirada
15:04
I met Adrianne when this photo was taken
355
892562
1679
15:06
at Spaulding Rehabilitation Hospital.
356
894241
2350
no Hospital de Reabilitação Spaulding.
15:08
Adrianne is a dancer, a ballroom dancer.
357
896591
2426
Adrianne é dançarina, dançarina de salão.
15:11
Adrianne breathes and lives dance.
358
899017
2911
Adrianne respira e vive a dança.
15:13
It is her expression. It is her art form.
359
901928
2421
É a sua expressão. É a sua forma de arte.
15:16
Naturally, when she lost her limb
360
904349
2256
Naturalmente, quando perdeu a perna
15:18
in the Boston terrorist attack,
361
906605
1727
no ataque terrorista de Boston,
15:20
she wanted to return to the dance floor.
362
908332
2981
queria voltar à dança de salão.
15:23
After meeting her and driving home in my car,
363
911313
2463
Depois de a ter conhecido
e de tê-la levado a casa,
e de tê-la levado a casa,
15:25
I thought, I'm an MIT professor.
364
913776
2945
pensei: "Sou professor no MIT,
tenho recursos.
tenho recursos.
15:28
I have resources. Let's build her a bionic limb
365
916721
2729
"Vamos construir-lhe
uma perna biónica
uma perna biónica
15:31
to enable her to go back to her life of dance.
366
919450
3383
"para que ela possa voltar à dança."
15:34
I brought in MIT scientists with expertise
367
922833
2638
Reuni cientistas do MIT
com especialistas de próteses,
com especialistas de próteses,
15:37
in prosthetics, robotics, machine learning
368
925471
2447
de robótica, de conhecimento mecânico
15:39
and biomechanics,
369
927918
1311
e de biomecânica
15:41
and over a 200-day research period,
370
929229
2402
e, durante um período de investigação
de 200 dias,
de 200 dias,
15:43
we studied dance.
371
931631
1474
estudámos a dança.
15:45
We brought in dancers with biological limbs,
372
933105
3896
Fomos buscar dançarinas
com pernas biológicas,
com pernas biológicas,
15:49
and we studied how do they move,
373
937001
2665
e estudámos como é que elas se movem,
15:51
what forces do they apply on the dance floor,
374
939666
3500
que forças aplicam na dança de salão,
15:55
and we took those data
375
943166
1551
e agarrámos nesses dados
15:56
and we put forth fundamental principles of dance,
376
944717
3799
e construímos
os princípios fundamentais da dança,
os princípios fundamentais da dança,
16:00
reflexive dance capability,
377
948516
1811
a capacidade de dança reflexa,
16:02
and we embedded that intelligence
378
950327
1525
e incorporámos essas informações
16:03
into the bionic limb.
379
951852
1822
na perna biónica.
16:05
Bionics is not only about making people
380
953674
2276
A biónica não é só fazer
com que as pessoas
com que as pessoas
16:07
stronger and faster.
381
955950
1461
sejam mais fortes e mais rápidas.
16:09
Our expression, our humanity
382
957411
2342
A nossa expressão, a nossa humanidade
16:11
can be embedded into electromechanics.
383
959753
3203
pode ser introduzida na eletromecânica.
16:14
It was 3.5 seconds
384
962956
3055
Bastaram 3,5 segundos
16:18
between the bomb blasts
385
966011
1649
entre as explosões
16:19
in the Boston terrorist attack.
386
967660
1786
no ataque terrorista de Boston.
16:21
In 3.5 seconds, the criminals and cowards
387
969446
3033
Em 3,5 segundos,
aqueles criminosos e cobardes
aqueles criminosos e cobardes
16:24
took Adrianne off the dance floor.
388
972479
2982
afastaram Adrianne da dança de salão.
16:27
In 200 days, we put her back.
389
975461
2691
Em 200 dias, voltámos a pô-la lá.
16:30
We will not be intimidated, brought down,
390
978152
2801
Não nos deixaremos intimidar,
nem abater,
nem abater,
16:32
diminished, conquered or stopped
391
980953
2300
nem sermos diminuídos, vencidos
ou impedidos
ou impedidos
16:35
by acts of violence.
392
983253
1808
por atos de violência.
16:37
(Applause)
393
985061
3693
(Aplausos)
16:44
Ladies and gentlemen, please allow me to introduce
394
992782
2454
Senhoras e senhores,
permitam-me que vos apresente
permitam-me que vos apresente
16:47
Adrianne Haslet-Davis,
395
995236
1918
Adrianne Haslet-Davis,
16:49
her first performance since the attack.
396
997154
2884
na sua primeira atuação depois do ataque.
16:52
She's dancing with Christian Lightner.
397
1000038
2503
Está a dançar com Christian Lightner.
16:54
(Applause)
398
1002541
6692
(Aplausos)
17:05
(Music: "Ring My Bell" performed by Enrique Iglesias)
399
1013579
7391
(Música: "Ring My Bell"
interpretada por Enrique Iglesias)
interpretada por Enrique Iglesias)
17:51
(Applause)
400
1059267
7223
(Aplausos)
18:22
Ladies and gentlemen,
401
1090244
1100
Senhoras e senhores,
18:23
members of the research team,
402
1091344
1618
os membros da equipa de investigação,
18:24
Elliott Rouse and Nathan Villagaray-Carski.
403
1092962
4391
Elliott Rouse e Nathan Villagaray-Carski.
18:29
Elliott and Nathan.
404
1097776
2411
Elliott e Nathan.
18:32
(Applause)
405
1100187
6585
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKERS
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
Adrianne Haslet-Davis - Ballroom dancer
When Adrianne Haslet-Davis lost her left foot in the Boston Marathon bombing, her left leg was amputated to the knee. Less than a year later, she's back on her feet and dancing again.
Why you should listen
To ballroom dancer Adrianne Haslet-Davis, dancing was everything. So when she lost her left foot in the April 2013 Boston Marathon bombing, she vowed — from her hospital bed — that she would dance again. Two hundred days later, standing on the TED2014 stage, she did just that. With the help of MIT prostheticist Hugh Herr, Haslet-Davis performed in Vancouver for the first time since the bombing.
Adrianne Haslet-Davis | Speaker | TED.com