Denne artikel stammer fra det trykte Computerworlds arkiv. Artiklen blev publiceret den Computerworld d. 13. oktober 2006.
Det bliver funktionshæmmede mennesker, der oplever de store fremskridt med nye brugerflader til vores teknologi, mens resten af os hænger fast i Windows' brugerflader og mobiltelefoner.
Du læser Computerworld?
Så er det nok et ret sikkert gæt, at du er vant til at arbejde med computere. Sandsynligvis også i en grad, så tastatur og mus føles som naturlige forlængelser af din krop.
Det er de på en måde også, men din krop er alligevel hel, når du forlader computeren (der er ganske vist nogle af os, der føler os som halve mennesker, når vi er væk fra computeren, men det er en lidt anden diskussion).
Der er imidlertid mennesker, der ikke er hele, hvis de ikke har en computer på sig. For dem er computeren en del af deres krop. En af dem hedder Anton Tryggvason.
Han har en computer, der sidder i hans knæ - og uden den computer kan han ikke gå. Hans knæ er nemlig ikke længere hans oprindelige biologiske knæ. Det blev angrebet af kræft for adskillige år siden og efter lange og smertefulde forsøg på at redde det, fik han amputeret det ene ben over knæet.
For en ung mand med et barn og en karriere ville det i gamle dage have været en livsændrende katastrofe. Han ville have kunnet se frem til et liv som invalid og stærkt begrænsede livsmuligheder.
Men sådan er det ikke gået for Anton Tryggvason. Han har nemlig fået et superavanceret kunstigt ben - Rheo Knee fra det islandske firma Össur - som har meget lidt til fælles med de "træben", som de fleste benamputerede stadig bliver forsynet med.
Det fundamentale problem med de gammeldags kunstige ben er, hvor dårligt de imiterer et biologisk ben. Kort fortalt fungerer vores biologiske ben på den måde, at underbenet svinger næsten frit, når benet flyttes frem. I samme øjeblik vi sætter vægten på benet, strammer musklerne det op, så det holder vores vægt.
Vores biologi klarer det ubesværet, fordi den er forsynet med millioner af sensorer, der er fuldstændig integreret i et mirakel af både automatisk og bevidst styring af musklerne. Men for de gammeldags kunstige ben, er det nødvendigt at svinge så meget med underbenet, at det svinger frem og klikker fast i strakt stilling.
Anton Tryggvason har prøvet sådan et knæ og beskriver det malende ved at sammenligne gangarten med den, en vis Adolf brugte i Tyskland for mange år siden.
Den militære gangart er ikke den eneste ulempe ved gammeldags kunstige ben. De er så godt som umulige at gå på trapper med, og så har de et faremoment indbygget. Hvis der sker noget uventet, og man har behov for at sætte benet ned, inden det er blevet klikket fast i strakt stilling, vil det være helt blødt. Det er umuligt at støtte på det. Resultatet er et fald - galt nok i sig selv, men endnu værre, hvis man for eksempel har et lille barn, man bærer på.
Det knæ, som Anton Tryggvason har fået, er fysisk helt anderledes:
Gammeldags knæ bliver dæmpet med et hydraulisk eller pneumatisk system. Det kræver ventiler og pumper, som får det til at fungere langsomt og til at larme.
Rheoknæet bliver dæmpet af et magnetorheologisk system. Det har en cylinder fyldt med olie, hvor der er mikroskopiske magnetiske partikler i. Cylinderens inderside har et gitterværk af tynde skiver, der griber ind i et sæt tilsvarende skiver på en stang inde i cylinderen. Stangen er forbundet til den bevægelige del af benet og kan næsten uden modstand bevæge sig i cylinderen.
Men hvis man sender en strøm gennem olien, så bliver den magnetisk og træg. Jo mere strøm, man sender gennem, jo stivere bliver væsken. Ved fuld strøm er den næsten en fast masse, og knæet har meget stor modstand. Det giver to store fordele: at knæet kan have meget varierende stivheder, og at det kan skifte lige så hurtigt mellem de forskellige tilstande, som vores muskler kan.
Det betyder for eksempel, at Anton Tryggvason kan gå ned ad en trappe, som han gjorde med to naturlige ben. Med en gammeldags protese er det nødvendigt at træde ned med det stive ben først, derefter sætte det naturlige ben på samme trin og så videre - en besværlig proces.
Den magnetorheologiske konstruktion er selvfølgelig en betingelse, men det er knæets indbyggede evne til at sanse og reagere selv, der gør det til et stort fremskridt inden for kunstige kropsdele.
Den simpleste reaktion er, at knæet kan opdage, hvis gangrytmen bliver afbrudt. Typisk fordi du taber balancen og vil tage et lille skridt til siden for at støtte. I stedet for at bryde sammen og lade sin bruger falde, fornemmer rheoknæet straks, at der er noget galt og gør som vores normale muskler: på egen hånd beslutter det, at det skal være stift. Fuldstændig som vores muskelreflekser får vores biologiske ben til at stivne i samme situation.
