創新仿生學,讓我們重新奔跑、攀爬、起舞
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0:01 - 0:04探察自然本質
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0:04 - 0:07透過科學之放大鏡,
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0:07 - 0:09設計者對自然的本質、過程及材料
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0:09 - 0:11進行提取,
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0:11 - 0:15這三者形成設計方法論之基石。
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0:15 - 0:18從使用合成技術
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0:18 - 0:20來模仿生物材料,
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0:20 - 0:24到利用計算機方式來模仿神經傳導,
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0:24 - 0:27自然都是在駕馭設計。
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0:27 - 0:30而設計本身亦在驅使自然。
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0:30 - 0:32在基因學、再生醫學、
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0:32 - 0:34及合成生物學領域中,
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0:34 - 0:36設計者不斷發展
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0:36 - 0:41自然從未預測到或預料到的創新技術。
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0:41 - 0:45仿生學研究的,
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0:45 - 0:48是生物學與設計之間的互動。
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0:48 - 0:51大家可見,我的雙腿為仿生所造。
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0:51 - 0:54今日我要講的是,
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0:54 - 0:57仿生學與人類相融合的故事,
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0:57 - 0:59電機機械系與人體相結合的方式、
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0:59 - 1:02植入人體內的方式,
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1:02 - 1:04正正開始
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1:04 - 1:07縮小殘疾人與健全人之間的距離、
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1:07 - 1:10縮小人類局限性
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1:10 - 1:12與人類潛能之間的距離。
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1:12 - 1:16仿生學給我的身體帶來新的定義。
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1:16 - 1:19一九八二年,我雙腿截肢,
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1:19 - 1:21因為在一次登山事故中
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1:21 - 1:24我的雙腿組織被凍傷。
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1:24 - 1:26那時候,我並無將自己的身體
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1:26 - 1:28視為殘疾。
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1:28 - 1:31我的邏輯是,一個人
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1:31 - 1:33永遠不會殘疾。
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1:33 - 1:36科技才是殘疾的。
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1:36 - 1:39科技是有缺陷的。
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1:39 - 1:42這個簡單但強大的念頭
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1:42 - 1:44是對行動的召喚,
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1:44 - 1:46召喚改善科技,
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1:46 - 1:49消除我自身的缺陷,
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1:49 - 1:52最終亦都解決他人之缺陷。
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1:52 - 1:55我開始設計特殊肢臂,
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1:55 - 1:57這樣的設計允許我
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1:57 - 1:59重返岩石冰川的攀登世界。
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1:59 - 2:02我很快意識到,我身體中的人造部分
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2:02 - 2:04具有可塑性,
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2:04 - 2:08可以以各種形狀功能出現,
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2:08 - 2:11如同一塊白板,
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2:11 - 2:15可被延伸塑造成
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2:15 - 2:17超越生物性能的結構。
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2:17 - 2:19我可以調節我的身高。
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2:19 - 2:21我可以變成五寸釘,亦可以變成六尺高。
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2:21 - 2:24(笑聲)
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2:24 - 2:27所以當我為自己難過時、
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2:27 - 2:31缺乏安全感時,我就會增加身高;
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2:31 - 2:33到我覺得自信嫻雅的時候,
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2:33 - 2:35我就會調低一節高度,
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2:35 - 2:37就當系一個競賽。
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2:37 - 2:41(笑聲)(掌聲)
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2:41 - 2:43狹窄楔形的雙腳
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2:43 - 2:45令我攀登陡峭岩石裂紋時游刃有餘,
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2:45 - 2:47但是一般的人腳則不能做到,
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2:47 - 2:49帶尖刺的脚
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2:49 - 2:52允許我攀登垂直冰牆時,
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2:52 - 2:55不會出現雙腿肌肉疲勞。
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2:55 - 2:58通過技術創新,
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2:58 - 3:00我以更強勁的姿態重返運動。
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3:00 - 3:03技術抹去我身體的缺陷,
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3:03 - 3:05賦予我嶄新的攀登潛能。
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3:05 - 3:07作為年少之人,我想像在未來的世界裡,
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3:07 - 3:09科技會相當先進,
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3:09 - 3:11足以擺脫殘疾的世界,
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3:11 - 3:13在那個世界,神經植入
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3:13 - 3:15可以幫助視障人士重見光明,
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3:15 - 3:17身體癱瘓的人
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3:17 - 3:20可以借助身體外骨骼重新步行。
