Igrzyska cyborgów

Czy krojenie bochenka chleba na czas może być dyscypliną sportową? A wchodzenie po schodach i omijanie przeszkód? Tak – pod warunkiem że człowiek krojący chleb nie ma ręki, lecz mechaniczny chwytak. A ten, który wchodzi po schodach, jest sparaliżowany od pasa w dół.

Tak mają wyglądać zaplanowane na październik igrzyska olimpijskie cyborgów – ludzi z mechanicznymi komponentami. Nie pomylcie tego z paraolimpiadą – cel, dyscypliny i uczestnicy są zupełnie inni. Igrzyska cyborgów mają odpowiedzieć na pytanie, gdzie kończy się sportowiec, a zaczyna technologia. I czy w ogóle takie pytanie warto stawiać.

A technologie, które przy okazji zostaną przetestowane, mogą dać normalne życie tysiącom ludzi cierpiących z powodu niepełnosprawności.

Królowie mechanicznego dopingu

Pomysł zrodził się w głowie prof. Roberta Rienera z Federalnego Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurychu (ETHZ), gdy zobaczył człowieka z elektryczną protezą nogi wbiegającego na ostatnie piętro wieżowca Sears Tower (obecnie Willis Tower) w Chicago. Tym człowiekiem był Zac Vawter, 31-latek korzystający z 5-kilogramowej bionicznej protezy prawej nogi. Elektrody zbierały impulsy elektryczne wysyłane przez mózg do mięśni, a procesor tłumaczył je na polecenia dla siłowników. Vawter spodziewał się, że nawet jeżeli mu się uda, w najlepszym razie uzyska wynik około godziny. Wbiegł na 103. piętro w ciągu 45 minut.

To było w 2012 roku. Prof. Riener był oczarowany. Nowoczesna technologia umożliwiła niezwykły wyczyn człowiekowi, który bez protezy z trudem się poruszał.

To ten sam moment, gdy na letnich igrzyskach olimpijskich w Londynie występował Oscar Pistorius – pierwszy olimpijczyk z amputowanymi nogami. Pistorius zamiast własnych nóg ma elastyczne protezy z włókien węglowych pozwalające mu konkurować z pełnosprawnymi atletami. Nie brakuje nawet głosów, że przy odpowiedniej modyfikacji protez biegacze bez nóg będą szybsi niż ci z nogami.

Problem mechanicznego wspomagania nie zaczął się od Pistoriusa. Wcześniej w podobnej sytuacji znaleźli się pływacy. Specjalne stroje LZR opracowane przez Speedo dawały noszącym je atletom ogromną przewagę. Podczas igrzysk w 2008 roku w Pekinie 98 proc. medali w konkurencjach pływackich zdobyli sportowcy właśnie w takich strojach (używał go też Michael Phelps). Ci, którzy takich kombinezonów nie nosili, nie mieli szans. W rezultacie poliuretanowe LZR zostały uznane za mechaniczny doping, a ich używanie zakazane.

Taki sam efekt dają „koszulki mocy" – specjalny ubiór dla sztangistów pozwalający dźwignąć nawet 30 proc. więcej. Krój i materiał dość sztywnej koszulki działają jak sprężyna – rękawy odginają się, a następnie wracają na miejsce, pomagając sportowcom wypchnąć sztangę w górę.

Najnowszy przykład – rower z elektrycznym wspomaganiem. Mówiło się o tym od dawna, ale nikogo za rękę nie złapano. Do czasu, aż z roweru Wilier Triestina 19-letniej Belgijki Femke Van den Driessche nie zaczęły wystawać podejrzane przewody elektryczne. Ukryty silniczek dawał sportsmence dodatkowego „kopa", gdy trzeba było siły do podjazdów czy wyprzedzenia konkurentek.

– Od kilku lat słyszeliśmy opowieści, że coś takiego jest możliwe. Dlatego mieliśmy świadomość, że mogą próbować nas oszukiwać. Robiliśmy niezapowiedziane kontrole i testy rowerów – przyznał po tej aferze Brian Cookson, szef Międzynarodowej Unii Kolarskiej.

Wśród podejrzewanych o stosowanie dodatkowego napędu znaleźli się m.in. Kanadyjczyk Ryder Hesjedal (koło w jego leżącym rowerze kręciło się jak szalone, mimo że nikt nie pedałował), Szwajcar Fabian Cancellara sfilmowany na przestawianiu tajemniczych dźwigienek na ramie, a nawet sam Alberto Contador, którego rower dokładnie sprawdzano w poszukiwaniu modyfikacji.

