Az alkotás jövője – A bionikus ember

Hugh Herr következő generációs robotlábakon lépeget előre

Az MIT biomechatronikai kutatócsoportjának karizmatikus vezetője két következő generációs műlábbal közlekedik. Alig felismerhetők szürke nadrágja alatt, és csak az egyes lépéseket kísérő apró zümmögés árulja el őket, ami ahhoz a hanghoz hasonló, amit egy apró elektromos fúró kelt. Ez a hang az ő vezérmotívuma: halkan hallani, ahogy lépked felfelé az MIT Media Lab csupa üveg és acél épületének lépcsőin az irodája felé tartva, vagy amikor előadás közben keresztülsétál a pódiumon.

A futuristák körében Herr története kész legendának számít. Az 1980-as évek elején térd alatt elfagyott mindkét lába a New Hampshire-i White Mountains hegységben bekövetkezett hegymászóbaleset következtében. Egy orvos azt mondta neki, hogy soha többet nem mászhat hegyet. Herr ezt nem akarta elfogadni, és egy helyi műhelyben gumiból, fémből és fából összeeszkábált magának két egyedi művégtagot. Apróbb lábfejeket készített, amelyek stabilan támaszkodtak akkor is, amikor az eredeti lábaival megcsúszott volna, és tervezett egy szöges változatot is, kifejezetten jégfalak megmászására. Hamarosan épp olyan magabiztos hegymászó lett belőle, mint amilyen a baleset előtt volt.

Hugh Herr robotlábai. A kép tulajdonosa Matthew Septimus.

Hugh Herr robotlábai. A kép tulajdonosa Matthew Septimus.

Az a folyamat, amelynek során újratervezte a saját testének részeit, egyfajta megvilágosodást hozott Herr számára. „A testem hiányzó biológiai részeire lehetőségként tekintettem, egy üres vászonra, amelyen szabadon alkothatok” – mondta 2015-ben, az Autodesk University konferencián tartott előadása során.

Ez a szemlélet egy olyan egyedülálló tudományos és közéleti karrier előtt nyitott utat, amelyet nehéz lenne besorolni bármely ismert kategóriába. Az MIT-n és a Harvardon is diplomát szerzett, majd az MIT biomechatronikai csoportjának vezetője lett. Ez a csapat valóságos kutatási titánná nőtte ki magát az irányítása alatt. 2011-ben megalapította a művégtagok készítésével foglalkozó BionX Medical Technologies céget. Ők alkották meg a BiOM protézist, amelyet nap mint nap használ. A Time magazin ugyanebben az évben a bionikus kor vezérének nevezte őt.

A szellős biomechatronikai lépéstesztelő laborra néző napfényes szobában Herr nem tesz említést az elismerésekről. Ehelyett arról beszél, hogy kutatása egyfajta belülről jövő morális kötelesség, elszánt küzdelem mindazon fájdalom és csalódottság ellen, amelynek oka, hogy a gépek és emberek közötti kapcsolódási felületek még igen erősen fejlesztésre szorulnak. Olyan világ felé akarják kikövezni az utat, amelyben a művégtagok nem okoznak horzsolásokat és zúzódásokat használójuknak, és az összes végtagjukra lebénult emberek is újra járhatnak.

„Személyesen tapasztaltam meg, hogy milyen rosszul van megtervezve a világ, és hogy ez milyen mélységes emberi szenvedéshez vezet” – magyarázza.

Bizonyos értelemben munkájának középponti témája az, hogy a segítő technológiák intelligensen reagáljanak az emberi tevékenységekre. Bármilyen fejlett egy hagyományos művégtag, alaktanilag semmivel sem több, mint egy kalóz falába. Az emberi test és a művégtag közötti megfelelő kapcsolathoz a végtagnak érzékelnie kell viselője szándékait, és annak megfelelően reagálni.

A BiOM bokájában mikroprocesszorok, motorok és érzékelők találhatók, ezek állapítják meg a művégtag pozícióját, a boka ez alapján dönt a következő lépésről. A kép tulajdonosa Bruce Peterson, Boston Magazine.

A BiOM bokájában mikroprocesszorok, motorok és érzékelők találhatók, ezek állapítják meg a művégtag pozícióját, a boka ez alapján dönt a következő lépésről. A kép tulajdonosa Bruce Peterson, Boston Magazine.

Ez a logika áll a BiOM bokájának tervezése mögött. Szénszálas króm keret veszi körül, amelyben érzékelők és áramkörök sűrű hálózata dolgozik azon, hogy egy rugó és apró elektromos motor segítségével vezérelje a mesterséges vádliizmot. Amikor viselőjének lába földet ér, a rugó felfogja a helyzeti energiát, amikor pedig felemeli a lábat, a motor egy apró lökést ad. Az eszköz méri például a járás sebességét, és hogy a láb milyen szögben ér földet, majd ez alapján számítja ki, hogy a bokának mit kell tennie a következő lépésnél.

