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← Como nos vamos tornar ciborgues e ampliar o potencial humano

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Showing Revision 9 created 09/22/2020 by Margarida Ferreira.

  1. Eu sou professor do MIT,
  2. mas não projeto prédios
    nem sistemas de computadores.
  3. Em vez disso, construo partes do corpo,
  4. pernas biónicas que potenciam
    o caminhar e o correr dos humanos.
  5. Em 1982, sofri um acidente
    durante uma escalada,

  6. e tive de amputar as pernas devido
    aos danos do frio no tecido celular.
  7. Vocês podem ver as minhas pernas:
  8. são 24 sensores, 6 microprocessadores
    e ativadores semelhantes a músculos.
  9. Sou praticamente um punhado
    de parafusos dos joelhos para baixo.
  10. Mas com esta tecnologia biónica avançada,
  11. posso saltar, dançar e correr.
  12. (Aplausos)

  13. Muito obrigado.

  14. (Aplausos)

  15. Sou um homem biónico,
    mas ainda não sou um ciborgue.

  16. Quando eu penso em mexer as pernas,
  17. os sinais neurais
    do meu sistema nervoso central
  18. passam pelos meus nervos
  19. e ativam os músculos
    nos meus membros residuais.
  20. Elétrodos artificiais captam estes sinais,
  21. e pequenos computadores no membro biónico
  22. traduzem essas pulsões nervosas
    numa série de movimentos pretendidos.
  23. Para colocar as coisas de forma simples,
  24. quando penso em mexer-me,
  25. esse comando é comunicado
    à parte sintética do meu corpo.
  26. Contudo, estes computadores não introduzem
    informações no meu sistema nervoso.
  27. Quando eu toco e mexo
    os meus membros sintéticos,
  28. não tenho sensações normais
    de tato e movimento.
  29. Se eu fosse um ciborgue
    e pudesse sentir as minhas pernas
  30. via pequenos computadores que colocassem
    informações no meu sistema nervoso,
  31. isso mudaria fundamentalmente,
    segundo creio,
  32. a minha relação com o meu corpo sintético.
  33. Hoje, não consigo sentir as minhas pernas,
  34. e por causa disso,
  35. as minhas pernas são ferramentas
    separadas do meu corpo e da minha mente.
  36. Elas não fazem parte de mim.
  37. Eu acredito que, se fosse um ciborgue
    e pudesse sentir as minhas pernas,
  38. elas tornar-se-iam parte de mim,
    parte do meu ser.
  39. No MIT, estamos a pensar
    num "Modelo NeuroInserido".

  40. Neste processo de elaboração,
  41. os programadores fizeram um esboço
    do corpo humano, em carne e osso,
  42. Juntamente com as partes sintéticas
    para melhorar a comunicação bidirecional
  43. entre os nervos do sistema
    e o mundo artificial.
  44. O Modelo NeuroInserido é um método
    para criar a funcionalidade ciborgue.
  45. Neste processo de elaboração,
    os programadores contemplam um futuro
  46. em que a tecnologia já não se resume
    a ferramentas inertes
  47. e separadas das nossas mentes
    e dos nossos corpos,

  48. um futuro em que a tecnologia
    foi cuidadosamente introduzida
  49. dentro de nossa natureza,
  50. um mundo em que o orgânico e o inorgânico,
  51. entre o humano e o desumano,
  52. entre o natural e o artificial,
  53. será para sempre indistinto.
  54. Esse futuro fornecerá
    um novo corpo à humanidade.
  55. O Modelo NeuroInserido estenderá
    o nosso sistema nervoso
  56. a um mundo sintético,
  57. e o mundo sintético até nós,
  58. mudando fundamentalmente quem somos.
  59. Ao preparar o corpo orgânico
    para comunicar melhor
  60. com o mundo projetado,
  61. a humanidade acabará com as deficiências
    ainda neste século XXI
  62. e estabelecerá
    as bases científicas e tecnológicas
  63. para melhorar os seres humanos,
  64. estendendo a capacidade humana para além
    do níveis inatos e fisiológicos,
  65. cognitiva, emocional e fisicamente.
  66. Há muitas maneiras de construir
    corpos novos a todos os níveis,

