Ao observar minuciosamente a Natureza
através da lupa da ciência
os desenhadores extraem princípios,
processos e materiais
que estão a formar a base da metodologia do "design",
desde materiais sintéticos que se assemelham
a materiais biológicos,
até métodos computacionais que imitam processos neurológicos,
a Natureza está a influenciar o "design".
O "design" também está a influenciar a Natureza,
em áreas como a genética, a medicina regeneradora
e a biologia sintética,
os "designers" estão a criar tecnologias novas
que não foram previstas pela Natureza.
A biónica explora a interação
entre a biologia e o "design".
Como podem ver, as minhas pernas são biónicas.
Hoje vou contar histórias humanas
de integração biónica,
como a eletromecânica acoplada ao corpo
e implantada dentro do corpo
está a começar a preencher o fosso
entre incapacidade e capacidade,
entre as limitações humanas
e o potencial humano.
A biónica definiu o meu físico.
Em 1982, as minhas pernas tiveram que ser amputadas
por causa de queimaduras provocadas pelo frio
sofridas num acidente quando escalava uma montanha.
Naquela época, eu não encarava o meu corpo
como diminuído.
Achava que um ser humano
nunca podia ficar diminuído.
A tecnologia é que se mostra diminuta.
A tecnologia é inadequada.
Esta ideia, simples mas poderosa,
foi um incentivo
para a evolução da tecnologia
para eliminar a minha incapacidade
e a incapacidade de outras pessoas.
Comecei por aperfeiçoar membros especializados
que me permitiram voltar
ao mundo vertical da escalada na rocha e no gelo.
Cedo percebi que a parte artificial do meu corpo
é maleável,
capaz de assumir qualquer forma, qualquer função,
uma tábua rasa onde criar
estruturas que podem ir além
da capacidade biológica.
Fiz com que a minha altura fosse ajustável.
Posso medir um metro e meio ou ter a altura que quiser.
(Risos)
Por isso, quando me sentia desgostoso comigo,
inseguro, aumentava a minha altura,
mas, quando me sentia confiante e tranquilo,
reduzia a minha altura um furo
só para dar hipótese à competição.
(Risos)
Os meus pés, estreitos e em cunha,
permitem-me trepar fendas em rochas escarpadas
onde os pés humanos não conseguem penetrar,
e os meus pés pontiagudos permitem-me
trepar a paredes de gelo verticais
sem sentir fadiga nos músculos das pernas.
Através da inovação tecnológica,
voltei ao meu desporto, mais forte e mais apto.
A tecnologia eliminou as minhas incapacidades
e permitiu-me novas proezas na escalada.
Quando eu era jovem, imaginava um mundo futuro
em que uma tecnologia avançada
podia livrar o mundo da incapacidade,
um mundo em que os implantes neurais
permitiriam que os deficientes visuais vissem,
um mundo em que os paralíticos pudessem andar
por meio de exosqueletos.
Infelizmente, dadas as deficiências na tecnologia,
há cada vez mais incapacidades no mundo.
Este homem perdeu três membros.
Como prova da tecnologia moderna,
não anda de cadeira de rodas.
Mas precisamos de fazer melhor na biónica
para permitir um dia a plena reabilitação
duma pessoa com este nível de diminuição.
No MIT Media Lab, criámos
o Centro para a Biónica Radical.
A missão deste centro
é impulsionar ciência fundamental
e competência técnica que permitam
a reparação biomecatrónica e regeneradora de pessoas
numa ampla gama
de incapacidades cerebrais e corporais.
Vou agora explicar-vos como funcionam as minhas pernas,
como trabalham.
como um bom exemplo para este centro.
Eu tive o cuidado de rapar as pernas ontem à noite,
porque sabia que as ia mostrar hoje.
A biónica implica a construção de interfaces radicais.
Há três interfaces radicais nos meus membros biónicos:
o mecânico: o modo como os meus membros estão ligados
ao meu corpo biológico;
o dinâmico: o modo como se movem, como se fossem de carne e osso;
e elétrico: o modo como comunicam com o meu sistema nervoso.
Vou começar pelo interface mecânico.
Na área do "design", ainda não percebemos
como ligar aparelhos mecanicamente ao corpo.
