ผมเป็นศาสตราจารย์ที่ MIT ครับ
แต่ผมไม่ได้ออกแบบตึกอาคาร หรือระบบคอมพิวเตอร์
ผมสร้างอวัยวะหุ่นยนต์
ขาหุ่นยนต์ที่จำลอง การเดินและการวิ่งของมนุษย์
ในปี ค.ศ. 1982 ผมได้รับอุบัติเหตุ จากการปีนเขา
ขาทั้งสองข้างของผมถูกตัดออก เนื่องจากเนื้อเยื่อที่ตายจากหิมะกัด
นี่ครับ ขาของผม
เซนเซอร์ 24 ตัว ไมโครโปรเซสเซอร์หกตัว และหัวฉีดแบบกล้ามเนื้อและเส้นเอ็น
ตั้งแต่เข่าของผมลงไปเป็นสลักและน็อต
แต่ด้วยเทคโนโลยีหุ่นยนต์ล้ำสมัยนี้
ผมสามารถที่จะกระโดด เต้นรำ และวิ่งได้
(เสียงปรบมือ)
ขอบคุณครับ
(เสียงปรบมือ)
ผมเป็นมนุษย์หุ่นยนต์ แต่ยังไม่ได้เป็นไซบอร์ก
เมื่อผมคิดถึงการเคลื่อนไหวของขา
สัญญาณประสาทจากระบบประสาทส่วนกลาง
ผ่านเส้นประสาทของผม
และกระตุ้นกล้ามเนื้อ ภายในขาส่วนที่เหลืออยู่ของผม
อิเล็กโทรดจำลองรับสัญญาณเหล่านี้
และคอมพิวเตอร์เล็ก ๆ ในขาหุ่นยนต์
ถอดรหัสกระแสประสาทของผม ไปเป็นรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ต้องการ
พูดง่าย ๆ ก็คือ
เมื่อผมคิดที่จะเคลื่อนไหว
คำสั่งนั้นถูกสื่อออกไป สู่ส่วนร่างกายสังเคราะห์ของผม
อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์เหล่านี้ ไม่สามารถที่จะนำข้อมูลเข้าสู่ระบบประสาทได้
เมื่อผมแตะหรือเคลื่อนขาสังเคราะห์นี้
ผมไม่ได้รู้สึกถึงสัมผัสการแตะและการเคลื่อน ในแบบปกติ
ถ้าผมเป็นไซบอร์ก และสามารถที่จะสัมผัสความรู้สึกจากขาได้
ผ่านคอมพิวเตอร์เล็ก ๆ ที่นำเข้าข้อมูล เข้าสู่ระบบประสาทของผม
ผมเชื่อว่า มันก็อาจจะเปลี่ยน
ความสัมพันธ์ของผม ที่มีต่อส่วนสังเคราะห์โดยพื้นฐานได้
วันนี้ ผมไม่รู้สึกถึงขาของผม
และด้วยเหตุนี้
ขาของผมจึงเป็นอุปกรณ์ ที่แยกจากความคิดและร่างกายของผม
และไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของผม
ผมเชื่อว่า ถ้าผมเป็นไซบอร์ก และสามารถที่จะสัมผัสความรู้สึกจากขาได้
มันก็จะเป็นส่วนหนึ่งของผม เป็นส่วนหนึ่งของร่างกาย
ที่ MIT เรากำลังคิดถึง การออกแบบที่หลอมรวมระบบประสาท
ในกรรมวิธีการออกแบบนี้
นักออกแบบออกแบบกล้ามเนื้อ และกระดูกมนุษย์ร่ายกายทางชีวภาพเหล่านั้น
ไปพร้อม ๆ กับส่วนสังเคราะห์ เพื่อให้เกิดการสื่อสารสองทิศทาง
ระหว่างระบบประสาทและการสร้างโลกขึ้นมา