  67. da escala biomolecular
    à escala dos tecidos e órgãos.
  68. Hoje, vou falar sobre uma área
    do Modelo NeuroInserido,
  69. em que os tecidos do corpo
    são manipulados e esculpidos
  70. usando processos cirúrgicos
    e regenerativos.
  71. O atual paradigma da amputação
  72. não mudou muito
    desde a Guerra Civil dos EUA,
  73. e tornou-se obsoleto
    diante dos avanços abismais
  74. nos atuadores, nos sistemas de controlo
    e nas tecnologias de interferência neural.
  75. A maior deficiência é a falta
    de interação dinâmica dos músculos
  76. para controlo e cinestesia.
  77. O que é cinestesia?

  78. Quando fletimos o tornozelo,
    os músculos na parte da frente da perna
  79. contraem-se simultaneamente,
  80. esticando os músculos
    da barriga da perna.
  81. O oposto acontece
    quando esticamos o tornozelo.
  82. Os músculos da barriga
    da perna contraem-se,
  83. esticando os músculos
    da parte da frente.
  84. Quando fletimos e esticamos
    esses músculos.
  85. sensores biológicos
    nos tendões dos músculos
  86. enviam informações
    para o cérebro, através de nervos.
  87. Assim, conseguimos sentir
    onde estão os pés
  88. sem os vermos com os olhos.
  89. O atual paradigma da amputação
    quebra essas relações dinâmicas

  90. entre os músculos,
  91. eliminando, assim,
    as sensações cinestésicas normais.
  92. Consequentemente,
    um membro artificial padrão
  93. não pode dar informações
    ao sistema nervoso
  94. sobre se a prótese está no espaço.
  95. Portanto, o paciente
    não consegue sentir nem perceber
  96. as posições e os movimentos
    da articulação prostética
  97. sem a ver com os seus olhos.
  98. As minhas pernas foram amputadas usando
    esta metodologia da era da Guerra Civil.
  99. Consigo sentir os pés,
    Consigo senti-los agora mesmo
  100. como uma consciência fantasma.
  101. Mas quando tento movê-los,
    não consigo.
  102. É como se estivessem presos
    dentro de botas de esqui.
  103. Para resolver isso,

  104. inventámos no MIT a interface mioneural
    agonista-antagonista,
  105. ou IMA, para abreviar.
  106. A IMA é um método para conetar nervos
    dentro de um resíduo
  107. a próteses biónicas externas.
  108. Como é o IMA projetado,
    e como funciona?
  109. O IMA comprime dois músculos que são
    conectados cirurgicamente,
  110. um agonista ligado a um antagonista.
  111. Quando o agonista se contrai
    via ativação elétrica,
  112. estica o antagonista.
  113. Essa interação dinâmica entre os músculos
  114. faz com que os sensores biológicos
    dentro do tendão do músculo
  115. enviem informações através do nervo
    para o sistema nervoso central
  116. sobre o comprimento, a velocidade
    e a força do tendão do músculo.
  117. É assim que funciona a cinestesia
    do tendão do músculo
  118. que é a principal maneira
    como nós, humanos,
  119. sentimos e percecionamos as posições,
    os movimentos e as forças nos membros.
  120. Quando um membro é amputado,

  121. o cirurgião liga estes músculos
    opostos no "residuum"
  122. para criar uma IMA — Interface Mioneural
    Agonista-Antagonista —
  123. Podemos criar múltiplas IMA
  124. para o controlo e a sensação
    de múltiplas próteses conjuntas.
  125. Colocam-se elétrodos artificiais
    em cada músculo da IMA,
  126. e pequenos computadores dentro
    do membro biónico traduzem esses sinais
  127. para controlar poderosos motores
    no membro biónico.
  128. Quando o membro biónico se move,
  129. os músculos da IMA movem-se
    de um lado para o outro,
  130. enviando sinais para o cérebro,
    através do nervo,
  131. permitindo que a pessoa que usa a prótese
    experimente sensações naturais
  132. das posições e movimentos da prótese.
  133. Podemos usar estes princípios
    de conceção de tecidos, em seres humanos?