Atleta za sterami

To, co w zwykłym sporcie jest zabronione, na zawodach cyborgów organizatorzy powitają z otwartymi ramionami. – Dopuszczamy użycie dowolnych technologii. Wykorzystanie silników i implantów mózgowych oznacza, że ścigać się będą mogli pacjenci z najpoważniejszymi ograniczeniami ruchowymi. Również całkowicie sparaliżowani – mówi prof. Riener. – Chodzi o to, by pokazać umiejętności atlety w połączeniu z nową technologią.

Pod wieloma względami Cybathlon jest jak wyścigi Formuły 1. Tu też jest zawodnik, który ma wsparcie technologiczne, a w dodatku stoi za nim zespół inżynierów. Innowacje wprowadzane w samochodach F1 z czasem trafiają również do zwykłych aut. Tak ma być i tu.

– Tylko jedna czwarta osób bez ręki używa protez. Dlatego musimy udoskonalać je technicznie w nadziei, że kiedyś trafią do zwykłych ludzi potrzebujących przystępnych cenowo mechanizmów ułatwiających życie – mówi prof. Riener.

Szwajcarzy nie nazywają zresztą zawodników atletami. Mówią na nich „piloci". Medale i nagrody dostaną zarówno najlepsi piloci, jak i technicy z zespołu.

Konkurencje będą się odbywać w sześciu kategoriach – dla osób z protezami rąk i nóg, w specjalnych elektrycznych egzoszkieletach (rodzaj stelaża zakładanego na siebie, przejmującego ciężar), elektrycznych wózków, a także wirtualnych wyścigów, w których samochody będą sterowane wyłącznie siłą woli – przez interfejs mózg–maszyna. Będą też wyścigi kolarskie dla osób sparaliżowanych od pasa w dół. Pojadą na trójkołowych rowerach w pozycji półleżącej.

W tej konkurencji będzie startował Michael McClellan, po wypadku bez czucia w nogach. Specjalnie dla niego Ronald Triolo z Case Western Reserve University zaprojektował wszczepiany pod skórę układ elektroniczny aktywujący mięśnie ud i łydek. Wymagało to wielu miesięcy prób – różne mięśnie trzeba aktywować w odpowiednim czasie i odpowiedniej sekwencji. Do zmiany tempa i sygnałów służy sterownik z kilkoma przyciskami umieszczony na piersi pilota.

W ramach treningu mięśnie nóg McClellana całymi tygodniami wzmacniano elektrycznymi impulsami. Najpierw leżał, później jeździł na stacjonarnym rowerze. Wreszcie lekarze i inżynierowie wypuścili go na trójkołowym rowerze do parku. I pojawił się problem, którego nie przewidzieli – gdy Michael McClellan podjeżdżał pod górkę, jego rower zwalniał. Ruchy nóg sterowanych impulsami z procesora przestawały być zsynchronizowane z obrotami kół i ruchami pedałów. To wymagało przeprogramowania generatora impulsów.

Inżynierowie dodali też swojemu pacjentowi nowy tryb działania – „wstań". Po naciśnięciu guzika mięśnie nóg McClellana zaczynają same działać i dwumetrowy sparaliżowany dryblas wstaje z roweru. – Widzieliście kiedyś psa wyciągającego się i prostującego łapy? No więc dokładnie tak się czułem. Wspaniale – mówi pilot.

– O Cybathlonie dowiedziałem się w styczniu 2015 roku, kiedy brałem udział w badaniach klinicznych protezy SoftHand dla Mayo Clinic – opowiada Clint Olson, który do Szwajcarii przyjedzie ze stanu Wisconsin w USA. – Ostatniego dnia testów zapytali mnie, czy nie chciałbym przypadkiem pojechać do Zurychu i wziąć udziału w zawodach. Mam 28 lat i lubię aktywnie spędzać czas.

Olson nie ma prawej ręki. Jego proteza działa prawie jak prawdziwa dłoń. Umożliwia mu m.in. wspinaczkę i pływanie kajakiem. Jego konkurencją jest wyścig cyborgów z mechanicznymi protezami rąk. Jednym z zadań ma być odkręcanie słoików na czas.

Inna dyscyplina ma polegać na precyzyjnym przesuwaniu przedmiotów wewnątrz metalowego pierścienia bez dotykania ścianek. – Ani ja, ani moi koledzy nie potrafiliśmy tego zrobić, a jesteśmy pełnosprawni – zarzeka się Aldo Faisal z Imperial College London. – Takie testy sprawiają, że inżynierowie starają się skonstruować coś nie tylko satysfakcjonującego wizualnie, ale również sprawnego mechanicznie.

