Как ходить в горы без ног

Хочется рассказать еще об одном человеке, имя которого Хью Герр (Hugh Herr ).

Американский скалолаз Хью Герр (1964 г/р) может быть примером для людей, сомневающихся в своих способностях изменить хоть малую толику в своей жизни. Помимо того, что он не упал духом после потери обеих конечностей из-за обморожения ног во время зимнего восхождения, на данный момент Хью работает в лаборатории по изготовлению бионических протезов в Массачусетском технологическом институте и продолжает активно заниматься экстремальным спортом.

В январе 1982 года Хью Герр, которому тогда было 17 лет, с другом поднялся по технически сложному ледовому маршруту на вершину Вашингтон в Нью-Гемпшире, но на спуске альпинисты попали в сильную непогоду и не нашли дорогу обратно. Ночевать им пришлось в снежной пещере, которую они смогли вырыть в снегу, при температуре -29С.

Самая высокая гора в северо-восточном регионе США, высота 1917 метров. Гора известна опасно переменчивой погодой и долгое время удерживала рекорд по максимальной скорости ветра, измеренного на земной поверхности - 103,3 м/с (372 км/ч) по результатам измерения 12 апреля 1934 года.

«Мы шли быстро, насколько могли, но погодные условия ужесточались - ураганный ветер сбивал с ног, сильный снегопад затруднял видимость, и мы не смогли найти путь обратно. Тогда мы вырыли в снегу пещеру, чтобы можно было пережить хоть как-то ночь. Мы лежали, прижавшись друг к другу, пытаясь согреться.

Но наши ноги быстро онемели. Трудно рассуждать трезво, когда наступает гипотермия. Мы с товарищем окопались в нескольких милях от автострады, когда не могли сделать ни шагу дальше. Надежда на спасение постепенно покидала нас. Мы лежали бок о бок и думали, что очень скоро умрем, т.к. силы нас покидали.

Случайный человек увидел наши следы, которые привели его к снежной пещере, в которой мы находились. Он вызвал вертолет спасательной службы, который нас забрал. Потом мы провели в больнице несколько месяцев, но мои ноги спасти так и не удалось» , — рассказывает Хью.

Но отсутствие обеих ног не помешало Хью в дальнейшем продолжить лазить по скалам, бегать, плавать и ходить по горам. Через несколько месяцев после операции, Хью Герр сделал невозможное — он разработал протезы, с помощью которых можно было не только передвигаться по ровному, но и лазить по скалам, совершать восхождения по ледовым маршрутам. В зависимости от назначения, нужно было лишь менять ступневые насадки протезов.

«Теперь я могу заниматься скалолазанием совсем на другом уровне с помощью искусственных ног. Я воспринимаю их, как удачную возможность, палитру, с помощью которой я могу творить» , — сказал Хью.

Хью Герр считает, что с каждым годом технологии совершенствуются и позволяют создавать все более сложные системы протезирования для людей, потерявших свои конечности в результате несчастных случаев. Душевная боль от потери ног гораздо сильнее, чем физическая.

«То, что мы видим в этом веке - это все более и более сложные системы взаимодействия человека с машиной. Эти технологии становятся все лучше и лучше. Мы будем устранять инвалидность. В какой-то момент протез станет устройством по транспортировке как, например, автомобиль. Инвалиды смогут ходить с меньшей затратой энергии, чем человек с биологической ногой» , — добавил в заключении Хью Герр.

На сегодняшний день, Хью Герр является не только известным инженером по разработке уникальных протезов для людей с ограниченными возможностями, но и успешным скалолазом, а также, автором нескольких первопрохождений:

• 1983 — маршрут «Vandals» (5.13) в районе Gunks. Восхождение в связке с Lynn Hill и Russ Clune.
• 1984 — маршрут «Stage Fright» (5.12c X) в Cathedral Ledge. Первопрохождение.
• 1986 — маршрут «Ride of the Valkyries» (5.12a), скалы в Careno. Первопрохождение.
• 1986 — маршрут «City Park» (5.13c) в районе Index Town Walls. Второе прохождение.

Американский скалолаз, у которого нет обеих ног. Сегодня он разрабатывает протезы и посвятил свою жизнь поиску "совершенных протезов".

Вряд ли 17-летний Хью в далеком 1982-м знал, чем закончится тот зимний поход в горы. Разыгралась сильная буря, и они с другом заблудились, сбились с маршрута и провели три ночи при температуре −29 °C. В итоге сильнейшие обморожения отняли у Хью обе ноги. Но смогло ли отсутствие ног остановить его от того, чтобы заниматься альпинизмом?