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3:20 - 3:23可惜,因為科技是有缺陷的,
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3:23 - 3:25殘疾還是遍布全球。
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3:25 - 3:28這位先生缺少三條肢臂。
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3:28 - 3:30這是給現代科技的證明,
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3:30 - 3:32這位先生已經擺脫了輪椅,
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3:32 - 3:35但我們需要進一步完善仿生學,
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3:35 - 3:38允許將來有一天
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3:38 - 3:41受到如此創傷的人亦可以完全恢復。
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3:41 - 3:44我們在 MIT 媒體實驗室建立了
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3:44 - 3:45高端仿生學中心。
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3:45 - 3:47該中心的使命,
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3:47 - 3:50是發展基礎科學
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3:50 - 3:53以及科技能力,
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3:53 - 3:55使得人類可以利用
生物機械仿生學和再生學 -
3:55 - 3:57在大範圍內修復
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3:57 - 4:01大腦和身體的殘疾問題。
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4:01 - 4:04今日我要跟大家講解
我雙腿的功能、 -
4:04 - 4:05我雙腿的運作方式,
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4:05 - 4:09以此作為該中心的說明案例。
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4:09 - 4:11現在我確定我昨晚剃了腳毛,
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4:11 - 4:14因為我知道今日我要
把雙腿展示給大家。 -
4:14 - 4:17仿生學需要高端層面工程。
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4:17 - 4:20我的仿生肢上有三個高端層面;
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4:20 - 4:23機械層面上,
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4:23 - 4:25我的雙腿是如何與我的肉體結合;
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4:25 - 4:28動態層面,兩者如何像
同肉與骨那樣靈活運動; -
4:28 - 4:29電子層面上,兩者又是如何
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4:29 - 4:31與我的神經系統溝通。
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4:31 - 4:34我會先從機械層面開始講。
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4:34 - 4:37在設計領域,我們尚不清楚
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4:37 - 4:41如何將設備機械安裝在人體上。
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4:41 - 4:44對於我來說,不可置信的是,今時今日,
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4:44 - 4:46人類歷史中最為長久成熟的技術
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4:46 - 4:49——鞋子——
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4:49 - 4:51依然會令我們雙腳生水泡。
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4:51 - 4:52為什麼會這樣?
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4:52 - 4:56我們不知道怎樣
在我們的身體上安裝東西。 -
4:56 - 4:59這裡是一件漂亮得意的設計作品,
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4:59 - 5:02是 MIT 媒體實驗室的
內日·奧斯曼的作品。 -
5:02 - 5:05展示的是人体外骨骼抗阻空间,
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5:05 - 5:07是利用立體打印模型
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5:07 - 5:09通過色差顯示出來的。
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5:09 - 5:11想像一下,在未來
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5:11 - 5:14衣服的柔軟硬挺由你而定,
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5:14 - 5:18任何時候都可以
提供最佳的支持和靈活性, -
5:18 - 5:20絲毫不會引起不適。
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5:20 - 5:23我的仿生肢安裝在我的體內,
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5:23 - 5:25用的是人造皮膚,
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5:25 - 5:28這種人造皮膚有不同柔軟度,
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5:28 - 5:32來適用我體內的組織生物機械。
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5:32 - 5:33要取得這樣的適用能力,
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5:33 - 5:35我們首先為我的生物肢臂
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5:35 - 5:37建立了一個數學模型。
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5:37 - 5:40到了最後,我們使用成像工具,譬如 MRI,
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5:40 - 5:42觀察我的體內,
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5:42 - 5:44找出不同組織的
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5:44 - 5:46幾何形狀和位置。
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5:46 - 5:47我們亦使用了機器人工具。
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5:47 - 5:50這是14—執行器循環裝置,
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5:50 - 5:53用來測量我的生物肢體。
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5:53 - 5:55這些執行器進去找出肢體的表面,
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5:55 - 5:58測量缺失部分的形狀,
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5:58 - 5:59然後按壓組織,
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5:59 - 6:01從解剖學的角度,
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6:01 - 6:03測量組織的順從性。
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6:03 - 6:06我們結合這些成像和機器人數據,
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6:06 - 6:08給我的生物肢體
建立一個數學描述, -
6:08 - 6:09也就是左邊的這些。
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6:09 - 6:11大家可以看見一些點或節點。
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6:11 - 6:14每一個節點都有
不同顏色標識組織的順從性。 -
6:14 - 6:16然後我們做一個數學轉換,
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6:16 - 6:18轉換為人造皮膚的設計,
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6:18 - 6:20如右圖
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6:20 - 6:22我們討論發現,最佳狀態是,
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6:22 - 6:25人體剛硬的時候,人造皮膚應該要柔軟,
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6:25 - 6:29人體柔軟的時候,人體皮膚應該要剛硬。
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6:29 - 6:30這種適應能力
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6:30 - 6:32應該體現在所有組織的服從性。
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6:32 - 6:34有了這個框架,