Do zobaczenia w Tokio

Kiedy moi lekarze powiedzieli, że już nigdy więcej nie będę mogła chodzić, po prostu nie przyjęłam tego do wiadomości – mówi 60-letnia Lucia Kurs z niewielkiego Bad Krozingen w Niemczech. Będzie startowała w konkurencji zasilanych egzoszkieletów. – Po kilku latach na wózku i po codziennych, bardzo intensywnych ćwiczeniach mogłam wreszcie stanąć na własnych nogach dzięki specjalnym ortezom. Te urządzenia dają mi absolutnie nowy poziom mobilności.

– Mamy tu ludzi, którzy są w stanie udźwignąć dwie tony w specjalnym egzoszkielecie. Ale jeżeli zamienimy sterowanie dżojstikiem na takie, powiedzmy, sterowanie wzrokiem, będziemy mogli zatrudnić osoby sparaliżowane nawet w stoczni do przenoszenia ładunków – mówi Sivashankar Sivakanthan, pilot elektrycznego wózka sterowanego poruszeniami oczu. – Co najważniejsze, to jest technologia nieinwazyjna. Nie chcemy cyborgów naszpikowanych techniką. Mówimy o urządzeniach, które można zakładać i zdejmować.

Najbardziej niezwykłą dyscypliną będą jednak wirtualne wyścigi. Pilotami mogą być osoby całkowicie sparaliżowane, ponieważ sterowanie pojazdami odbywa się wyłącznie za pomocą impulsów elektrycznych mózgu. Uczestnicy będą musieli założyć na głowy specjalne czepki z elektrodami, a następnie reagować na to, co dzieje się na ekranie.

Konstruktorzy przyznają, że z technologicznego punktu widzenia te zawody są najtrudniejsze. Wokół będzie panował hałas utrudniający koncentrację. Obecność innych urządzeń elektrycznych sprawi, że odczytywanie sygnałów z mózgu będzie utrudnione. Ale to – wypisz wymaluj – utrudnienia występujące w normalnym życiu osób niepełnosprawnych. Jeżeli zatem technika sprawdzi się podczas zawodów, zapewne będzie działać również na zwykłej ulicy.

– Zacząłem się zajmować połączeniami mózg–komputer, gdy jedna z bliskich mi osób w wyniku postępującego schorzenia neurodegeneracyjnego została sparaliżowana – tłumaczy Jason Farquhar, szef zespołu dondersBCI. – Podstawowa technika, system elektroencefalografii, jest już dobrze sprawdzona. Zaczęliśmy testy ze zdrowymi ochotnikami, w maju przejdziemy do prób z udziałem sparaliżowanych pacjentów. Ostateczne testy odbędą się latem i wtedy też wybierzemy pilotów.

Pierwsze przymiarki do zawodów cyborgów odbyły się w połowie ubiegłego roku. Zespoły poproszono o udział, aby ustalić, jakie właściwie umiejętności i zdolności można przetestować. Pierwsze igrzyska cyborgów rozpoczną się 8 października w Swiss Arena w Kloten. Już teraz zapowiedziało w nich udział 80 zespołów z całego świata. Jeżeli pomysł spotka się z zainteresowaniem mediów, prof. Riener zapowiada, że kolejne odbędą się równocześnie z prawdziwymi igrzyskami olimpijskimi w 2020 roku w Tokio.

Co to oznacza dla profesjonalnego sportu? Już przypadek Oscara Pistoriusa zmuszał do myślenia, do czego może doprowadzić zastępowanie ciała bionicznymi protezami. Niepełnosprawny biegacz okazał się równie szybki jak jego pełnosprawni koledzy. „Jeżeli uważacie, że to nieuczciwa przewaga, dlaczego sami nie odetniecie sobie nóg i nie dorobicie protez?" – brzmiał najczęściej powtarzany argument obrońców występów Pistoriusa.

Teraz jednak sprawy idą znacznie dalej. A co, jeśli się okaże, że nieznające zmęczenia mechaniczne ramię będzie lepsze w wioślarstwie? Strzelec z okiem wzmocnionym kamerą nigdy nie chybi? Albo sportowiec przed skokiem w dal wybierze odpowiednią sekwencję impulsów elektrycznych trafiających do mięśni? Czy będzie jeszcze atletą, czy może (tylko) pilotem?

PLUS MINUS

Prenumerata sobotniego wydania „Rzeczpospolitej”: