Мы также создаём экзоскелеты.

Экзоскелет становится твёрже или мягче в нужных местах, чтобы во время бега защитить суставы бегуна от сильных ударов и разрушения. В будущем все будут носить экзоскелеты, выполняя вполне обыденные действия — бегая, например. Итак, теперь о динамическом узле связи. Как бионические ноги двигаются подобно ногам из плоти и костей? В моей лаборатории при MIT мы изучаем, каким образом стоят, ходят и бегают люди с нормальной физиологией. Что делают мышцы, и как они контролируются спинным мозгом? Эти фундаментальные знания влияют на то, что мы разрабатываем. Мы создаём бионические лодыжки, колени и бёдра. Мы создаём части тела с нуля. Бионические ноги, которые я ношу, называются «биомы». Их носят примерно 1 000 пациентов, из них 400 человек — раненые солдаты США.

Как они работают? При ударе пятки, благодаря компьютеру, система определяет уровень жёсткости, чтобы смягчить соприкосновение ноги с полом. В средней позиции бионическая нога прикладывает высокий вращающий момент и приподнимает человека для шага вперёд — это можно сравнить с тем, как работают икроножные мышцы. Этот бионический импульс очень важен для пациентов. Слева вы видите женщину с бионическим протезом, справа — она же с пассивным протезом, который не способен повторить нормальную мышечную деятельность, поэтому женщине не удаётся то, что должно быть доступно каждому: подниматься и спускаться дома по лестнице. Бионика также позволяет рассчитывать на выдающиеся спортивные достижения. Мужчина бежит вверх по каменистой тропе. Его зовут Стив Мартин, это не знаменитый актёр, а солдат, потерявший ноги во время взрыва бомбы в Афганистане.

Мы создаём экзоскелетные устройства,

которые работают на тех же самых принципах, что и здоровые ноги. У этого человека нет никаких повреждений в ногах, У него нормальное физическое здоровье, и эти устройства прикладывают такой же вращающий момент, что и мышцы, чтобы его мышцам не надо было прикладывать этих усилий. Это первый в истории экзоскелет, увеличивающий эффективность ходьбы. Благодаря ему снижаются энергетические затраты. Увеличение эффективности столь велико, что когда обычный здоровый человек носит устройство в течение 40 минут, а затем снимает его, то собственные здоровые ноги кажутся ему тяжёлыми и неуклюжими. Мы на пороге эпохи, когда укреплённые на теле механизмы будут делать нас более сильными, быстрыми, а также более умелыми.

Каким образом мои бионические ноги, управляемые электрическим узлом связи, взаимодействуют с моей нервной системой? К остаткам моей ноги прикреплены электроды, которые измеряют электрические мышечные импульсы. Импульсы передаются на бионическую ногу, так что, когда я думаю о том, чтобы пошевелить моей фантомной ногой, робот отслеживает желаемые движения. Эта схема показывает главные моменты управления бионической ногой, так что мы смоделировали отнятую ногу и обнаружили, какие рефлексы задействованы, как рефлексы спинного мозга управляют мышцами, и добавили эту возможность в микросхемы в бионической ноге. Нами была отрегулирована чувствительность рефлекса — смоделированного спинного рефлекса — при помощи сигнала от нервной системы, так что, когда я расслабляю остаток ноги, образуется слабый вращающий момент, но чем сильнее я напрягаю мышцы, тем сильнее вращающий момент, и я даже могу бегать. Это была первая демонстрация бега трусцой по нейронной команде. Ощущения великолепные. (Аплодисменты)

Мы хотим продвинуться ещё дальше.

Мы желаем стереть границу между живой и бионической ногой. Мы проводим эксперименты по выращиванию нервов, рассечённых нервов, в каналах, или в лучевых микроканалах. На другой стороне канала нерв присоединяется к клеткам, клеткам кожи и мышц. В двигательных каналах возникает сигнал движения, которое хочет сделать человек. Сигнал посылается по беспроводной связи в бионическую ногу, затем рецепторы на бионической ноге могут преобразовать сигнал в раздражение в соседних каналах, нервных каналах. Когда разработка будет полностью завершена и будет готова для использования, у людей, подобных мне, будут искусственные ноги, которые не только двигаются как настоящие, но и ощущаются живыми.

На этой записи мы видим Лизу Маллетт, недавно вставшую на бионические ноги. В самом деле, благодаря бионике жизнь людей кардинально меняется. (Видеозапись) Лиза Маллетт: «О боже! О боже, поверить не могу. Словно у меня живая нога. Так, не беги». Мужчина: «Теперь повернись и точно так же иди в гору. Иди вверх, с пятки на носок, как обычно ходят по ровному участку. Постарайся идти в гору». Лиза: «О боже». Мужчина: «Тебя подталкивает вверх?» Лиза: «Да! Я даже описать этого не могу». Мужчина: «Тебя подталкивает точно вверх».