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6:34 - 6:35我們製造出仿生肢體,
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6:35 - 6:39這是我有生以來
穿過的最舒服的義肢。 -
6:39 - 6:41很明顯,在將來,
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6:41 - 6:44我們的衣服、鞋子、背帶、
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6:44 - 6:46還有我們的義肢要設計製造時,
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6:46 - 6:49用的不再是手工藝方式,
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6:49 - 6:52而是資料提取的數據框架。
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6:52 - 6:54在未來,我們的鞋子
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6:54 - 6:57不會再要我們長水泡。
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6:57 - 7:00現在我們也在人造皮膚裡
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7:00 - 7:01植入感應和智能材料。
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7:01 - 7:03這種材料
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7:03 - 7:06是由 SRI 國際(加州)研發。
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7:06 - 7:09這種材料利用靜電作用,改變柔軟度。
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7:09 - 7:13所以材料無需電壓也具有服從性。
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7:13 - 7:14這種材料像紙張那樣輕軟。
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7:14 - 7:16按鈕按下去,啟動一伏特,
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7:16 - 7:20這種材料就會變得像板那樣硬。
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7:22 - 7:24我們把這種材料植入到人造皮膚,
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7:24 - 7:27用來連接我的仿生肢和肉體。
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7:27 - 7:29在我走路的時候,
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7:29 - 7:30沒有電壓。
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7:30 - 7:32我的觸面是柔軟服從的。
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7:32 - 7:34按鈕按下去,用到一伏特,
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7:34 - 7:35就會變硬,
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7:35 - 7:37令我更自如地
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7:37 - 7:39操作我的仿生肢。
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7:39 - 7:40我們亦都研發外骨骼。
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7:42 - 7:44外骨骼可以變硬變軟,
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7:44 - 7:46隨著運動的節奏
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7:46 - 7:48在正確的地方保護生物關節,
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7:48 - 7:51使其不受高衝擊和退化的影響。
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7:51 - 7:53在未來,我們在平常的活動中,
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7:53 - 7:57譬如跑步時,都會使用外骨骼。
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7:57 - 7:58下一個,動態層面。
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7:58 - 8:01我的仿生肢是如何
像肉與骨那樣靈活活動? -
8:01 - 8:04我們在我的 MIT 實驗室研究
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8:04 - 8:07人類是如何使用一般的
生理機能站立、走動和奔跑。 -
8:07 - 8:09肌肉如何作用,
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8:09 - 8:11肌肉又是如何受脊髓控制。
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8:11 - 8:14這類基礎科學促進我們的發展。
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8:14 - 8:16我們在發展仿生腳踝、膝蓋、臀。
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8:16 - 8:19我們在從頭開始
建立身體的各個部分。 -
8:19 - 8:23我現在所穿的義肢,叫 BiOMs。
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8:23 - 8:27這種義肢已經使用在
將近一千個病人身上。 -
8:27 - 8:30其中四百人是美國傷兵。
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8:30 - 8:33這是怎樣使用?當腳跟著地時,
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8:33 - 8:35系統會通過電腦的控制控制柔軟度,
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8:35 - 8:38以降低肢體著地的衝擊。
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8:38 - 8:40然後在走姿之間時,仿生肢會發出
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8:40 - 8:43高扭矩和高能量來把人提高,
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8:43 - 8:45完成步伐,
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8:45 - 8:49這與肌肉在小腿位置的移動相似。
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8:49 - 8:51這個仿生推進力
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8:51 - 8:53對臨床病人來說相當重要。
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8:53 - 8:54在左邊,大家看見仿生設備,
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8:54 - 8:56穿的人是一位女士——
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8:56 - 8:59在右邊,同一位女士在使用不同的設備,
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8:59 - 9:01這個設備不能模仿正常的肌肉功能——
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9:01 - 9:04她穿上之後,
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9:04 - 9:05可以做常人能夠做到的事,
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9:05 - 9:07在家裡面走上走落。
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9:07 - 9:11仿生肢同樣可以進行
出眾的體育運動競賽。 -
9:11 - 9:16這是一位先生在石路上往上跑。
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9:16 - 9:18這是斯提夫•馬丁,他不是喜劇演員,
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9:18 - 9:22而是一位在阿富汗的
炸彈爆炸中失去雙腿的先生。 -
9:22 - 9:25我們也在利用同樣的原理,
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9:25 - 9:27發展可以包圍生物肢體的
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9:27 - 9:30外骨骼結構,
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9:30 - 9:33這位先生
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9:33 - 9:36並沒有腿傷或殘疾。
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9:36 - 9:37他的身體很正常,
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9:37 - 9:40因此,這些外骨骼
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9:40 - 9:42正在利用與肌肉相仿的扭矩和力量,
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9:42 - 9:44這樣他自己的肌肉
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9:44 - 9:47就不需要用到那些扭矩和力量。
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9:47 - 9:50這是外骨骼首次在歷史上
