Doğaya bilimin çekici gözlükleriyle
derinlemesine bakıldığında
tasarımcılar, tasarım metodolojisinin
çok temel esaslarını şekillendiren
kurallar, işlemler ve malzemeler,
biyolojik malzemelere benzeyen
sentetik yapılardan
sinirsel işlemleri taklit eden sayısal yöntemler çıkarırlar.
Doğa tasarımı yönlendiriyor.
Tasarım da doğayı yönlendiriyor.
Genetik, yenileyici tıp
ve sentetik biyoloji alanında
tasarımcılar doğanın öngöremediği veya
ummadığı ilginç teknolojiler geliştiriyorlar.
Biyonikler biyoloji ve tasarım
arasındaki etkileşimi keşfeder.
Gördüğünüz gibi, bacaklarım biyonik.
Bugün biyonikle bütünleşen
insan hikayeleri anlatacağım.
Elektromekaniklerin vücuda nasıl bağlandığını
ve vücuda nasıl nakledildiğini,
engel ve beceri, insan sınırları ve
insan potansiyeli arasındaki
köprünün nasıl oluşturduğunu anlatacağım.
Biyonikler benim fizikselliğimi tanımladı.
1982 yılında, iki bacağım da dağ tırmanışı kazası sırasında
maruz kaldığım soğuk ısırığına bağlı
doku hasarı nedeniyle kesildi.
O zaman, vücudumu
eksik olarak görmedim.
Bir insanın asla
eksik olamayacağını düşündüm.
Eksik olan teknolojidir.
Yetersiz olan teknolojidir.
Bu basit ama güçlü fikir
ileri teknolojiyi
kendi engelimin ve nihayetinde
diğerlerinin engelini ortadan kaldırması için
bir göreve çağrı idi.
İşe beni kaya ve buz tırmanışının
dik dünyasına geri döndüren
özelleştirilmiş uzuvlar geliştirerek başladım.
Vücudumun yapay kısımlarının
şekillendirilebilir olduğunu fark ettim.
Her formu, her işlevi alabilen,
belki de biyolojik kabiliyetin
sınırlarının ötesine uzanabilecek yapılar yaratmak için
beyaz bir sayfa.
Yüksekliğimi ayarlanabilir hale getirdim.
150 santim kadar kısa veya istediğim kadar uzun olabiliyordum.
(Kahkaha)
Kendimi kötü, güvensiz hissettiğimde
yüksekliğimi artırırdım,
ama kendimi rahat ve kendinden emin hissettiğimde,
rekabete bir fırsat vermek için
yüksekliğimi biraz azaltırdım.
(Kahkaha) (Alkış)
Dar, kamalı ayaklar insan ayağının giremediği
dik kaya çatlaklarına tırmanmamı sağladı.
Çivili ayaklar ise
dik buz duvarlara
bacak kaslarını yormadan tırmanmamı sağladı.
Teknolojik yenilikler sayesinde,
sporuma daha güçlü ve iyi döndüm.
Teknoloji engelimi ortadan kaldırdı
ve bana yeni bir tırmanma hüneri verdi.
Genç bir adam olarak, teknolojinin
çok ilerlerdiği bir gelecekte
engellilerin kurtulacağı bir dünya hayal ettim.
Sinirsel nakillerin
görme engellileri gördüreceği,
felçlilerin dış iskeletlerle
yürüyebileceği bir dünya.
Maalesef, teknolojideki eksiklikler nedeniyle
engellilik dünyada şahlanmış durumda.
Bu beyfendinin üç uzvu yok.
Mevcut teknolojinin bir ispatı olarak
tekerlekli sandalyeden ayrıldı,
fakat biyonik konusunda daha iyi işler yapmalı
ve bu seviyede bir sakatlığı olan kişi için
bir günlük tam rehabilitasyon sağlamalıyız.
MIT Medya Laboratuvarında
İleri Biyonikler Merkezi'ni kurduk.
Merkezin görevi
geniş bir yelpazede beyin ve
vücut engelleri olan insanlarda
biyomekatronik ve rejeneratif onarıma imkan sağlayacak
temel bilim ve teknolojik kabiliyeti ortaya koymaktır.
Bugün, merkezin çalışmalarına bir örnek olarak
sizlere bacaklarımın nasıl işlediğini,
nasıl çalıştığını göstereceğim.
Dün gece bacaklarımı traş etmeyi unutmadım
çünkü onları göstereceğimi biliyordum.
Biyonikler ileri arayüz mühendisliği gerektiriyor.
Biyonik uzuvlarımda üç arayüz bulunuyor:
mekanik, uzuvlarımın
biyolojik bedenime bağlanışı;
dinamik, et ve kemik gibi hareket etmesi;
ve elektriksel, sinir sistemimle
iletişime geçmesi.
