2006年,凯特琳·托特(Katelyn Toth)和她的继兄正在印第安纳州不来梅附近的一个小湖上划船,突然不知从哪里刮来一场风暴,并发出一道闪电,这是半径60英里内唯一的一次闪电。

虽然她的继兄只受到了轻微的打击,但凯特琳却承受了突如其来的打击。闪电非常强大,它们会蒸发树液,引起蒸汽爆炸,把树干炸开。凯特琳的脸部、颈部和躯干被三度烧伤。

这个12岁的女孩喜欢垒球,吹单簧管,在暴雨后在车道上救出蚯蚓,还曾把27只青蛙带回地下室。她被空运到两家不同的医院。她在类似昏迷的状态中徘徊了几个月,她的大脑受到了严重的冲击。密歇根州卡拉马祖一家特殊烧伤病房的医生告诉她的母亲朱莉·诺布利特,凯特琳再也不能走路或说话了。

“当我们外出时,她给我们带来了很多光明。”

一年后,凯特琳回到卡拉马祖的烧伤科,在助行器的帮助下走进了医院的门。一直参与她治疗的男护士泪流满面。但凯特琳和她的母亲太专注于恢复,而不是自怜。

“当我们外出时,她给我们带来了很多光明,”朱莉这样评价她的女儿。“我把它叫做她的光。这是一种气场,她释放能量的方式。她的决心。这只会把人们吸引到她身边,让他们微笑。”

一群圣母大学工程专业的学生被凯特琳的光芒所吸引,他们在这个学期里尝试如何帮助她走出康复的另一步:自己吃饭。现在她22岁了,当她把手臂贴近身体时,她可以控制自己的手臂,但当她伸出手臂时,持续的神经损伤会引起震颤,使她几乎无法控制叉子或勺子。

朱莉说:“当我们在餐馆吃饭时,我看到她避开了那里的其他人,这样他们就看不到她被喂食和吃饭了。”“这让我心碎。这个项目是关于自尊的,让她自己控制自己的饮食。”

血清

“它为我们作为工程师的工作赋予了目标。”

学生们采取了两种不同的方法。艾米丽·坎宁安(Emily Cunningham)领导的团队专注于改造机械臂。迈克尔·博伊尔采用了一种更简单的机械方法,用PVC管件来扩大凯特琳的触及范围。老年人更像是合作伙伴,而不是竞争对手。

SERO students

坎宁安说,第一次见面时,她惊讶地发现自己和凯特琳年龄相仿。

坎宁安说:“她有一头漂亮的金发,扎着精致的辫子,显示出她妈妈对她的爱。”“凯特琳在治疗中非常努力,但你可以看出饮食令人沮丧。如果她能重新获得那种自由感,那就太好了。”

坎宁安和博伊尔正与凯特琳一起在圣母大学学习一门名为“学生工程师伸出援手”(SERO)的一学分课程。Paul Brenner是计算机九博体育研究中心的副主任,也是计算机科学与工程的副教授,他自愿担任这个班大约10名学生的教师导师。

SERO源于一个全国性的服务学习设计项目,在这个项目中,学生团队与当地服务组织合作,解决人类和社区的需求。布伦纳说,他在读九博体育研究生时曾指导过一个团队,2007年加入教职员工后接手了这个团队。

“这给了我们作为工程师的工作一个目标,”布伦纳说。“这是一种应用所学知识的方式,当他们坐在第三节微积分课上,对技术方面感到不知所措时,这可以帮助他们。他们也喜欢帮助社区。”

SERO engineering experimentations

坎宁安对此表示赞同:“有一段时间,我对工程有点厌倦了,但SERO是我留在公司的原因之一。”虽然工程专业的男生比例约为70%,但班级的男生比例却往往相反。她推测,女性被人际关系所吸引,而其他俱乐部则以职业发展为目标,比如一个为校际比赛制造越野车的团体。

两位大四学生都上过五次这门课。周一晚上有一节非正式的课,布伦纳在那里听取最新情况并提出建议。学生们周二晚上在斯丁森-雷米克大厅的一家机械车间上课。

他们称这次会议为“玩具”,因为他们开展时间最长的项目是在地区医院为身体有缺陷的儿童改装玩具。活动包括在MP3播放器上安装更大的按钮,为孩子们乘坐的玩具汽车制作脚带和不同的转向手柄,以及重新连接更大的开关。他们甚至3d打印特殊部件,使玩具卡车更容易控制。

博伊尔说:“孩子们太喜欢它们了,他们的父母并不总是把它们带回来。”“医院真的不介意,所以我们就改了新的。”

复苏

“没有教科书告诉我们下周会发生什么。”

诺布利特在描述凯特琳出事那天的情景时,一直在与情绪作斗争。她接到电话时正在眼科办公室工作。她不敢相信车里没油了,只好用颤抖的手臂加了几加仑的油。看到收银台前有人排队,她把钱扔向收银员,继续盲目地往西开。

凯特琳首先被送往不来梅,然后被空运到南本德的纪念医院。诺布利特的丈夫在停车场遇到了她,因为她不知道自己要去哪里。当她到达医院时,她脱下鞋子冲进医院,却发现女儿没有反应。她记得自己曾对凯特琳耳语,说天使会照顾她。“不要放弃,”她说。

诺布利特了解到,严重的烧伤在好转之前会变得更糟。脑外伤是永久性的。短期记忆受到影响,身体运动也受到影响。

“她必须重新学习如何做每件事,”诺布利特说。“每件事都是一个过程,即使是像把牙膏涂在牙刷上这样的小事。有些时候,她的震颤非常严重,她甚至不能喝一杯水。几乎所有我们认为理所当然的事情。”