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9:50 - 9:52協助人類步行。
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9:52 - 9:55這樣能夠大量地降低代謝值。
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9:55 - 9:58外骨骼的使用效果相當顯著,
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9:58 - 10:00一個正常健康的人
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10:00 - 10:01穿著這個設備四十分鐘,
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10:01 - 10:03然後脫下,
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10:03 - 10:05他們自己的生物腿
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10:05 - 10:08就會覺得無比沉重和彆扭。
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10:08 - 10:10現在我們正在開啟的時代,
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10:10 - 10:11是一個把機器安裝在我們身上、
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10:11 - 10:13使我們更強、更快、
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10:13 - 10:15更有效的時代。
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10:15 - 10:17繼續說電子層面,
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10:17 - 10:19我的仿生肢
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10:19 - 10:20如何與我的神經系統溝通?
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10:20 - 10:23我的殘肢上佈滿了電極,
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10:23 - 10:25這些電極是用來測量肌肉電脈衝。
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10:25 - 10:27這是用來與仿生肢溝通的,
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10:27 - 10:30當我想到移動我的義肢時,
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10:30 - 10:34機器人會追踪這些動作慾望。
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10:34 - 10:35圖表基本顯示
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10:35 - 10:38仿生肢是如何受到控制,
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10:38 - 10:41我們因此做缺失的
生物肢的模型, -
10:41 - 10:44而我們也發現在發生反射時,
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10:44 - 10:45骨髓的反射
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10:45 - 10:47又是如何控制肌肉,
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10:47 - 10:50這個功能
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10:50 - 10:53植入在仿生肢的芯片中。
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10:53 - 10:55然後我們要做的,
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10:55 - 10:57是調節反射的敏感度、
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10:57 - 10:59模擬的骨髓反應
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10:59 - 11:00以及神經信號,
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11:00 - 11:04這樣當我在殘肢中
作出肌肉反射時, -
11:04 - 11:06我不會怎樣感到扭矩和力量,
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11:06 - 11:08但是我越刺激我的肌肉,
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11:08 - 11:09我受到的扭矩就越多,
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11:09 - 11:12我甚至可以跑步。
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11:12 - 11:13這是首次展示
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11:13 - 11:17神經系統指控下的跑步步伐。
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11:17 - 11:18感覺相當不錯
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11:18 - 11:22(掌聲)
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11:24 - 11:26我們想要更進一步,
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11:26 - 11:28我們想要消除
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11:28 - 11:32人類和仿生外肢之間的距離。
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11:32 - 11:34我們正在做一些實驗,
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11:34 - 11:36通過使用信道射線
或微型信道射線, -
11:36 - 11:38培養神經,橫切神經。
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11:38 - 11:40在信道的另一邊
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11:40 - 11:42神經與細胞連接,
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11:42 - 11:45與皮膚細胞和肌肉細胞連接。
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11:45 - 11:47在肌肉信道上我們可以感覺到
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11:47 - 11:49人想要如何移動。
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11:49 - 11:52而這可以無線傳輸到仿生肢上,
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11:52 - 11:54然後仿生肢的傳感器
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11:54 - 11:57可以被轉化,
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11:57 - 12:00刺激相鄰的信道、感應信道。
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12:00 - 12:02當這個技術發展完善、
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12:02 - 12:04可供人類使用的時候,
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12:04 - 12:06像我這樣的人
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12:06 - 12:10就不僅可以擁有靈活的人造肢體,
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12:10 - 12:14而且可以真正
感覺到肉骨間的活動。 -
12:14 - 12:16這個影片中,麗薩•馬利
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12:16 - 12:19剛剛安裝了兩個仿生肢。
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12:19 - 12:21的確,仿生肢給人們的生活
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12:21 - 12:23帶來了深遠的影響。
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12:23 - 12:27(影片)麗薩•馬利:我的老天爺
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12:27 - 12:32我的老天爺,真不可置信。
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12:32 - 12:36這真像是得了一雙真的腿。
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12:36 - 12:38現在先不要跑。
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12:38 - 12:40男人:現在轉身,
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12:40 - 12:41然後正常地走幾步。
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12:41 - 12:43走,站起來,
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12:43 - 12:45好像正常情況那樣走路。
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12:45 - 12:48試試走上那個小坡。
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12:49 - 12:52馬利:我的老天爺。
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12:52 - 12:53男人:這是不是在推著你走?