NeuroEmbodied Design คือวิธีการ เพื่อสร้างการทำงานของไซบอร์ก
ในกระบวนการออกแบบนี้ นักออกแบบพิจารณาถึงอนาคต
ที่เทคโนโลยีนี้ จะไม่ทำให้เกิดการแยกจากกัน
ระหว่างอุปกรณ์ที่ไร้ชีวิต กับความคิดและร่างกายของเรา
อนาคตที่เทคโนโลยี ได้ถูกรวมเข้ากับธรรมชาติของเรา
อย่างระมัดระวัง
โลกที่สิ่งที่มีความเป็นชีวภาพ และสิ่งที่ไม่ใช่
สิ่งที่เป็นมนุษย์และที่ไม่ใช่
สิ่งที่เป็นธรรมชาติและที่ไม่ใช่
จะทลายขอบเขตระหว่างกัน
อนาคตจะให้ร่างใหม่กับมนุษย์
NeuroEmbodied Design จะขยายระบบประสาทของเรา
เข้าสู่โลกสังเคราะห์
และโลกสังเคราะห์นั้นเข้าสู่เรา
เป็นการเปลี่ยนความเป็นตัวเราในขั้นพื้นฐาน
โดยการออกแบบร่างกายทางชีวภาพ ให้สื่อสารได้ดึขึ้น
กับโลกที่ถูกสร้างขึ้นมาจากการออกแบบ
มนุษยชาติจะปราศจากความพิการ ในศตวรรษที่ 21
และให้กำเนิดพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี
สำหรับการจำลองมนุษย์
การเพิ่มความสามารถของมนุษย์ ไปให้มากกว่าระดับกายภาพที่เรามีติดตัวมา
ทางความคิด ทางอารมณ์ และทางกายภาพ
มีหลายวิธีที่เราจะสร้างร่างกายขึ้นมาใหม่ ไม่ว่าจะในระดับใด
ตั้งแต่ระดับชีวโมเลกุล ไปยังระดับเนื้อเยื่อและอวัยวะ
วันนี้ ผมอยากจะพูดถึง สาขาหนึ่งใน NeuroEmbodied Design
ซึ่งเนื้อเยื่อของร่างกาย ถูกกำกับและสลักเสลา
โดยกระบวนการผ่าตัดและการเจริญขึ้นใหม่
ตอนนี้กรอบของการตัดอวัยวะออก
ไม่ได้มีพื้นฐานที่เปลี่ยนแปลงไปเลย ตั้งแต่ยุคสงครามกลางเมืองของสหรัฐฯ
และกำลังล้าสมัย ในแสงสว่างแห่งความก้าวหน้าขั้นสูง
ของหุ่นจำลอง ทั้งระบบควบคุม และเทคโนโลยีการประสานงานของเซลล์ประสาท
ส่วนหลักที่ยังขาดไปก็คือความสัมพันธ์ ในลักษณะที่ตรงข้ามกันของกล้ามเนื้อ
สำหรับการควบคุมและการรับรู้อากัปกิริยา
การรับรู้อากัปกิริยาคืออะไร
เมื่อคุณงอข้อเท้า กล้ามเนื้อขามัดหน้าหดตัว
ทำให้กล้ามเนื้อขามัดหลังคลายตัว
ความตรงข้ามนี้เกิดขึ้น เมื่อคุณยืดข้อเท้า
คุณจะเห็นว่า การหดตัวของกล้ามเนื้อขามัดหลัง
จะทำให้กล้ามเนื้อมัดหน้าขยายตัว
เมื่อกล้ามเนื้อเหล่านี้งอและคลายตัว
ตัวรับสัมผัสทางชีวภาพ ที่อยู่ภายในเอ็นกล้ามเนื้อ
จะส่งข้อมูล ผ่านเซลล์ประสาทไปยังสมอง
นั่นทำให้เราสามารถรับรู้ได้ ว่าเท้าของเราอยู่ตรงไหน