Mekanik arayüz ile başlayacağım.
Tasarım alanında, aletleri mekanik olarak
vücuda nasıl bağlayacağımızı anlayamıyoruz.
Bu günde ve bu çağda, insan tarihindeki en olgun,
en eski teknolojilerden biri olan ayakkabının
su toplanmasına neden olması
bana sıradışı geliyor.
Bu nasıl olabilir?
Aletlerin vücudumuza nasıl ekleneceği konusunda hiçbir fikrimiz yok.
MIT Medya Laboratuvarından
Profesör Neri Oxman'ın bu şiirsel tasarım işi,
mekana göre değişen dış iskelet dirençleri
3D modelde renk çeşitliliği ile
burada gösterilmiştir.
İstediğiniz yer ve mekanda
en iyi destek ve esneklik için
hiç rahatsızlık vermeden sert veya yumuşak olan elbiselerin
olduğu bir gelecek düşünün.
Biyonik uzuvlarım biyolojik bedenime
alt deri biyomekaniğini yansıtan
sertlik çeşitliliği olan
sentetik derilerle bağlı.
Bu yansımayı gerçekleştirmek için
önce biyolojik uzvumun matematik bir
modelini geliştirdik.
Bu maksatla, vücudumun içine bakmak,
çeşitli dokuların geometri ve
konumlarını belirlemek için MR gibi
görüntüleme araçları kullandık.
Robotik araçlar da kullandık.
İşte bu, biyolojik uzuv
etrafında dönen 14-aktüatörlü daire.
Aktüatör gelir, uzvun yüzeyini bulur,
yüksüz şekli ölçer
ve dokularda ilerleyerek
her anatomik noktadaki
doku uyumluluğunu ölçer.
Biz de bu görüntüleme ve robotik verileri
solda gösterilen biyolojik uzvumun
matematiksel tanımlamasını yapmak için birleştiririz.
Nokta veya boğum demetleri görüyorsunuz.
Her boğumda, doku uyumunu gösteren renkler var.
Sonra sağda gösterilen sentetik deriyi
tasarlamak için matematiksel
dönüşüm yaptık
ve en uyguna ulaşmak için
vücudun sert olduğu yerde, sentetik deri yumuşak,
vücudun yumuşak olduğu yerde, sentetik derinin sert olması gerektiğini
ve bu yansımanın
tüm doku uyumlarında meydana geldiğini keşfettik.
Bu çerçevede,
giydiğim en rahat biyonik uzuvlar ürettik.
Gelecekte,
elbiselerimiz, ayakkabılarımız, diş tellerimiz,
protezlerimiz bundan böyle
sanatkar stratejileri kullanılarak değil,
veri odaklı sayısal çerçevelerle tasarlanıp üretilecek.
Bu gelecekte, ayakkabılarımız
su toplanmasına neden olmayacak.
Bizler ayrıca sentetik deri içerisine duyarlı ve akıllı
maddeler yerleştiriyoruz.
Bu madde
SRI Uluslarlarası, Kaliforniya tarafından geliştirildi.
Elektrostatik altında, sertliğini değiştiriyor.
Yani sıfır voltajda, madde uyumlu.
Kağıt gibi gevşek.
Sonra düğmeye basılınca, voltaj uygulanır
ve tahta gibi sertleşir.
Bu maddeyi biyonik uzvumu biyolojik vücuduma bağlayan
sentetik deriye yerleştirdik.
Burada yürüdüğümde,
voltaj yok.
Arayüz yumuşak ve uyumlu.
Düğmeye basılarak voltaj uygulandığında
sertleşiyor,
biyonik uzva harika bir manevra yeteneği sağlıyor.
Ayrıca dış iskelet de inşa ediyoruz.
Dış iskelet koşu döngüsünün doğru bölgelerinde
biyolojik bağlantıları
yüksek darbe ve bozulmalardan
korumak için sert ve yumuşak oluyor.
Gelecekte, hepimiz koşu gibi genel aktivitelerde
dış iskelet giyiyor olacağız.
Sıradaki, dinamik arayüz.
Biyonik uzuvlarım nasıl et ve kemik gibi hareket eder?
MIT'deki laboratuvarımda
normal insan fizyolojisinin nasıl dikildiğini, yürüdüğünü, koştuğunu çalışıyoruz.
Kaslar ne yapıyor
ve omurilik tarafından nasıl kontrol ediliyorlar?
Bu temel bilim, üretimimizi harekete geçiriyor.
Biyonik bilek, diz ve kalça üretiyoruz.
Tepeden tırnağa vücut parçaları üretiyoruz.
Giydiğim biyonik uzuvun adı BiOMs.
Neredeyse 1.000 hastaya uygulandı,
bunlardan 400'ü yaralı ABD askeri.