Acho uma coisa espantosa que, nos dias de hoje,
uma das tecnologias mais maduras e mais antigas na História do Homem,
o sapato, ainda nos faça bolhas nos pés.
Como é que isso é possível?
Não fazemos ideia de como ligar coisas ao nosso corpo.
Este é o trabalho, de uma beleza lírica,
do Professor Neri Oxman no MIT Media Lab,
que mostra impedâncias exosqueletais que variam no espaço,
que aqui se apresentam sob variações de cores
neste modelo impresso a 3D.
Imaginem um futuro em que o vestuário
seja rígido e maleável conforme as necessidades,
quando precisarmos, para um suporte e flexibilidade otimizados,
sem nunca sentirmos desconforto.
Os meus membros biónicos estão ligados ao meu corpo biológico
por meio de pele sintética
com variantes de rigidez
que mimetizam a minha biomecânica dos tecidos subjacentes.
Para conseguirmos essa mimética,
desenvolvemos em primeiro lugar um modelo matemático
do meu membro biológico.
Para isso, usamos instrumentos de reprodução como a IRM
para olhar para dentro do meu corpo
para descobrirmos a geometria
e as localizações de diversos tecidos.
Também usamos instrumentos robóticos.
Isto é um círculo de 14 atuadores
que se coloca em torno do membro biológico.
Os atuadores aproximam-se, detetam a superfície do membro,
medem a sua forma sem pressão,
e depois pressionam os tecidos
para medir a resistência dos diversos tecidos
em cada ponto anatómico.
Combinamos estas imagens e os dados robóticos
para construirmos uma descrição matemática
do meu membro biológico, que vemos à esquerda.
Vemos uma série de pontos, ou nódulos.
Em cada modulo, há uma cor que representa a resistência do tecido
Depois, fazemos uma transformação matemática
para a conceção da pele sintética
que vemos à direita.
Chegámos à conclusão de que o ideal
é onde o corpo é rígido, a pele sintética deve ser maleável,
e onde o corpo é maleável a pele sintética deve ser rígida.
E esta relação de opostos
ocorre em todas as resistências dos tecidos.
Com este enquadramento,
produzimos membros biónicos
que são os membros mais confortáveis que eu já usei até hoje.
Obviamente, no futuro,
o nosso vestuário, os nossos sapatos, os nossos cintos,
as nossas próteses, deixarão de ser concebidas e fabricadas
usando estratégias artesanais,
mas usando molduras quantitativas baseadas em dados.
Nesse futuro, os nossos sapatos
já não nos farão bolhas nos pés.
Também estamos a incorporar materiais sensíveis e inteligentes
nas peles sintéticas.
Este é um material desenvolvido pelo SRI International, na Califórnia,
Sob um efeito eletrostático, muda de rigidez.
Sob uma voltagem zero, o material é dócil.
É maleável como papel.
Carrega-se no botão, aplica-se uma voltagem,
e passa a ser rígido como uma tábua.
Incorporamos este material na pele sintética
que liga o meu membro biónico ao meu corpo biológico.
Quando ando,
não há voltagem.
O meu interface é maleável e dócil.
Carrega-se no botão, aplica-se uma voltagem, e ele endurece.
proporcionando uma maior margem de manobra do membro biónico.
Também estamos a construir exosqueletos.
Este exosqueleto pode ser rígido ou maleável
nas áreas certas do ciclo de corrida
para proteger as articulações biológicas
dos fortes impactos e da degradação.
No futuro, todos usaremos exosqueletos
em atividades vulgares, como a corrida.
A seguir, temos o interface dinâmico.
Como é que os meus membros biónicos se movem como se fossem de carne e osso?
No laboratório do MIT, estudamos o modo como as pessoas
com fisiologias normais se mantêm de pé, andam e correm.
O que é que os músculos estão a fazer, e como são controlados pela espinal medula?
Este conhecimento básico motiva o que estamos a construir.
Estamos a construir tornozelos, joelhos e ancas biónicas.
Estamos a construir partes do corpo a partir do zero.
Os membros biónicos que eu estou a usar chamam-se BIOMs.
Foram adaptados a quase 1000 pacientes,
entre os quais, 400 eram soldados norte-americanos feridos.
Como é que funciona?