Az eredmény egy elegáns biológiai-mechanikai hibrid, amely a hús-vér vádlit utánozza. Ez példátlan a művégtagok területén: a BiOM minden lépésnél olyan egyenletes tempót biztosít, amelyre egy régi vágású, nem automatizált művégtag nem lenne képes.

A BiOM használói elragadtatva beszélnek a technológiáról. William Gadsby leszerelt tengerészgyalogos, aki Irakban, egy 2007-es rajtaütés során veszítette el a lábát. Azután váltott a BiOM használatára, hogy a hagyományos művégtagok viselésével nem tudott megbarátkozni. „Számomra Dr. Herr valódi példakép” – mesélte Gadsby a Smithsonian magazinnak. – “Nem ült otthon azon morfondírozva, hogy de jó lenne, ha valaki feltalálna egy ennél jobb kütyüt. Diplomákat szerzett, hogy segíteni tudjon saját magán, és másokon is.”

Herr szerint azonban a BiOM csak egy kiindulópont az ember és a gép összefonódása felé vezető úton. Mindegyik egység egy kifinomult biomechanikai készülék. „Térdtől lefelé mindenféle csavar és szerkentyű alkotja a testem” – mondja Herr, – “amelyek működése lényegében a körülményektől függ.” A BiOM érzékelőkkel figyeli viselője lépéseit, és annak megfelelően cselekszik, de nincs közvetlen kapcsolatban a viselő idegrendszerével.

“Ezt kell áthidalnunk, ha ügyesebb kezet szeretnénk alkotni, mint bármelyik művészé, vagy mozgékonyabb lábat, mint egy balerináé” – magyarázza Herr. Új típusú érzékelőket kell alkotni, amelyek összekapcsolják az emberi idegrendszert a digitális eszközökkel.

Az MIT-ben dolgozó csapat több különböző stratégiát tesztel ennek megvalósítására. Az egyik ígéretesnek tűnő eljárásban idegeket növesztenek szintetikus csöveken keresztül, amelyek elektródákon keresztül közvetlenül fogadnák az idegrendszerből érkező jelzéseket.

Függetlenül attól, hogy a konkrét megoldás végül mi lesz, Herr optimista az elképzelés hosszú távú megvalósíthatóságát illetően. „Ha meg tudjuk oldani azt, hogy az információkat bevigyük a periferiális idegekbe, illetve kinyerjük azokat onnan, akkor számos fogyatékosság megoldható lesz” – állítja.

Hugh Herr egyik MIT-s kutatási projektje a FitSocket. Különböző működtetőegységekkel állapítja meg, hogy hol merev és hol lazább a végtag, hogy kényelmesebbé tegye a művégtag viselését. A kép tulajdonosa Matthew Septimus.

Hugh Herr egyik MIT-s kutatási projektje a FitSocket. Különböző működtetőegységekkel állapítja meg, hogy hol merev és hol lazább a végtag, hogy kényelmesebbé tegye a művégtag viselését. A kép tulajdonosa Matthew Septimus.

Ez illeszkedik Herr filozófiájába és jövőképébe, amelyben az emberi testre, az idegrendszerre és a környezetre vonatkozó rendkívül részletes adatok egyénre szabott eszközök gyártását teszik lehetővé. „Az emberi test alapos, mélyreható megismerése pontosabb tervezést tesz majd lehetővé” – vázolja fel Herr. – “A jövőben minden emberről rendelkezésre fog állni egy digitális ábrázolás, és a kvantitatív tervezési keretrendszerek ezt a digitális testet veszik majd alapul az ember számára készülő legkülönfélébb tárgyak kialakításakor.”

Ez nagyon jelentős technikai kihívás, de etikai vonatkozásai is vannak, hiszen így a nem átlagos testű emberek megszabadulhatnak mindazoktól a kellemetlenségektől, amit az átlagos testre szabott eszközök használata jelent.

Herr hátradől, és elmélázva hintázik a szék hátsó lábain. Reméli, hogy egy nap kialakul „a hibátlan integráció az épített világ és a testünk között, ahol a dolgok valóban működnek, a dolgok nem okoznak fájdalmat, a dolgok nem okoznak mélységes frusztrációt.”

Forrás:autodeskforum.hu

Amennyiben szeretné bővíteni szakmai ismereteit, kihasználni az autodeskforum.hu nyújtotta előnyöket, szeretne hozzáférni a legfrissebb újdonságokhoz, vagy csupán hatékonyabban szeretne dolgozni, elég egyetlen lépés. Regisztráljon, és legyen tagja az Autodesk Fórum közösségnek!

További információ

Az Autodesk weboldalán.

Forrás: Autodesk blog. A cikk kivonat a The Future of Making (Az alkotás jövője) című könyvből, amelynek szerző/szerkesztője Tom Wujec és az Autodesk. A könyv azt mutatja be, hogy a feltörekvő technológiák és a tervezés legújabb módszerei hogyan alakítják át az emberek által alkotott dolgokat és magát az alkotási folyamatot.