  134. Há uns anos, o meu bom amigo Jim
    Ewing — de 34 anos —
  135. procurou-me em busca de ajuda.
  136. Ele sofrera um terrível acidente
    de escalada.
  137. Caíra duma altura de 15 metros
    nas ilhas Caimão,
  138. quando a corda não o segurou
    e ele embateu no solo.
  139. Sofreu múltiplas lesões:
  140. pulmões perfurados
    e muitos ossos partidos.
  141. Depois do acidente, sonhava
    voltar ao seu desporto favorito
  142. e escalar montanhas,
  143. mas como é que isso seria possível?
  144. A resposta era a Equipa Ciborgue,

  145. uma equipa de cirurgiões,
    cientistas e engenheiros
  146. reunida no MIT para recriar Jim
    na sua antiga forma de alpinista perito.
  147. Um membro da equipa, o Dr. Matthew Carty
    amputou-lhe a perna gravemente ferida
  148. em Brigham e no hospital
    feminino de Boston,
  149. usando o procedimento cirúrgico da IMA.
  150. Criaram-se polias dos tendões
    que foram ligadas ao osso da tíbia de Jim
  151. para voltar a ligar os músculos opostos.
  152. O procedimento da IMA
    restabeleceu a ligação nervosa
  153. entre os músculos do tornozelo de Jim
    e o seu cérebro.
  154. Quando Jim moveu o seu membro fantasma,
  155. os músculos reconectados
    moveram-se em pares dinâmicos,
  156. provocando sinais de cinestesia,
    enviados ao cérebro através dos nervos.
  157. Jim experimentou sensações normais
    ao mover a articulação do tornozelo,
  158. mesmo com os olhos vendados.
  159. Este é Jim no laboratório do MIT
    depois das cirurgias.

  160. Ligámos eletricamente os músculos
    da IMA de Jim, através de elétrodos,
  161. a um membro biónico,
  162. e Jim aprendeu rapidamente
    a mover o membro biónico
  163. em quatro direções distintas
    de movimentos da articulação do tornozelo.
  164. Estávamos muito animados
    com esses resultados,
  165. mas depois Jim levantou-se
    e ocorreu uma coisa memorável.
  166. Toda a biomecânica natural mediada
    pelo sistema nervoso central
  167. emergiu através do membro sintético
  168. como uma ação involuntária, reflexa.
  169. Todas as complexidades da colocação
    do pé na subida de escadas...
  170. (Aplausos)

  171. emergiram diante dos nossos olhos.

  172. Aqui está Jim a descer os degraus,
  173. a aproximar o dedo do pé biónico
    do degrau seguinte da escada,
  174. exibindo automaticamente
    movimentos naturais
  175. sem sequer tentar mexer o membro.
  176. Como o sistema nervoso central de Jim
    está a receber os sinais cinestésicos,
  177. sabe exatamente como controlar
    o membro sintético de forma natural.
  178. Jim move-se e comporta-se como se
    o membro sintético fizesse parte dele.

  179. Por exemplo, um dia no laboratório,
  180. ele acidentalmente pisou
    um rolo de fita isoladora.
  181. O que é que fazemos quando se cola
    qualquer coisa no sapato?
  182. Não nos abaixamos desse modo;
    isso é desconfortável.
  183. Em vez disso, sacudimos o pé.
  184. Foi exatamente o que Jim fez
  185. depois de ter sido ligado neuralmente
    ao membro poucas horas antes.
  186. Para mim, o mais interessante
  187. é o que Jim nos ia dizendo
    enquanto fazia a experiência:
  188. "O robô passou a fazer parte de mim."
  189. Jim Ewing: Na manhã seguinte
    à primeira vez que fui ligado ao robô,

  190. a minha filha desceu as escadas
  191. e perguntou-me como me sentia
    enquanto ciborgue.
  192. A minha resposta foi
    que não me sentia como um ciborgue.
  193. Sentia-me como se tivesse a minha perna,
  194. e não como se eu estivesse
    acoplado ao robô
  195. mas que era o robô
    que estava acoplado a mim,
  196. mas que o robô fazia parte de mim.
  197. tinha-se tornado rapidamente
    na minha perna.
  198. Hugh Herr: Obrigado.