Quando o calcanhar assenta, sob o controlo do computador,
o sistema controla a rigidez
para atenuar o impacto do membro no solo.
Depois, a meia posição, o membro biónico produz
momentos de alavanca e forças que elevam a pessoa
quando ela caminha,
comparáveis a como os músculos trabalham na barriga da perna.
Esta propulsão biónica é muito importante
clinicamente para os pacientes.
Vemos, à esquerda, o aparelho biónico usado por uma senhora
-- à direita um aparelho passivo usado pela mesma senhora,
que não consegue imitar a função muscular normal
— e que lhe permite fazer uma coisa
que toda a gente devia poder fazer,
quando sobe e desce as escadas lá em casa.
A biónica também permite proezas atléticas espantosas.
Vemos aqui um homem a correr por um caminho pedregoso acima.
É o Steve Martin — não é o ator —
que perdeu as pernas numa explosão no Afeganistão.
Também estamos a construir estruturas de exosqueletos
que utilizam os mesmos princípios
de um membro biológico.
Este homem não tem
nenhum problema nas pernas, nenhuma incapacidade.
Tem uma fisiologia normal,
portanto, estes exosqueletos estão a aplicar os movimentos de alavanca
e as forças, equivalentes aos músculos,
de modo que os seus próprios músculos não precisam de aplicar
esses movimentos de alavanca e forças.
Este é o primeiro exosqueleto da História
que aumenta o caminhar do ser humano.
Reduz significativamente o custo metabólico.
É tão profundo nesse aumento
que, quando uma pessoa normal, saudável,
usa o aparelho durante 40 minutos
e depois o tira,
as suas pernas biológicas
sentem-se terrivelmente pesadas e desajeitadas.
Estamos no início duma era
em que as máquinas ligadas aos nossos corpos
nos tornarão mais fortes e mais rápidos
e mais eficazes.
Passando agora para o interface elétrico,
como é que os meus membros biónicos
comunicam com o meu sistema nervoso?
No meu membro residual há elétrodos
que medem o pulsar elétrico dos meus músculos.
Isso é comunicado ao membro biónico,
portanto, quando eu penso em mover o meu membro fantasma,
o robô deteta esse desejo de movimento.
Este diagrama mostra, fundamentalmente,
como é controlado o membro biónico,
e assim podemos modelar o membro biológico em falta,
e descobrimos quais os reflexos que ocorrem,
como é que os reflexos da espinal medula
controlam os músculos,
e essa capacidade é introduzida
nos "chips" do membro biónico.
O que fazemos, pois, é modular
essa sensibilidade do reflexo,
o reflexo espinal modulado,
com o sinal neural, de modo que,
quando eu relaxo os músculos no meu membro residual,
obtenho pouco movimento de alavanca e pouca força,
mas quanto mais retesar os músculos,
mais movimento de alavanca obtenho,
e até posso correr.
E esta foi a primeira demonstração
de um tipo a correr sob comando neural.
Sabe bem!
(Aplausos)
Queremos dar mais um passo em frente.
Queremos fechar o círculo
entre o membro humano e o membro biónico externo.
Estamos a fazer experiências em que estamos a criar nervos,
nervos cortados transversalmente,
através de canais, ou microcanais.
Do outro lado do canal,
o nervo é ligado a células.
células da pele e células dos músculos.
Nos canais motores, podemos ter a perceção
de como a pessoa deseja mover-se.
Isso pode ser transferido, sem fios, para o membro biónico.
Depois, os sensores no membro biónico
podem ser convertidos em estímulos
em canais adjacentes, canais sensitivos.
Assim, quando isto estiver plenamente desenvolvido
para utilização humana,
as pessoas como eu não só terão membros sintéticos
que se moverão como se fossem de carne e osso,
mas que darão a sensação de serem de carne e osso.
Este vídeo mostra Lisa Mallette
pouco depois de lhe terem colocado dois membros biónicos.
Com efeito, a biónica está a provocar
uma profunda diferença na vida das pessoas.
(Vídeo) Lisa Mallette: Oh, meu Deus!
Oh, meu Deus! não acredito!
É como se eu tivesse pernas verdadeiras!
Homem: Agora, não desate a correr.
Agora, dê meia volta, e comece a subir.