Det er selvfølgelig vigtigt, at knæet klarer sådan en situation godt. Hvis man hele tiden skal være nervøs for at blive svigtet af sin mekanik, tilpasser man sin adfærd på en begrænsende måde.
Til daglig er det imidlertid en anden del af knæets kunstige tænkning, der virkelig hjælper brugeren. Knæet er fra start programmeret med en generel model for, hvordan mennesker bruger deres ben. Det er en kæmpefordel i tilvæningsfasen, hvor traditionelle knæproteser jævnligt skal justeres efterhånden, som brugeren vænner sig til dem og bliver bedre til at gå. Rheoknæet klarer selv denne justering, så det eneste, brugeren mærker, er en stadig bedre og mere ubesværet funktion.
Denne tilpasning går så vidt, at benet efterhånden lærer brugerens forskellige gangarter. Enhver, der har betragtet menskemængden på en gågade i myldretiden, ved, at der findes en gangart for hvert eneste menneske. Faktisk er vores gangarter så forskellige, at de kan bruges som en biometrisk identifikationsmetode.
Oven i købet har hvert menneske mange forskellige gangarter. I virkeligheden er det nok mere korrekt, at vi har et uafbrudt kontinuum af gangarter fra at trippe stille på et sted til at storme frem med lange skridt.
Vores kropsbygning, selvopfattelse og øjeblikkelige humør har alle sammen betydning for, hvordan vi går - ja selv vejret, vores tøj - herunder naturligvis fodtøj er med til at bestemme gangen.
Det er klart, at et kunstigt ben, der kun siger dok, sving, dok, passer dårligt ind i så kompliceret et system af gang. Derfor begynder rheoknæet, når det kommer på en ny bruger, straks at lære hans gangarter. Det er forholdsvis simple ting, der måles. Tidspunkt for hælnedslag, og hvor lang tid benet svinger, er centrale data.
Benet kan tilpasse modstand i benet under fremsvingning, og hvornår det bremser. I gammeldags træben er den slags bestemt af benets mekaniske opbygning, hvorimod vores biologiske servosystemer er meget præcise - det er ekstremt sjældent, at vi svinger vores ben frem til overstrakt.
Rheoknæet efterligner vores biologi. Det er faktisk så præcist, at hvis man for eksempel går i strid modvind, så løsner det en lille smule på modstanden for at kompensere for modskubbet fra vinden.
Rheoknæet er selvfølgelig kun for folk, der har mistet et ben. Men det er et spændende eksempel på, hvordan man kan designe elektronik og mekanik, der fungerer i et meget tættere samarbejde med os:
Der er for eksempel ikke nogen indlæringskurve for brugeren. Tilpasningen er elektronikkens opgave, brugeren skal bare tage teknologien på, så sørger den selv for resten.
Benet er også designet til at opnå integration med brugeren, forstået på den måde, at brugeren gerne skulle glemme, at det eksisterer. Når man ser Anton Tryggvason bevæge sig, er det let at glemme, at han bruger et kunstigt ben. Han fortæller også selv, at han glemmer benet i nogle situationer. Teknologi, der fungerer så godt, bliver en del af din egen krop - både for dine muskelreflekser og for dit hoved.
Rheoknæet er udtryk for en tendens. Teknologi rettet mod fuldt funktionsdygtige brugere har nærmest stået stille de sidste ti år, hvad angår nye brugerflader og bedre integration med brugeren. Til gengæld sker der en næsten eksplosionsagtig udvikling i teknologi til blinde, døve, lamme og mennesker med alle de andre beskadigelser, vi kan få.
Det er teknologi, der eksperimenterer i tæt samarbejde med de potentielle brugere og er stærkt fokuseret på at løse deres problemer - i øvrigt interessant at tænke over, hvor ofte den beskrivelse kan bruges på teknologi, vi kan købe i dag.
Vi skal selvfølgelig ikke miste et ben for at komme til at bruge avanceret teknologi. Men de teknologiske ideer fra rheoknæet kan bruges i den teknologi, vi alle bruger.
Össur og Rheo: www.ossur.com
Jan Skøt skriver hver uge om grænsefladen mellem menneske
og maskine - der hvor den digitale kultur tager form. Jan Skøt er cand.phil. i dansk med speciale i medieanalyse. www.skot.dk
Billedtekst: på vej Rheoknæet ligner ikke et biologisk ben særlig meget, men det imiterer et biologisk ben bedre end noget tidligere kunstige ben. (Manden på billedet er ikke Anton Tryggvason, men en af Össurs testbrugere).
OriginalModTime: 12-10-2006 15:13:24