Родился Хью Герр (Hugh Herr) в 1964 году в Ланкастере, штат Пенсильвания (Lancaster, Pennsylvania). Он рос одним из пяти детей в семье, был младшим, и с ранних лет мальчика начали манить горы. Он начал восхождения в возрасте 8 лет, и в стль нежном возрасте сумел подняться на гору Mount Temple в Канадских Скалистых горах (Canadian Rockies) высотой 3,544 м. К 17 годам Герра уже знали как одного из самых талантливых молодых альпинистов США.

В январе 1982-го Герр был членом экспедиции на гору Вашингтон (Mount Washington) в штате Нью-Хэмпшир (New Hampshire). Погода внезапно испортилась, и вместе со своим приятелем Джеффом Батцером (Jeff Batzer) Хью сбился с маршрута. Парни провели в пещере при температуре −29 °C три ночи, получив страшные обморожения. Но они выжили, и это было чудом. Спасательная операция была невероятно сложной – один из спасателей-волонтеров погиб при сходе лавины. Позднее обмороженных альпинистов доставили в больницу, где Джеффу ампутировали пальцы правой ноги, часть левой ноги и пальцы правой руки. Хью Герр лишился обеих ног.

Несколько месяцев после ампутации ушло на восстановление и осознание своей новой реальности, а потом Герр очень удивил всех – и родных, и врачей. Он снова начал собираться в горы. Это казалось немыслимым – едва оправившись от страшной травмы, он снова добровольно шел на тот же самый риск. Но остановить Хью было совершенно невозможно – он твердо решил, что скалолазом он все равно останется, независимо от количества рук и ног.

Со временем протезы становились все более и более сложными и "умными", и протезы Хью специально разрабатывались для него и под его нужды. Кстати, он и сам принимал самое деятельное участие в разработках, а позднее связал с этой областью науки и всю свою жизнь.

Его сегодняшние бионические ноги разработаны в знаменитом Массачусетском Технологическом Институте (MIT), и сам Хью является профессором в этом заведении. Он является руководителем группы "Biomechatronics research group" в знаменитой лаборатории MIT Media Lab, а, кроме того, занят в программах Media Arts and Sciences и в Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology.

У Хью Герра множество наград – "Spirit of Da Vinci Award", "TIME magazine Top Ten Inventions", "13th Heinz Award in Technology, the Economy and Employment" и другие.

Он имеет не менее 10 различных патентов и написал около 60 работ. Цель Хью Герра – разработать такие протезы и устройства, которые навсегда победят такой недуг человека, как любого рода инвалидность. Герр уверен, что будущее протезов невероятно обширно, ведь, как говорит сам профессор, "бионические протезы бессмертны".

Известно, что Хью женат на писательнице Патрисии Эллис Герр (Patricia Ellis Herr) и у них есть две дочери. О ранних восхождениях и приключениях мужа Патрисия написала в своей книге "Up: A Mother and Daughter"s Peakbagging Adventure".

Наверное, мало кто будет отрицать, что технологии тесно “влились” в нашу жизнь. Большую часть своего времени, мы остаемся на связи. Мы отправляем электронную почту, “постим” в соц. сети, банально звоним и отправляем смс. И если сейчас, вопрос связи между людьми, уже не стоит так остро, как скажем лет десять назад, то все еще существует огромная “куча” проблем, с которыми нам предстоит столкнуться. Сегодня я расскажу вам про одного из немногих, кто стоит на “передовой” таких решений.

Кто-то из вас мог легко спутать обложку этого журнала с одним из рекламных плакатов “Deus EX: Human Revolution”, и вы не слишком далеки от истины. Хью Герр(Hugh Herr) действительно напоминает Дэвида Серифа из Deus Ex, в текущее время он является директором группы ученых из лаборатории “Biomechatronics” в институте MIT. Команда Хью ставит перед собой две задачи, во-первых: вернуть людям, с ограниченными возможностями передвижения в связи с травмой или потерей конечности, возможность двигаться и не уступать здоровым людям, и во-вторых: исследование и разработка технологий, которые позволят расширить физические способности человека.

Чаще всего, когда я вижу новые разработки протезов и прочих приспособлений, я задаюсь вопросом: “А насколько они хороши?”. И Хью, как человек с двумя ампутированными ногами смело показывает всем насколько. Во время просмотра его презентации на TED.com (ссылка будет ниже), я даже не сразу понял, что передо мной выступает человек, у которого нет двух ног. Но “контрольным выстрелом” для меня стало выступление балерины, которая лишилась ноги во время несчастного случая и при помощи протеза, разработанного специально для неё, снова вышла на сцену. Должен заметить, что не каждый здоровый человек умеет так танцевать. Я всем очень советую посмотреть эту презентацию.

Вы, наверное, спросите: “Но чем же разработки Хью, могут быть интересными для обычного здорового человека, помимо своеобразной страховки?”. Для нас с вами интересны, в первую очередь не сами протезы, а те технологии, развитие которых происходит во время исследований. Приведу простой пример – задумайтесь, люди носят обувь уже не одну сотню лет, и до сих пор не могут сделать её так, что бы она не натирала ноги. Даже скроенная конкретно для вас спортивная одежда, может иногда натирать и приносить дискомфорт. А теперь представьте, насколько плотно и точно должен прилегать протез. Команда Хью долгое время проводила исследования тканей человека и их взаимодействия с внешними “телами”. Как оказалось, самым удачным вариантом является такое построение деталей протеза, при котором твердые ткани ноги соприкасаются с мягкими тканями “чулка” протеза и наоборот. Представьте, что в будущем, одежду для вас будут делать 3D сканнер и 3D принтер, так сказать, технологические Армани и Версаче будущего.

Не убедил? Тогда вот вам еще один пример: лаборатория Хью, помимо прочего, занимается разработкой экзоскелетов различной компоновки и разновидностей. Да, этим занимаются многие исследователи, но далеко не многие имеют такой обширный опыт в биомеханике, и умение уместить сложные механизмы протеза в небольшом объеме. И если уж кому и суждено сделать первые “боевые скафандры” Хайнлайна, то мне кажется – команде “Biomechatronics”. Я думаю, если копнуть глубже, то можно найти огромное количество таких примеров, начиная от контроля техники при помощи нервных импульсов, и обратной отдачи от протеза (эта “штука” еще на этапе разработки, но, насколько я слышал, у DARPA уже есть такая технология). Также возникает и ряд вопросов, например – на сколько хватает питания у протеза?.

Еще 10 лет назад мы с трудом могли себе представить, как будем смотреть высококачественные фильмы на смартфонах, используя при этом передачу данных по воздуху. Кто знает, куда скакнет прогресс через 10 лет.

Invention: Biomechatronic leg joints

The invention of "bionic" knee and ankle prostheses by American biophysicist Hugh Herr at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) not only allows amputees to pursue fully mobile lifestyles, but even lets them compete as world-class athletes.

Hugh Herr"s "bionic knee", introduced in 2007, enables amputees to walk with a fluid, natural gait thanks to a combination of microprocessors and adaptive impact dampening based on posture and weight distribution. Heralded as a milestone improvement over static, non-adaptive prosthetics such as the rubber Jaipur Foot invented in 1971, the "smart" prosthesis has changed the lives of thousands of amputees worldwide.

Herr and his team at MIT"s Biomechatronics Group achieved their breakthrough by mimicking the knee"s adaptive response to pressure and weight through a magnetic dampening liquid, activated by feedback from sensors placed inside the prosthesis. The prolific inventor also created the BiOM T2, the world"s first battery-powered prosthetic foot and ankle to mimic the function of the foot with a complex network of microprocessors, released in 2010.

Societal benefit

Each year, approximately three to four million people worldwide undergo seriously debilitating amputations, suffering harsh limitations on mobility and lifestyle as a consequence. In the US alone, approximately 185 000 amputations are performed each year. The incidence of amputation is around 1.5 per 1 000 among the civilian population, plus a high number among members of the armed forces.

Herr"s devices have already changed the lives of hundreds of amputees. As of April 2014, more than 1 000 BiOM T2 system ankle prostheses have been fitted to patients, nearly half of whom are US veterans. The ankle prosthesis currently comes with a price tag of around EUR 35 000 (USD 40 000) per unit, but the social benefits in terms of autonomous lifestyles and workforce participation are invaluable.

Economic benefit

In 2007, Herr co-founded spin-off company iWalk, initially investing EUR 20 million (USD 25 million) in perfecting bionic prostheses. Now operating under the name BionX Medical Technologies, the privately held company with 45 employees generated over EUR 30.8 million (USD 35 million) in revenue between 2011 and 2014. Herr"s knee prosthesis has been licensed to Icelandic company Ossur, which is currently the world"s number two prosthetics manufacturer. The prosthetic knee, marketed as the Rheo Knee, is now in its third generation with a new weather-proof design. In 2015, Ossur reported EUR 434 million (USD 483 million) in turnover, with sales of bionic products at 16% of prosthetic component sales.