Suba, passe do calcanhar para os dedos do pé,
como faria normalmente a andar no solo.
Tente subir até lá acima.
LM: Oh, meu Deus!
Homem: Está a ajudá-la a subir?
LM: Está! Eu nem sequer... Não consigo descrever...
Homem: Está a ajudá-la a subir.
Hugh Herr: Na próxima semana, vou visitar o Centro...
(Aplausos)
Obrigado, obrigado. Obrigado.
Na próxima semana vou visitar
o Centro para os Serviços de Cuidados Médicos,
e vou tentar convencer o CMS
a atribuir uma linguagem de código e um preço adequado
para que esta tecnologia possa ficar ao alcance
das pessoas que dela precisam.
Obrigado.
(Aplausos)
É uma coisa que não é muito conhecida,
mas mais de metade da população mundial
sofre de algum tipo de deficiência
cognitiva, emocional, sensorial ou motora,
e, por causa duma tecnologia deficiente,
essas situações, demasiadas vezes, provocam incapacidade
e uma qualidade de vida mais pobre.
Os níveis básicos da função fisiológica
deviam fazer parte dos direitos humanos.
Todas as pessoas deviam ter o direito
de viver sem incapacidades
— se assim o entenderem —
o direito de viver sem depressões graves;
o direito de ver o ente querido
no caso dos deficientes visuais;
ou o direito de andar ou de dançar,
no caso de paralisia dos membros
ou da amputação dos membros.
Enquanto sociedade, podemos alcançar esses direitos humanos
se aceitarmos a afirmação
de que os seres humanos não são deficientes.
Uma pessoa nunca pode ser diminuída.
O nosso ambiente, as nossas tecnologias,
acabam por ser ultrapassadas, por perderem eficácia.
Nós não precisamos de aceitar as nossas limitações,
mas podemos transcender a incapacidade
através da inovação tecnológica.
Com efeito, através de progressos fundamentais na biónica, neste século,
veremos a fundação tecnológica
para uma experiência humana melhorada,
e acabaremos com a incapacidade.
Gostava de terminar com mais uma história,
uma história bonita,
a história de Adrianne Haslet-Davis.
Adrianne perdeu a perna esquerda
no ataque terrorista de Boston.
Conheci Adrianne quando esta fotografia foi tirada
no Hospital de Reabilitação Spaulding.
Adrianne é dançarina, dançarina de salão.
Adrianne respira e vive a dança.
É a sua expressão. É a sua forma de arte.
Naturalmente, quando perdeu a perna
no ataque terrorista de Boston,
queria voltar à dança de salão.
Depois de a ter conhecido e de tê-la levado a casa,
pensei: "Sou professor no MIT, tenho recursos.
"Vamos construir-lhe uma perna biónica
"para que ela possa voltar à dança."
Reuni cientistas do MIT com especialistas de próteses,
de robótica, de conhecimento mecânico
e de biomecânica
e, durante um período de investigação de 200 dias,
estudámos a dança.
Fomos buscar dançarinas com pernas biológicas,
e estudámos como é que elas se movem,
que forças aplicam na dança de salão,
e agarrámos nesses dados
e construímos os princípios fundamentais da dança,
a capacidade de dança reflexa,
e incorporámos essas informações
na perna biónica.
A biónica não é só fazer com que as pessoas
sejam mais fortes e mais rápidas.
A nossa expressão, a nossa humanidade
pode ser introduzida na eletromecânica.
Bastaram 3,5 segundos
entre as explosões
no ataque terrorista de Boston.
Em 3,5 segundos, aqueles criminosos e cobardes
afastaram Adrianne da dança de salão.
Em 200 dias, voltámos a pô-la lá.
Não nos deixaremos intimidar, nem abater,
nem sermos diminuídos, vencidos ou impedidos
por atos de violência.
(Aplausos)
Senhoras e senhores, permitam-me que vos apresente
Adrianne Haslet-Davis,
na sua primeira atuação depois do ataque.
Está a dançar com Christian Lightner.
(Aplausos)
(Música: "Ring My Bell" interpretada por Enrique Iglesias)
(Aplausos)
Senhoras e senhores,
os membros da equipa de investigação,
Elliott Rouse e Nathan Villagaray-Carski.
Elliott e Nathan.
(Aplausos)