โดยไม่ต้องให้เห็นมองด้วยตา
วิธีการตัดอวัยวะออกในตอนนี้ ทำลายการเคลื่อนไหวแบบตรงข้ามของกล้ามเนื้อ
และการทำเช่นนั้น เป็นการกำจัดการรับสัมผัสอากัปกิริยา
สิ่งที่ตามมาก็คือ แขนขาเทียมตามมาตรฐาน
ไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับ เข้าสู่ระบบประสาทได้
ว่าอวัยวะเทียมอยู่ตรงไหน
ดังนั้น ผู้ป่วยถึงไม่สามารถรับสัมผัส และรู้สึก
ถึงตำแหน่งและการเคลื่อนไหว ของข้อต่อเทียมได้
โดยปราศจากการมองดูด้วยตา
ขาของผมถูกตัดไปแล้ว ด้วยวิธีการสมัยสงครามกลางเมือง
ผมรู้สึกได้ถึงขาของผม ตอนนี้ผมก็ยังรู้สึกได้
มันเป็นการรับรู้แบบลวง
แต่ตอนผมพยายามจะเคลื่อนไหว ผมจะทำไม่ได้
มันรู้สึกเหมือนว่าพวกมันติดอยู่ ในร้องเท้าบูทสกีแข็ง ๆ
เพื่อจะแก้ปัญหานั้น
ที่ MIT เราประดิษฐ์ส่วนประสานงาน ระหว่างกล้ามเนื้อกับระบบประสาท
หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า AMI
AMI คือวิธีการเพื่อเชื่อมเซลล์ประสาท ภายในส่วนที่เหลืออยู่
ไปยังส่วนนอก ซึ่งก็คือแขนขาไบโอนิก
AMI ถูกออกแบบอย่างไร
AMI ประกอบด้วยกล้ามเนื้อสองมัด ที่ถูกผ่าตัดให้เชื่อมต่อกัน
ซึ่งเชื่อมกล้ามเนื้อ อะโกนิสต์กับแอนทาโกนิสต์
เมื่ออะโกนิสต์หดตัว จากการกระตุ้นทางไฟฟ้า
มันทำให้แอนทาโกนิสต์คลายตัว
ปฏิสัมพันธ์ที่ตรงข้ามกันระหว่างกล้ามเนื้อ
ทำให้ส่วนสัมผัสทางชีวภาพ ภายในเอ็นกล้ามเนื้อ
ส่งข้อมูลผ่านเซลล์ประสาท ไปยังระบบประสาทส่วนกลาง
ที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลความยาว ความเร็ว และแรง ของเอ็นกล้ามเนื้อ
นี่คือการที่เอ็นกล้ามเนื้อ ทำงานได้หลากหลาย
และนี่เองที่เป็นวิธีการหลัก ที่เราในฐานะมนุษย์
สามารถรู้สึกและสัมผัสได้ถึงตำแหน่ง การเคลื่อนไหวและแรงบนแขนขา
เมื่อแขนขาของเราถูกตัดออก
แพทย์ผู้ผ่าตัดจะเชื่อมกล้ามเนื้อ ที่ตรงข้ามเหล่านี้ที่เหลืออยู่
เข้ากับ AMI
ทีนี้หลายโครงสร้าง AMI สามารถถูกสร้างขึ้น
เพื่อการควบคุมและการรับความรู้สึก แขนขาเทียมหลาย ๆ อันได้
อิเล็กโทรดเทียมถูกจัดวาง ลงบนแต่ละกล้ามเนื้อ AMI
และคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กภายในแขนขาไบโอนิก ถอดรหัสสัญญาณเหล่านั้น
เพื่อควบคุมหน่วยทำงานที่ทรงพลัง บนแขนขาไบโอนิก