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12:53 - 12:58馬利:是啊!我甚至都沒有…我無法形容。
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12:58 - 13:01男人:這在推著你走。
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13:01 - 13:03修•赫:下週我要去中心的——
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13:03 - 13:07(掌聲)謝謝,謝謝。
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13:07 - 13:10謝謝。下週我會去
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13:10 - 13:13醫療服務中心,
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13:13 - 13:15我要說服他們,
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13:15 - 13:18讓他們授權合適的
代碼語言和價格, -
13:18 - 13:20讓這種技術
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13:20 - 13:22對有需要的病人開放。
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13:22 - 13:27謝謝。(掌聲)
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13:28 - 13:30可能有些人還不知道,
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13:30 - 13:32但是世界上有一半人口
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13:32 - 13:34都在忍受著某種程度的
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13:34 - 13:36認知、情感、感知或肌肉運動疾病
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13:36 - 13:38同時正因為技術的落後,
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13:38 - 13:41在多數情況下,這些疾病使人殘疾,
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13:41 - 13:43使人生更加受罪。
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13:43 - 13:45基本的生理機能
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13:45 - 13:48應該是我們人權的一部分。
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13:48 - 13:50每個人,都應該有權利
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13:50 - 13:52由自己選擇
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13:52 - 13:54沒有殘疾地生活——
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13:54 - 13:57選擇不在極度沮喪中
度過餘生的權利; -
13:57 - 13:58在遭受視障的時候,
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13:58 - 14:00有看見愛人的權利;
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14:00 - 14:02在肢體癱瘓
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14:02 - 14:04或截肢的時候,
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14:04 - 14:05有步行跳舞的權利。
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14:05 - 14:09我們是一個社會,
我們可以獲得這些人權, -
14:09 - 14:11只要我們能夠相信
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14:11 - 14:15人類不是殘疾的。
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14:15 - 14:18人,永遠不會殘疾。
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14:18 - 14:21我們已有的環境、科技
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14:21 - 14:23才是殘疾的。
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14:23 - 14:26我們人類無需接受自身的局限性,
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14:26 - 14:28我們可以通過科技創新,
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14:28 - 14:30超越殘疾。
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14:30 - 14:32的確,通過在本世紀
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14:32 - 14:34在仿生技術上的基本進步,
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14:34 - 14:36我們會設立技術的基礎,
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14:36 - 14:39改善人類的生活,
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14:39 - 14:41我們會結束殘疾。
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14:41 - 14:43我希望用一則故事結束我的演講,
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14:43 - 14:45一則美麗的故事,
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14:45 - 14:48雅芝•哈斯戴維的故事。
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14:48 - 14:50雅芝在波士頓恐怖襲擊中,
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14:50 - 14:53失去了她的雙腿。
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14:53 - 14:54我跟雅芝的見面,
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14:54 - 14:57是在斯伯丁療養醫院
拍這張照片的時候。 -
14:57 - 14:59雅芝是一位舞者,標準舞舞者。
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14:59 - 15:02雅芝呼吸生活的都是舞蹈。
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15:02 - 15:04舞蹈是她的表達方式,她的藝術形式。
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15:04 - 15:07她在波士頓恐怖襲擊中
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15:07 - 15:08失去左腿之後,
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15:08 - 15:11很自然,她想重返舞台。
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15:11 - 15:14跟她見完面後,我開車回家,
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15:14 - 15:17在路上我想,我是一名 MIT 教授。
