Умный гору обойдет
Хью Герр родился в 1964 году в Ланкастере, Пенсильвания. C детства занимался альпинизмом. На гору Темпл высотой 3544 м он впервые взошел в восемь лет, а через два года уже считался одним из самых перспективных альпинистов США. Но в 17 лет его карьера в спорте подошла к концу. В неудачной экспедиции Герр застрял в ледяных горах на три дня и получил обморожение, которое оказалось столь серьезным, что врачи были вынуждены ампутировать ему обе ноги до колена.
Герр дал себе слово, что обязательно вернется в горы. Поэтому, выйдя из больницы, он начал самостоятельно создавать для себя протезы. Например, протез-кошку, с помощью которого смог лазать по отвесным снежным стенам.
Осознав, что хочет жить в мире полноценных людей, он поступает в Университет Миллерсвилля, где разрабатывает и патентует крепление для ножного протеза, затем заканчивает магистратуру Массачусетского технологического института и отправляется в Гарвард, где получает степень доктора наук биофизики и продолжает попытки сделать протезы более надежными, легкими и «отзывчивыми».
Хью Герр в больнице после рокового похода в горы, 1982
Гибкость ног и никакого мошенничества
Первые протезы появились в древнем Египте — ампутированные ноги там заменяли деревом, обтянутым кожей. И с тех пор протезирование ушло совсем недалеко вперед: почти все современные протезы не взаимодействуют с телом напрямую — ими нельзя управлять силой мышц, не говоря уже о силе мысли. Представить себе человека, способного хотя бы стоять на протезах без поддержки, практически невозможно. Эту проблему призвана решить бионика — наука, посвятившая себя налаживанию контакта между искусственными материалами и костной и мышечной тканью.
Хью Герр посвятил себя именно бионике. После Гарварда он возвращается преподавать в МТИ и открывает там Центр экстремальной бионики, в котором, опираясь на антропометрию, разрабатывает идеальные крепления для разных частей ноги. Изучив, как ведет себя та или иная часть ноги в движении, он моделирует эту схему на компьютере. Измеряется угол наклона стопы и сгиба колена, распределение нагрузки на разные мышцы. Чтобы сделать протез гибким, в некоторых его частях, например в механической стопе, Герр использует материал, который в обычном состоянии представляет собой мягкую «ткань», но стоит пропустить через него электричество — твердеет и становится плотным и жестким. Если напрячь ногу, сенсоры зафиксируют мышечную активность и протез станет «жестким». Если расслабить — «мягким». За счет этого ходьба получается очень естественной. А для создания крепежа, которое связывает стопу с мышцами человека, точное расположение всех мышц в культе определяется специальными сканерами.
Попытка к бегству
В марте 2014 года Хью Герр выступил с докладом на крупной научной конференции TED и обозначил основную проблему протезирования: «В XXI веке, когда технологии переживают колоссальный расцвет, мы до сих пор не знаем, как крепить механические устройства к собственному телу. Даже обычная обувь натирает нам мозоли». На сцену он вышел на двух механических протезах и держался на них более чем непринужденно, а демонстрируя эффективность протеза, несколько секунд бежал на месте.
«Каждый человек должен иметь право прожить жизнь без инвалидности. Право жить без тяжелейших депрессий. Право видеть своих любимых, даже если он лишился зрения, и танцевать даже после ампутации. Мы можем достичь этих высот, если примем тот факт, что человек не может быть неполноценным. Неполноценны наши технологии. С помощью бионики мы сможем раз и навсегда покончить с инвалидностью», — патетично завершил Герр свой доклад. И пригласил на сцену Эдриан Хаслет-Дэвис, танцовщицу, которая лишилась левой ноги во время взрыва на Бостонском марафоне. Благодаря команде Хью она теперь снова может танцевать.
Герр, кажется, не собирается сколачивать состояние и взвинчивать цену на свои технологии, а протезы, на которых он вышел на сцену, по его словам, уже можно отправлять в массовое производство. Теперь слово за правительством США. Ему осталось только удовлетворить прошение Герра и выделить Центру экстремальной бионики финансирование на производство протезов.
Одним из недостатков протезов является их внешний вид — они состоят из металла или пластика и выглядят соответствующе. К тому же они не способны передать человеку тактильные ощущения. Эти проблемы может решить искусственная электронная кожа. В настоящее время сразу в нескольких институтах мира ведутся ее разработки. Некоторые прототипы уже могут симулировать ощущение прикосновения, но ученым еще нужно решить множество вопросов, например сделать материал по-настоящему гибким.
Дмитрий Петренко