Herr"s "bionic" prostheses are part of a vital growth segment: the global microprocessor-controlled (MPC) prosthetics market reached EUR 393.4 million (USD 434.4 million) in 2015 (SA-Business Research & Consulting). In the bigger picture, Global Industry Analysts expects the value of the global prosthetics market to reach EUR 19.2 billion by 2017.

How it works

Herr"s inventions take rehabilitation technology into the realm of bionics - the intersection between medicine and information technology. The computer-equipped Rheo Knee calculates the wearer"s posture and position in the environment based on feedback from sensors. The artificial joint then adjusts its level of resistance - mimicking the natural motion of a knee - through a "magnetorheological" fluid, a dampening liquid controlled by an electromagnet.

Inside the BiOM T2 system ankle prostheses, a series of built-in microprocessors and environmental sensors constantly evaluates data on weight distribution and surface incline, while battery-powered springs propel the wearer forward in a fluid, calculated manner.

The inventor

As a teenager, Herr was a highly competitive mountain climber until he tragically lost both legs beneath the knees during a mountain expedition at the age of 17. Since then, he has pursued his lifelong dream of climbing mountains at an elite level - made possible by his pioneering, intelligent prostheses.

During his highly prolific career in the field of biomedical devices spanning over 30 years, Herr has published more than 60 research papers and 30 patents for prostheses and assistive devices. Since 2000, he has been heading the 35-person Biomechatronics Group at MIT"s Media Lab in Boston. In 2007, he founded a spin-off company out of MIT under the name iWalk (now BionX Medical Technologies, Inc.) to bring his inventions to market.

Considered one of the top biomechatronics researchers in the world, Herr has received major accolades including the Popular Mechanics Breakthrough Leadership Award (2005), the Heinz Award for Technology, the Economy and Employment (2007) and R&D Magazine"s 14th Innovator of the Year Award (2014). His innovations were listed twice among TIME magazine"s Top Ten Inventions (2004; 2007).

Did you know?

"Bionic" prostheses allow amputees to perform at the same level as able-bodied athletes - and perhaps even better. In 2008, the governing body of international athletics, IAAF, banned competitors wearing the carbon-fibre "Cheetah" prostheses from entering the Olympics, citing "unfair advantage" as the reason.

The athletic team of Icelandic prosthetics company Ossur - licensees of Herr"s invention - dominated at the 2015 Athletics World Championships held by the International Paralympic Committee (IPC) in Qatar, winning 17 medals (seven gold, six silver, and four bronze). The team also set six new world records, including US sprinter Richard Browne Jr."s 10.61 second finish in the 100 metres sprint event.

Совершил в восьмилетнем возрасте. В 17-ть он был уже опытным альпинистом. Однажды во время одного из сложных подъёмов погодные условия испортились, Хью с товарищем попали в метель, они провели на ветру и морозе несколько часов. У Хью, когда его спасли, были тяжелые отморожения нижних конечностей, его жизнь могла спасти лишь немедленная ампутация обеих ног.

Но Хью это не привело в отчаяние. Он дал себе слова вновь выйти на горный склон и вновь штурмовать вершины. Сегодня Хью возглавляет . Он и его сотрудники разрабатывают новые типы протезы конечностей.

Ему только что вручили премию принцессы Астурийской в номинации “Наука и технологии”.

С Хью Герром встретился журналист euronews Кристофер Камминс.

Хью Герр : “Мне тогда сделали обычные протезы. Это было почти 35 лет назад. Я был в ужасе. Я сказал себе – “Ну не может быть такого ада!”. Они были из деревяшек и из резины. Ничего, чтобы учитывало бы мое телосложение. Никаких сенсоров и датчиков. Никаких компьютеров, никаких попыток наладить мускульную память. И я тогда сказал еще – “Это какая-то неудачная шутка. Это идиотизм”. И именно эта моя жизненная ситуация подвигла меня на то, чтобы заниматься созданием протезов. Я в первую очередь думал о том, что хочу вернуться к занятиям альпинизмом.

Кристофер Камминс : “У вас были какие-то наработки до этого?”.

Хью Герр : “Я мастерил на каникулах, когда учился в старших классах. Я в этом смысле соображал, как соединить дерево и резину, как соединить дерево, металл и резину. Поэтому я пошёл в магазин, купил материалов и начал работать. Сверлить и паять. И у меня что-то в итоге получилось. Это что-то я даже смог надеть и даже смог начать тренировки по восхождению. И у меня все получалось. Получалось настолько хорошо, что мне какие-то особые продвинутые протезы не требовались в тот момент. Но я не собирался останавливаться на достигнутом, я хотел выйти за прежние стереотипы представлений о жизни инвалида. Я ставил себе более сложные задачи. Я думал о том, как живут те, у кого нет ног, нет рук, кто лишён зрения. Кто парализован в результате болезни. Я думал о том, чтобы облегчить их жизнь, вернуть их из состояния уныния, дать им радость”.