  199. (Aplausos)

  200. Conectar o sistema nervoso de Jim
    bi-direcionalmente

  201. ao seu membro sintético,
  202. permitiu alcançar
    a materialização neurológica
  203. Coloquei a hipótese de que,
  204. como Jim consegue pensar e mover
    o seu membro sintético,
  205. e como ele sente esses movimentos
    no seu sistema nervoso,
  206. a prótese deixa de ser
    uma ferramenta separada,
  207. mas uma parte integrada de Jim,
    uma parte integrada do seu corpo.
  208. Graças a essa materialização neurológica,
    Jim não se sente como um ciborgue.
  209. Sente-se como se tivesse
    a sua perna outra vez,
  210. como se tivesse um corpo novo.
  211. Perguntam-me com frequência

  212. quando serei ligado neuralmente
    ao meu membro sintético bi-direcional,
  213. quando é que vou tornar-me num ciborgue.
  214. A verdade é que estou hesitante
    em tornar-me num ciborgue.
  215. Antes de perder as pernas,
    eu era um péssimo estudante.
  216. Na escola, só tinha "medíocres"
    e por vezes "maus".
  217. Mas depois de os meus membros
    serem amputados,
  218. de repente passei a ser professor do MIT.
  219. (Risos)

  220. (Aplausos)

  221. Agora receio que, depois de voltar a ser
    ligado neuralmente aos meus membros,

  222. o meu cérebro volta a apresentar
    o meu lado não tão brilhante.
  223. (Risos)

  224. Mas tudo bem, porque no MIT
    já tenho um lugar permanente

  225. (Risos)

  226. (Aplausos)

  227. Acredito que usando
    o Modelo NeuroInserido

  228. avançaremos muito para além
    da simples substituição de membros
  229. e levaremos a humanidade para domínios
  230. que fundamentalmente
    irão redefinir o potencial humano.
  231. No século XXI,
  232. os programadores ampliarão
    o sistema nervoso
  233. em exoesqueletos extremamente fortes
  234. que os seres humanos poderão
    controlar e sentir com a sua mente.
  235. Os músculos do corpo
    podem ser reconfigurados
  236. para o controlo de poderosos motores,
  237. para sentir e percecionar
    os movimentos de exoesqueletos,
  238. aumentando a força humana,
  239. saltando mais alto
    e correndo mais depressa.
  240. Neste século XXI, acredito que os humanos
    tornar-se-ão super-heróis.
  241. Os seres humanos
    poderão ampliar o seu corpo
  242. para estruturas não antropomórficas,
    como as asas,
  243. controlando e sentindo cada asa
    a movimentar-se
  244. dentro do seu sistema nervoso.
  245. Leonardo da Vinci disse:
    "Quando experimentarmos o voo,
  246. "caminharemos para sempre
    com os olhos voltados para o céu,
  247. "pois já lá estivemos e sempre teremos
    saudades de lá voltar."
  248. Quando este século
    estiver a chegar ao fim,
  249. acredito que os seres humanos
    serão irreconhecíveis
  250. tanto na morfologia
    quanto na dinâmica,
  251. em relação ao que somos hoje.
  252. A humanidade voará e planará.
  253. Jim Ewing caiu por terra
    e ficou gravemente ferido
  254. mas virou os olhos para o céu,
    onde sempre desejou voltar.
  255. Depois disso, não só
    sonhou em voltar a andar,
  256. como voltou ao seu desporto
    favorito, a escalada.
  257. No MIT, a Equipa Ciborgue criou para Jim
    um membro especial para o mundo vertical,
  258. uma perna controlada pelo cérebro
    com todas as sensações de movimento.
  259. Usando esta tecnologia,
    Jim voltou às ilhas Caimão,
  260. o local de seu acidente,
  261. reconstruído como um ciborgue
    para voltar a escalar em direção ao céu.
  262. (Vídeo)

  263. (Aplausos)

  264. Obrigado.

  265. (Aplausos)

  266. Senhoras e Senhores,
    Jim Ewing, o primeiro ciborgue alpinista.

  267. (Aplausos)