说话仍然是一种挣扎,尽管凯特琳能说一些单词,也能听懂别人说的话。她点头或摇头,或竖起大拇指。她和诺布利特经常不用语言交流。对于更复杂的讨论,凯特琳在iPad上打字。

这些问题是不可避免的。为什么一个孩子被打了,另一个却幸免?她为什么会出现在那个地方?上帝怎么会让这种事发生呢?但诺布利特说,凯特琳更多地依赖于她的信仰,曾经问上帝是否能理解她的祈祷,“即使我不能很好地说话”。

Katelyn's Physical Therapy

诺布利特辞去了工作,在过去的十年里一直是一名全职护理人员。她引导凯特琳通过一条专门的道路完成学业,并努力让她保持活跃,包括骑马治疗和在他们的发廊做志愿者工作。音乐似乎有助于她的记忆力。

埃尔克哈特的三一路德教会为凯特琳设立了一个基金,帮助她支付医疗费用和其他需求。如果有人愿意帮忙,请把你的捐款寄到教堂,注明“关注”谢莉·施耐德,并附上一张纸条,说明这是给凯特琳·托特的。

他们最近买了一只带挽具和把手的服务犬,凯特琳可以抓住它帮助她走路。小熊是一只黑色的大拉布拉多犬,在不嗅客人的时候耐心地坐在她身边。两人都喜欢与其他人互动。

“这不是一条直线,”诺布利特说。“她在一个领域取得进展,在另一个领域失去进展。没有教科书告诉我们下周会发生什么。”

母亲和女儿显然很高兴与精力充沛的学生一起设计和构建一个定制的解决方案,为凯特琳养活自己。

校准

“尝试最快的方法,把概念写下来,然后完善它。”

凯特琳的项目之所以开始,是因为她在纪念神经门诊治疗中心的职业治疗师希瑟·比弗听说了SERO,并联系了布伦纳。

Robotic arm with joystick tests

SERO花300美元买了一个机械臂,坎宁安希望对它重新编程,这样凯特琳就可以用操纵杆控制它了。博伊尔选择了一种更机械的方法来延长管道和关节,因为他认为这会让人感觉更自然、更独立。布伦纳鼓励采用双重方法,这样就会有多种选择和温和的竞争。

坎宁安说:“我们在这里学到的一部分是快速失败。“尝试用最快的方法,把概念表达出来。然后改进它。”

当学生们试图校准机械臂并改变其速度和抓取动作时,机械臂立即产生了延迟。坎宁安的团队从互联网上下载了开源程序,试图对其进行重新编程。对凯特琳来说,操纵杆也很笨拙。

博伊尔开始使用计算机辅助设计程序,输入桌子和椅子的尺寸,然后到家得宝购买PVC管和夹子。早期的版本使用橡皮筋和管道胶带来固定叉子。他说,塑料可能看起来不太好,但它比金属更轻,更容易成型。

Calibration of concept arm

博伊尔让凯特琳测试了他的第一个版本,看看需要改进的地方。诺布利特说,当她身体向前倾得太远时,她窒息的危险就会增加。于是,博伊尔回到店里,重新设计了接头和管子的长度,把弹簧换成了橡皮筋,并找到了一个用来固定餐具的橡胶块。

几个月来,两个团队一直在改进他们的装置,直到深夜。有一次,他们被挤在机械车间里的新生项目逼到了走廊里。博伊尔说,他们专门为凯特琳量身定制了他们的设计,但可能还有其他病人也有类似的限制。

“为特定客户设计,然后再为更大的市场生产,总是更好的,”他说。“我在一家公司实习时也有过类似的经历。”

回报

“这酷吗?”你都是自己做的。”

随着学期即将结束,博伊尔和坎宁安在4月21日与凯特琳会面,尝试最新的PVC管道系统。博伊尔将设备夹在桌子上,而坎宁安则帮凯特琳系上魔术贴带,将她的右臂固定在手柄部分。

坎宁安烤了巧克力球,还带来了新鲜水果。凯特琳选择了更健康的选择。她把叉子往下推,刺了一块水果,新的弹簧把叉子推了回来,她操纵着关节把叉子扭向她的嘴。使用双臂,她发现更好的控制。

Boyle and Cunningham meet with Katelyn

这个过程需要一些练习,但凯特琳立即竖起了大拇指。接着,她捅了一颗黑莓,并用叉子把它塞进嘴里。她的治疗师比弗非常激动,含着眼泪说:“我们等这一天等了多少年了?”

诺布利特揉了揉女儿的肩膀。“这酷吗?”她在她耳边低语。“这一切都是你自己做的。”

博伊尔解释说,他会根据最新的结果再做一些改变,并在夏天把这个设备交给凯特琳练习。她可以向SERO小组提供反馈,该小组将在明年对其进行改进。凯特琳不停地给自己喂水果,似乎更多的是享受这个过程,而不是出于饥饿。坎宁安感谢她与SERO合作。

“这太神奇了,”博伊尔说。“这是对我们所学知识的最佳利用。通常,我们只是做个测试,但看到结果真是太棒了。”

凯特琳俯身在她的iPad上,输入了一条信息:“喜欢它。我太高兴了。”

她把iPad滑到SERO学生面前,按下一个按钮,大声说出了这句话:“喜欢。我太高兴了。”