เมื่อแขนขาไบโอนิกเคลื่อน
กล้ามเนื้อ AMI เคลื่อนไปมา
ส่งสัญญาณผ่านเส้นประสาท ไปยังสมอง
เพื่อให้คนที่สวมใส่อวัยวะเทียม รับรู้ได้ถึงสัมผัสธรรมชาติ
ของตำแหน่งและการเคลื่อนไหว ของแขนขาเทียม
หลักการออกแบบเนื้อเยื่อเหล่านี้ จะสามารถใช้ในคนจริง ๆ ได้หรือเปล่า
ไม่กี่ปีก่อน เพื่อนรักของผม จิม วิง อายุ 34 ปี
มาขอความช่วยเหลือจากผม
จิมบาดเจ็บอย่างรุนแรงจากอุบัติเหตุการปีนผา
ที่เกาะเคแมน เขาตกผาลงมา 50 ฟุต
เพราะเชือกรั้งเข้าไว้ไม่อยู่ จนเขาตกลงมากระแทกพื้น
เขาได้รับบาดเจ็บหลายแห่ง
ทั้งปอดทะลุและกระดูกหัก
หลังจากอุบัติเหตุในครั้งนั้น เขาอยากที่จะกลับไปเล่นกีฬาที่รักอีกครั้ง
ซึ่งก็คือการปีนผา
แต่มันจะเป็นไปได้อย่างไรกัน
คำตอบก็คือ ทีมไซบอร์ก
ทีมแพทย์ผ่าตัด นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกร
ที่อยู่ที่ MIT เพื่อทำให้จิม สามารถกลับไปปีนผาได้อีกครั้ง
ดร. แมททิว คาร์ที สมาชิกของทีม ตัดขาของจิมที่บาดเจ็บสาหัสออกไป
ที่โรงพยาบาลบริงแฮมแอนด์วีเมนในบอสตัน
โดยใช้วิธีการผ่าตัดแบบ AMI
ตัวรอกเอ็นถูกทำขึ้น และเชื่อมกับกระดูกกระดูกหน้าแข้งของจิม
เพื่อเชื่อมกับกล้ามเนื้ออีกครั้ง
วิธีการแบบ AMI สร้างการเชื่อมต่อ ของเส้นประสาทขึ้นมาใหม่
ระหว่างกล้ามเนื้อข้อเท้าของจิม กับสมองของเขา
เมื่อจิมขยับขาเทียมของเขา
กล้ามเนื้อที่ถูกเชื่อมต่อใหม่ จะขยับคู่ที่ทำงานตรงข้ามกัน
ทำให้เกิดสัญญาณการรับรู้อากัปกิริยา
จิมรับรู้ได้ถึงสัมผัสตามปกติ ด้วยตำแหน่งและการเคลื่อนไหวของเท้า
แม้แต่ตอนเขาปิดตา
นี่คือจิมที่ห้องทดลองของ MIT หลังจากที่เขาได้รับการผ่าตัด
เราเชื่อมกล้ามเนื้อ AMI ของจิม ผ่านอิเล็กโทรด
เข้ากับขาไบโอนิก
และจิมเรียนรู้อย่างรวดเร็ว ว่าจะเคลื่อนไหวขาไบโอนิกอย่างไร
ในทิศทางการเคลื่อนไหวสี่ทิศทางของข้อเท้า
เราตื่นเต้นมากที่ได้เห็นผลลัพธ์นี้ แต่เมื่อจิมยืนขึ้น
สิ่งที่แสนจะน่าทึ่งก็เกิดขึ้น
ไบโอเมตริกตามธรรมชาติทั้งหมด ที่ถูกกำกับโดยระบบประสาทส่วนกลาง
เกิดขึ้นผ่านขาเทียมนั้น
ในลักษณะอัตโนมัติ เป็นการตอบสนองแบบรีเฟล็กซ์
ความสลักซับซ้อนของการวางเท้า ระหว่างการขึ้นบันได --
(เสียงปรบมือ)
เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา
นี่เป็นตอนที่จิมลงบันได
เขาใช้หัวแม่เท้าของขาเทียม แตะไปที่บันไดขั้นถัดไป
แสดงถึงการเคลื่อนไหว อัตโนมัติอย่างเป็นธรรมชาติ
โดยที่เขาเอง ไม่ต้องใช้ความพยายามเคลื่อนขา
เพราะว่าระบบประสาทส่วนกลางของจิม ได้รับสัญญาณอากัปกิริยาเหล่านี้
มันรู้ว่าจะต้องควบคุม แขนขาเทียมอย่างเป็นธรรมชาติอย่างไร
ตอนนี้ จิมเคลื่อนไหวและมีพฤติกรรม ราวกับว่าขาเทียมเป็นส่วนหนึ่งของเขา
ยกตัวอย่างเช่น วันหนึ่งในห้องทดลอง
บังเอิญเข้าเหยียบม้วนเทปสายไฟ
ถ้าเป็นคุณ จะทำอย่างไร เมื่อมีอะไรบางอย่างติดรองเท้าคุณ
คุณจะไม่ก้มลงไปแบบนี้ มันคงเก้กังน่าดู
แต่คุณจะสะบัดมันออก
และนั่นก็คือสิ่งที่จิมทำ
หลังจากเชื่อมต่อกับขาเทียม อย่างเป็นธรรมชาติได้ไม่กี่ชั่วโมง
สิ่งที่น่าสนใจที่สุดสำหรับผม
ก็คือเมื่อจิมบอกเราว่าเขารู้สึกอย่างไร
เขาบอกว่า "หุ่นยนต์กลายเป็นส่วนหนึ่งของผม"
จิม วิง: ตอนเช้าหลังจากที่ ผมติดหุ่นยนต์เข้าไปเป็นครั้งแรก
ลูกสาวของผมลงบันไดมา และถามผมว่ารู้สึกอย่างไรที่ได้เป็นไซบอร์ก
คำตอบของผมก็คือ มันไม่รู้สึกว่าเหมือนเป็นไซบอร์กเลย
ผมรู้สึกว่าผมมีขา
และนั่นไม่ใช่เพราะว่าผมติดอยู่กับหุ่นยนต์
หรือหุ่นยนต์ติดอยู่กับผม
หุ่นยนต์กลายเป็นส่วนหนึ่งของผม
มันกลายเป็นขาของผมไปอย่างรวดเร็ว
ฮิวจ์ เฮอร์: ขอบคุณครับ
(เสียงปรบมือ)
ด้วยการเชื่อมต่อระบบประสาทของจิม แบบสองทางนี้
เข้ากับขาเทียมของเขา
เราจึงได้มาซึ่งส่วนที่ทำหน้าที่ ในเชิงระบบประสาท
ผมคาดว่า เพราะว่าจิม สามารถที่จะคิดและเคลื่อนขาเทียมของเขาได้
และเพราะเขารู้สึกว่าการเคลื่อนไหวเหล่านั้น อยู่ภายในระบบประสาทของเขา
ขาเทียมจึงไม่ใช่อุปกรณ์ ที่แยกออกจากร่างกายเขาอีกต่อไป
แต่เป็นส่วนหนึ่งของจิม เป็นอวัยวะส่วนหนึ่งของเขา
เพราะว่าส่วนที่ทำหน้าที่เชิงระบบประสาทนี้ จิมจึงไม่รู้สึกว่าตัวเองเป็นไซบอร์ก
เขารู้สึกว่าเขาแค่ได้ขากลับมา
เขาได้ร่างกายของเขาคืนมา
ทีนี้ ผมมักจะถูกถามว่า
เมื่อไรล่ะที่ผมจะเชื่อมตัวเอง เข้าเขาเทียมแบบสองทาง
เมื่อไรล่ะที่ผมจะเป็นไซบอร์ก
อันที่จริง ผมลังเลนะครับ ที่จะเป็นไซบอร์ก
ก่อนที่ผมจะถูกตัดขา ผมเป็นนักเรียนที่ห่วยมาก ๆ
ที่โรงเรียนผมได้เกรด D และมักได้ F
แต่หลังจากที่ผมดนตัดขา
ผมกลายเป็นศาสตราจารย์ที่ MIT เลยครับ