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15:17 - 15:19我擁有的是資源。
我想給他做一個仿生肢, -
15:19 - 15:23讓她可以回到她的舞蹈人生。
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15:23 - 15:25我引入了數名 MIT 科學家,
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15:25 - 15:28他們的知識領域
覆蓋修復學、機器人學、 -
15:28 - 15:29機器學習、生物力學,
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15:29 - 15:32在兩百天的研究過程中,
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15:32 - 15:33我們研究舞蹈。
-
15:33 - 15:37我們引入擁有無殘疾的舞蹈員,
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15:37 - 15:40研究他們的舞蹈動作、
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15:40 - 15:43以及他們在舞台上使用的力量,
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15:43 - 15:45然後我們拿著這些資料,
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15:45 - 15:49發展出舞蹈的基礎原理,
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15:49 - 15:50反射性的舞蹈能力,
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15:50 - 15:52我們將這種智能
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15:52 - 15:54植入仿生肢裡。
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15:54 - 15:56仿生學不止是用來
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15:56 - 15:57使人類變得更強更快。
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15:57 - 16:00我們的想法、我們的人道精神
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16:00 - 16:03也可以植入到電機機械當中。
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16:03 - 16:06只不過是區區 3.5 秒,
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16:06 - 16:08波士頓恐怖襲擊中
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16:08 - 16:10兩次炸彈爆炸不過時隔 3.5 秒。
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16:10 - 16:12在這 3.5 秒裡,罪犯和懦夫們
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16:12 - 16:15就把雅芝趕下了舞台。
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16:15 - 16:18但在兩百天內,我們又把她召回來了。
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16:18 - 16:21我們不會因為任何形式的暴力
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16:21 - 16:23而害怕、畏縮、
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16:23 - 16:25減弱、投降,或者止步。
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16:25 - 16:29(掌聲)
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16:33 - 16:35女士們先生們,請允許我向大家介紹
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16:35 - 16:37雅芝•哈斯戴維,
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16:37 - 16:40這是她在事故之後的首次表演。
-
16:40 - 16:43她的舞伴是基思德安•拉德樂。
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16:43 - 16:49(掌聲)
-
16:54 - 17:01(音樂:《我的鐘聲響起》,
歌手:恩里克•伊格萊西亞斯) -
17:39 - 17:46(掌聲)
-
18:10 - 18:11女士們先生們
-
18:11 - 18:13有請研究組成員
-
18:13 - 18:17愛里特•羅斯和納特•維卡,
-
18:18 - 18:20愛里特和納特。
-
18:20 - 18:27(掌聲)
- Title:
- 創新仿生學,讓我們重新奔跑、攀爬、起舞
- Speaker:
- 修·赫
- Description:
-
受到大自然自身設計的啟發,修·赫正在建立新一代仿生肢與機器義肢。赫在三十年前的一次攀岩中,失去了雙腿;現在,他是 MIT 媒體實驗室生物機械組的領導者。他在這個涉及技術和個人生命歷程的演講中——借助標準舞者雅芝·哈斯戴維的幫助——展示了這一令人難以置信的科技。雅芝·哈斯戴維在 2013 年波士頓馬拉松炸彈襲擊中失去左腿,並在 TED 的舞台上,首次在事故後表演。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 19:00
Geoff Chen approved Chinese, Traditional subtitles for The new bionics that let us run, climb and dance | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for The new bionics that let us run, climb and dance | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for The new bionics that let us run, climb and dance | ||
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杏儀 歐陽 commented on Chinese, Traditional subtitles for The new bionics that let us run, climb and dance | ||
杏儀 歐陽 commented on Chinese, Traditional subtitles for The new bionics that let us run, climb and dance |
杏儀 歐陽
Hello,
I am sorry, but please be noted that this should be translated in Chinese, Traditional while yours is simplified Chinese. There are also quite some places that you misunderstood/ misinterpreted. I am sorry but I have to strongly recommand you to look at the text again.
Jina Chen
You are right. I apologize. There is no way of reopening the subtitle edit after "submit". I was going to ask you to send it back but I see you have already went ahead and reworked the translation. Thank you very much.
杏儀 歐陽
I see. I took the liberty to edit it instead of sending it back since it was at my hand already. Anyway, thanks for your efforts.
杏儀 歐陽
I see. I took the liberty to edit it instead of sending it back since it was at my hand already. Anyway, thanks for your efforts.