Крис Каминс : “И тогда вы стали интересоваться бионикой?”.

Хью Герр : “Да. Именно”.

Кристофер Камминс : “Объясните, как это работает, каков принцип действия”.

Хью Герр : “Это бионические конечности. Это что-то фантастическое. На каждой – три компьютера, ну, не слишком большие. Двенадцать сенсоров, которые ведут измерения скорости, позиции, температуры и усилий, которые требуется приложить. Решения принимаются в соответствии с алгоритмом, который рассчитывается компьютером. Есть выражение – контролировать каждый шаг. Так вот, это его буквальное воплощение. Протезы снабжены электрическими аккумуляторами. Они заряжаются за ночь или за время отдыха. Сегодня у нас есть возможность контролировать практически любое мускульное действие. Сегодня мы параллельно изучаем поведение нейронов при совершении того или иного движения и жеста. Сегодня имеются прототипы, хорошо работающие, протезов, которые имеют связь с нейронами, мы в состоянии расшифровать высшую нервную деятельность в момент, когда делается физическое усилие. Сегодня имеется и программное обеспечение, умеющее все это просчитать. Мы готовы сделать протезы, которые могут быть подсоединены особым путём к требуемым участкам головного мозга. То есть практически это уже не протезы. Это уже мои собственные конечности. Они имеют почти ту же чувствительность, что и обычные ноги или руки”.

Кристофер Камминс : “Чувствительность?”.

Хью Герр : “Да. Имеются прототипы. Есть конкретные результаты. Это все в скором будущем получит, что называется, промышленную прописку”.

Кристофер Камминс : “Говоря о внедрении в производство, ведь речь идет об очень ёмком сегменте рынка. Это многие миллионы, даже миллиарды долларов. Это высокие технологии. И этот конечный продукт будет стоить очень дорого. А что насчет тех, кто не сможет его купить? Потому что у них нет денег. Есть ли возможность удешевить его?”.

Хью Герр : “Мы и в этом отношении ведем наши разработки. Мы специально предусматриваем необходимость поддерживать уровень производственного решения и одновременно снижать на него цену. Мы сумели сделать так, что частично производить протезы можно на небольших фабриках и в мастерских. Сегодня там работают люди, умеющие выполнять сложные технические задания. Мы также знаем, что рынок очень ёмкий, спрос на продукцию большой, а увеличение количества всегда за собой влечёт снижение цены для потребителя.

Следующий этап – создание нового гуманоида, который живёт в цифровой реальности. Гуманоиду не понадобится многое, в том числе белье, или даже конечности, чтобы осуществлять многие жизненно важные функции и операции. Наша цель – сделать протезы именно такими. Чтобы они не ощущались как протезы, а воспринимались бы как пара запасных ног или рук. Гуманоид нам нужен, чтобы понять, как оптимально интерфейс протезов может взаимодействовать с тем, кто их будет носить. Это еще один, очень важный аспект наших исследований, которые мы тут ведем”.

Кристофер Камминс : “А что насчет этики в данном случае?”.

Хью Герр : “Этические вопросы в таких ситуациях часто встают на повестке дня. Но я должен сказать, что тут перед нами открываются иные перспективы. Речь идет о том, чтобы в принципе закончить с таким понятием как инвалидность. Больше не будет страданий, переживаний, депрессий из-за того, что какая-то часть тела перестала функционировать должным образом или перестала действовать вообще. Это – невероятная возможность для человечества. Разумеется, этичность подхода имеет значение, этика играет важную роль, но я бы не стал преувеличивать ее роль: мы говорим о том, что мы должны ответственно подходить к решениям на каждом этапе работ. И, конечно же, нам нужны законы и правила, которые касаются этой сферы науки, производства и жизни социума.

Мы сегодня работаем над самыми невероятными проектами. Мы пока не знаем, как протезы смогут взаимодействовать с периферийной нервной системой. Пока мы сумели создать безупречно работающий интерфейс. Нам предстоит многое усовершенствовать в том, что касается дизайнерского решения протезов. Сегодня мы в самом начале пути внедрения наших разработок, а бионика чем дальше, тем больше становится междисциплинарной сферой знаний, которая включает в себя и физиологию, и психологию”.

Кристофер Камминс : “Так что когда в следующий раз у меня заноют мениски, я просто заскочу в супермаркет, я правильно вас понял? Поздравляем вас с наградой. Спасибо за ваш рассказ и успехов вам в вашей работе”.