(เสียงหัวเราะ)
(เสียงปรบมือ)
ผมเป็นกังวลครับว่า ถ้าผมเชื่อมต่อ กับขาเทียมแบบธรรมชาติอีกครั้ง
สมองของผมจะจัดเรียงใหม่ กลับไปเป็นตัวผมตอนโง่ ๆ อีกครั้ง
(เสียงหัวเราะ)
แต่รู้อะไรไหมครับ จริง ๆ ไม่เป็นไรหรอก เพราะผมได้ตำแหน่งประจำที่ MIT แล้วล่ะ
(เสียงหัวเราะ)
(ปรบมือ)
ผมเชื่อว่าความก้าวหน้าของ NeuroEmbodied Design
จะดำเนินต่อไปไกลกว่าการแทนที่แขนขา
มันจะพามนุษยชาติไปยังดินแดน
ที่จะกำหนดนิยามใหม่ให้กับศักยภาพ ของมนุษย์ในขั้นพื้นฐาน
ในศตวรรษที่ 21 นี้
นักออกแบบจะเติมต่อระบบประสาท ไปยังโครงสร้างภายนอกที่ทรงพลัง
ที่มนุษย์สามารถควบคุม และรู้สึกได้ด้วยอำนาจความคิดของเขา
กล้ามเนื้อภายในร่างกาย สามารถถูกปรับแต่งได้ใหม่
เพื่อการควบคุมส่วนเคลื่อนไหวที่ทรงพลัง
และเพื่อสัมผัสและรับรู้ การเคลื่อนไหวโครงสร้างภายนอก
เพิ่มพูนพละกำลังให้กับมนุษย์ ทำให้เรากระโดดได้สูงและวิ่งได้เร็ว
ในศตวรรษที่ 21 นี้ ผมเชื่อว่ามนุษย์จะกลายเป็นยอดมนุษย์
มนุษย์จะยังคงเติมต่อร่างกายของพวกเขา
ให้มีโครงสร้างที่แต่เดิมแล้ว ไม่ปรากฏในมนุษย์ เช่น ปีก
ควบคุมและรับรู้ถึงการเคลื่อนไหว ของปีกแต่ละข้างภายในระบบประสาท
เลโอนาโด ดาวินชี กล่าวไว้ว่า "เมื่อคุณได้ลองเหินเวหา
คุณจะก้าวย่างไปบนโลก ด้วยสายตาที่จับจ้องไปบนนภา
เพราะนั่นคือถิ่นที่คุณเคยไปถึง และโหยหาที่จะกลับไป"
ในช่วงฟ้าสางแห่งศตวรรษนี้
ผมเชื่อว่ามนุษย์จะกายสัณฐาน และการเคลื่อนไหวที่เปลี่ยนไปจากปัจจุบัน
จนจำไม่ได้
มนุษยชาติจะเหินและทะยานไกล
จิม วิง ร่วงลงสู่พื้นโลกและบาดเจ็บสาหัส
แต่สายตาของเขามองขึ้นสู่ฟ้า ถิ่นที่เขาโหยหาจะกลับไป
หลังอุบัติเหตุเขาไม่เพียงฝัน ที่จะเดินได้อีกครั้ง
แต่ยังฝันที่จะกลับไปเล่นกีฬาที่เขารัก ซึ่งก็คือการปีนผา
ที่ MIT ทีมไซบอร์กสร้างขาเทียมพิเศษให้จิม สำหรับโลกในแนวดิ่ง
ขาที่ควบคุมโดยสมองที่สัมผัสตำแหน่ง และการเคลื่อนไหวได้อย่างสมบูรณ์
ด้วยเทคโนโลยี จิมได้กลับไปยังหมู่เกาะเคแมน
ณ จุดที่เกิดอุบัติเหตุ
บัดนี้ เขาเป็นไซบอร์ก ที่ปีนขึ้นสู่ฟากฟ้าอีกครั้ง
(เสียงคลื่น)
(เสียงปรบมือ)
ขอบคุณครับ
(เสียงปรบมือ)
ท่านสุภาพสตรีและสุภาพบุรุษครับ จิม วิง นักปีนผาไซบอร์กคนแรกครับ
(เสียงปรบมือ)