Nasıl çalışır? Topuk çarptığında, bilgisayar kontrolünde,
sistem sertliği kontrol ederek
yere çarpan uzvun darbesini azaltıyor.
Sonra orta duruşta, biyonik uzuv
kişiyi yürüyüş adımına kaldırmak için
yüksek tork ve güç üretir,
baldır bölgesinde çalışan kaslara benzer şekilde.
Bu ileri itiş klinik olarak
hastalar için çok önemli.
Evet, solda bir bayanın giydiği biyonik araç
görüyorsunuz --
sağda aynı bayanın giydiği, normal kas işlevini
canlandırmayı başaramayan pasif bir araç --
bu ona herkesin yapabilmesi gereken şeyleri yapmayı sağlıyor,
ev merdivenlerini aşağı yukarı gidebiliyor.
Biyonikler ayrıca sıra dışı atletik becerilere de olanak sağlar.
Burada bir beyefendi taşlı bir yolda koşuyor.
Bu Steve Martin, komedyen olan değil,
Afganistan'daki patlamada bacaklarını kaybetti.
Ayrıca, biyolojik uzvu saran
aynı prensipleri kullanarak
dış iskelet yapılarını üretiyoruz.
Bu beyefendinin herhangi bir
bacak durumu, bir engeli yok.
Normal bir fizyolojiye sahip,
yani bu dış iskeletler
kas gibi tork ve güç uyguluyor
böylece onun kasları bu tork ve güçleri
uygulaması gerekmiyor.
Bu insan yürüyüşünü artıran
tarihteki ilk dış iskelet.
Metabolik sarfiyatı önemli ölçüde azaltır.
Artırımı o kadar muazzam ki
normal, sağlıklı bir insan
aleti 40 dakika giydiğinde
ve sonra çıkardığında,
kendi biyolojik bacakları
komik bir şekilde ağır ve garip hissettiriyor.
Vücutlarımıza eklenen makinelerin
bizi daha güçlü ve daha hızlı
ve daha etkili yapacağı bir yaşta başlıyoruz.
Elektriksel arayüzde devam edersek,
biyonik uzuvlarım nasıl
sinir sistemimle iletişime geçiyor?
Kalan uzuv boyunca elektrotlar
kaslarımın elektriksel atımlarını ölçer.
Bu biyonik uzuvla iletişim halindedir,
yani hayalet bacağımı hareket ettirmeyi düşündüğümde,
robot bu hareket arzusunu takip eder.
Bu diyagram temel olarak biyonik uzvun
nasıl kontrol edildiğini gösterir.
Biz de eksik biyolojik uzvu modelledik
ve hangi reflekslerin meydana geldiğini,
omurilik reflekslerinin kasları
nasıl kontrol ettiğini
ve bu becerinin biyonik uzvun çiplerine
nasıl yerleştirileceğini keşfettik.
Sonrasında yaptığımız şey,
sinirsel sinyal ile reflekslerin hassasiyetini
modellenmiş omurga refleksini ayarladık.
Böylece kalan uzvumdaki kaslarımı gevşettiğimde
çok az bir tork ve güç elde ediyorum
ama kaslarımı ne kadar kasarsam
o kadar fazla tork oluyor
ve koşabiliyorum bile.
Ve bu sinirsel komuta altında ilk koşu gösterimi idi.
Harika hissettiriyor.
(Alkış)
Bir adım ileri gitmek istiyoruz.
Aslında, insani ve biyonik harici uzuv
arasındaki boşluğu kapatmak istiyoruz.
Sinirleri, kesilen sinirleri
kanallar ya da mikro-kanal dizileri yoluyla
geliştirdiğimiz deneyler yapıyoruz.
Kanalın diğer tarafında
sinir hücrelere bağlanır,
deri ve kas hücrelerine.
Motor kanallarında kişinin
hareket etme isteğini hissedebiliriz.
Bu da kablosuz olarak biyonik uzva gönderilebilir,
sonra biyonik uzuvdaki sensörler
komşu kanallarda, duyusal kanallarda
dürtüye çevrilebiliyor.
Yani, bu tam olarak geliştirildiğinde
ve insanlar için kullanılabildiğinde,
benim gibi insanlar sadece et ve kemik gibi
hareket eden sentetik uzuvlara sahip olmayacak,
tam olarak et ve kemik gibi hissedecek.
Bu video Lisa Mallette'nin iki biyonik bacak
takıldıktan hemen sonraki durumunu gösteriyor.
Hakikaten, biyonikler insanların
yaşamında derin farklılıklar yaratıyor.
(Video) Lisa Mallette: Aman Tanrım.
Aman Tanrım, inanamıyorum.
Gerçek bacaklarım varmış gibi.
Koşmaya başlama.
Man: Şimdi dön
ve aynısını yürüyerek yap.
Kalk, topuklarından parmak uçlarına yüksel,
normalde yaptığın gibi yürü.
Tepeye doğru yürümeye çalış.
LM: Aman Tanrım.
Man: Seni yukarı itiyor mu?
LM:Evet! Ben -- Bunu tarif bile edemem.
Man: Seni direk yukarı itiyor.
Hugh Herr: Haftaya -
(Alkış) Teşekkür ederim, teşekkürler.
Teşekkürler. Haftaya,
Medicare ve Medicaid Servisleri Merkezini ziyaret edeceğim
ve MMM'yi uygun kod dili ve
ücretlendirme sağlamaya ikna etmeye çalışacağım
böylece buna ihtiyacı olan hastalar
bu teknolojiye erişebilecek.
Teşekkür ederim. (Applause)
Hakettiği değeri görmedi fakat
dünya nüfusunun yarısından fazlası
bir çeşit zihinsel, duygusal, duyusal
veya motor rahatsızlıktan muzdarip
ve zayıf teknoloji yüzünden
bu durumlar çoğu zaman sakatlık ve
düşük hayat kalitesiyle sonuçlanıyor.
En temel fizyolojik işlevler
insan haklarımızın bir parçası olmalı.
Her insan istiyorsa,
engelsiz bir hayat yaşama hakkına
sahiptir.
Aşırı depresyon olmayan bir hayat yaşama hakkına;
görme engelli ise
sevdiğini görme hakkına;
veya uzuv felci veya uzuv kaybı durumunda
yürüme veya
dans etme hakkına.
Toplum olarak, insanların engelli olmadığı savını
kabul edersek
bu insan haklarını elde edebiliriz.
Bir insan asla eksik olamaz.
İnşa edilen çevremiz, teknolojimiz
eksik ve engelli.
Biz insanlar, sınırlamaları kabul etmek zorunda değiliz.
Teknolojik yeniliklerle
engelleri aşabiliriz.
Bu yüzyılda biyonik alanındaki
temel ilerlemelerden hareketle
teknolojik gelişmiş bir insan deneyimi için
teknolojik vakıflar kuracağız
ve engelliliği sona erdireceğiz.
Bir hikaye ile bitirmek istiyorum,
güzel bir hikaye,
Adrianne Haslet-Davis'in hikayesi.
Adrianne sol bacağını
Boston terörist saldırısında kaybetti.
Bu resim Adrianne ile Spaulding Rehabilitasyon Hastanesi'nde
tanıştığımda çekildi.
Adrianne bir dansçı, salon dansçısı.
Adrianne dansla nefes alır ve yaşar.
Bu onun ifade şekli. Bu onun sanat formu.
Doğal olarak, Boston terörist saldırısında
uzvunu kaybettiğinde,
dans pistlerine dönmek istedi.
Onunla tanışıp onu evine bıraktıktan sonra
ben bir MIT profesörüyüm diye düşündüm.
Kaynaklarım var. Hadi ona tekrar dans etmesini sağlayacak
biyonik bir uzuv üretelim.
Protez, robotik, makine öğrenimi ve
biyomekanikte uzman olan MIT bilim adamlarını topladım.
Ve 200 günden fazla bir araştırma sürecinde
dans çalıştık.
Biyolojik uzuvları olan dansçıları getirdik
ve nasıl hareket ettiklerini,
dans pistinde hangi kuvvetleri uyguladıklarını çalıştık
ve bu verileri
ve dansın temel prensiplerini, dönüşlü dans kabiliyetini
ortaya koyduk
ve bu bilgileri
biyonik uzuvlara yerleştirdik.
Biyoniklerin tek amacı insanları daha güçlü
ve hızlı yapmak değildir.
İfadelerimiz, insanlığımız
elektromekaniklere yerleştirilebilir.
Boston terörist saldırısında
bomba patlamaları
3.5 saniye aralıkla gerçekleşti.
3.5 saniyede, suçlular ve korkaklar
Adrianne'yi dans pistinden aldılar.
200 gün içerisinde, biz onu geri kazandık.
Şiddet eylemleri bizi korkutamayacak
deviremeyecek, alçaltamayacak, yenemeyecek
veya durduramayacak.
(Alkış)
Bayanlar ve baylar,
karşınızda Adrianne Haslet-Davis,
saldırıdan sonraki ilk performansını gerçekleştirecek.
Christian Lightner ile dans ediyor.
(Alkış)
(Müzik: "Ring My Bell" Enrique Iglesias)
(Alkış)
Bayanlar ve baylar,
araştırma ekibinin üyeleri,
Elliott Rouse ve Nathan Villagaray-Carski.
Elliott ve Nathan.
(Alkış)