エマ・ルッチオさんは脊柱側弯症と診断されたとき、11歳の子供なら当然するであろうことを実行しました。つまり、自分自身と他の人々の治療効果を高めるのに役立つ技術を考案したのです。
脊柱側弯症はよくある健康状態です。そして結局のところ、エマは並外れた若者でした。彼女は診断結果を知った後、X線検査に代わる方法を開発することを決意した。
早期診断はその後の生活の質に影響を与える可能性があるが、従来、医師は脊柱側弯症患者の背中の地形を調べて湾曲度を計算し、その後、スクリーニングと治療法として、何年にもわたって患者の体に繰り返しX線を照射し、受けた治療が実際に役立っているか、害になっているかを評価している。このシナリオに少し不安を感じる人は、あなただけではありません。
エマは、問題は長期間にわたる大量の放射線が悪影響を及ぼす可能性があることだと指摘した。「X線について調べて、それがいかに有害であるかを知りました」と彼女は語った。「3か月ごとに受けなければならない人もいます。特に10代の頃は、放射線を浴びすぎていることになります。」
それにより、彼女はすべてのイノベーターたちの心にある、非常にシンプルで本質的な質問をするようになりました。
これを行う別の方法はありますか?
革新
エマの学校であるタルコット マウンテン アカデミーは、長年にわたりコネチカット発明コンベンションに参加しています。エマが初めてこのコンテストに参加したのは6歳のときでした。「これができないなんて考えたこともなかった」と彼女は心から冗談を言った。
「私は中学1年生の時に最初のプロトタイプを作りました。加速度計付きのArduinoを使用しました。」
エマは最新のアイデアを開発する過程で、多くの画像技術を研究しました。ある時、彼女はニューヨークのコロンビア大学まで出向き、地形図を使って人間の背骨の山と谷を表示する機械を見学した。やがて彼女は赤外線を発見した。
「赤外線が画像撮影に使われているという話を何度も聞きました」と彼女は説明した。「私がそれを使用した最初の理由は完全に間違っていました」と彼女は振り返る。彼女は、脳内の組織密度の違いを見るのに使われる拡散光断層撮影法を研究していた。そこで彼女は、それを使って背骨を見てみたらどうかと考えました。うまくいきましたが、計画通りではありませんでした。背骨が曲がると筋肉が緊張し、熱が発生します。赤外線センサーが感知するのは組織の密度ではなく、この熱だと彼女は気づきました。
「これは、仮説を立てて、それが完全に間違っていることを証明しても、解決策を見つけることができることを示しています。」
彼女は粘り強く追求し、自宅で治療が効いているかどうか確認できるツールを作るというアイデアを磨き上げました。大量の放射線リスクを負うことなく、（6か月ごとではなく）即時のフィードバックを提供するツール。
持続性
それは氷山の一角に過ぎないことをエマは発見した。彼女にはこれからやるべき仕事が山ほどあった。
「最初に学校から赤外線カメラを借りたとき、写真を撮ったのですが何も見えませんでした。カメラの使い方が間違っていないか、カメラが機能していないか確認しました。」エマさんはカメラを正しく使用していましたが、それでも散乱の問題に直面していました。カメラが他の発生源から熱を吸収し、画質が低下していたのです。
エマはフィルターを使って背中の最も熱い部分と最も冷たい部分を強調しました。彼女は散乱を減らすために鏡がよく使われることを発見しました。赤外線加熱ランプも役立ちました。
さらに研究と改良を重ねた結果、段ボールを使って散乱を隔離する方法を説明した記事が完成しました。最初のプロトタイプを作るために、エマは巨大な段ボールに穴を開け、その後ろに立った。これが彼女の背骨を隠すベストのデザインのきっかけとなった。 … その結果、最適な多孔性を見つけるために、さまざまな材料を使った再設計の波が起こりました。
エマはカメラ ソフトウェアを使って画像を編集し、彩度とコントラストを調整して最も重要な部分を強調しました (図1を参照)。そして彼女はさらに深い分析へと進みました。
「写真が手に入ったので、画像内の曲線を測定する方法を開発しようとしています。「通常の測定はコブ角で、これは最も傾いている2つの椎骨に基づいています」と彼女は言いました。
エマはそれ以来、機械学習を利用して、画像を処理するために必要な高度なソフトウェアを作成しました。彼女はまた、品質を継続的に向上させることを目指しています。「私の画像の中には良いものもありますが、表面の熱を測定しているため、X線ほど良くはありません。表面下を測定する必要があります。」
彼女の粘り強さは、電球に使う適切なフィラメントを見つけるために何千もの材料を試したトーマス・エジソンの物語を思い出させます。現在までに、エマは1,000枚以上の画像を撮影し、このプロジェクトに推定1,000時間以上を費やしました。
インスピレーション
2018年、エマは 全国発明大会および起業家博覧会。そして勝った。「二つの会社から賞をいただきました」と彼女は語った。その1つがArrow Electronicsでした。
しかし、スポンサーはエマに小切手を書きませんでした。代わりに、彼らは彼女に技術サービスへのアクセスを提供し、彼女を助けてくれる業界の人々とつなげてくれました。彼女は、何が現実的で、次にどこへ向かうべきかについてアドバイスできる専門家との対話に時間を費やした。
「このことをもっと早く知ったことが、今の私が早くここにたどり着く上で大きな役割を果たした」とエマさんはこれまでの歩みを振り返った。「最初の2年間は、認められることに集中し、賞を獲得したいと思っていました。だから、それを手に入れるまで何度も通い続けました。」
競争はより深い情熱の種をまき、エマはすぐに、自分が発明そのものが内在する報酬のために発明をしていることに気が付きました。結局、それは彼女に、自分が本当にどれだけ人々を助けたいと思っているかという自覚を与えたのです。
インパクト
エマが示すように、イノベーションは多くの場合、非常に個人的な経験から生まれます。彼女は、自分にとって差し迫った、毎日直面している問題を解決しているのです。他の人にとっては、そのようなインスピレーションは、運動障害のある祖父母や聴覚障害のある親友を助けたいという思いから生まれるかもしれません。
「私は人々を助けたいのです」と彼女は語った。「それが私を支えているんです。発明でここまで進んだのは初めてです。どこまでできるか見てみたい。」
エマは自分でビジネスを始めることも考えています。プロジェクトに取り組むにつれ、彼女の心は起業家精神に傾き、何かを拡大し、それを市場に投入して幅広い視聴者に価値を提供するという考えに傾くようになります。
若いイノベーターたちが解決したい問題を探求し、成功するために必要なツールやスキル構築へのアクセスを与えられると、エマのような学生は自分の運命をコントロールすることを学ぶ。 … そして、潜在的には、私たち全員を前進させるイノベーションが生まれるかもしれません。
エマの好奇心と意欲は彼女自身の生活の質に直接影響を与えており、おそらくいつの日か彼女は何百万人もの人々の生活に影響を与えることになるでしょう。それは彼女の学校と、発明コンテストに参加するよう奨励されたことによって育まれました。
そして、簡単な質問から始まりました。
NICEEについて
全米発明コンベンションおよび起業家博覧会 (NICEE) は、子供たちに違った考え方をさせ、自分のアイデアを実現できると信じさせることを奨励するSTEMIE連合 (STEM + 発明 + 起業家精神) が主催しています。STEMIE連合は最近、発明と革新に関心を持つ人々の聖地であるヘンリー・フォード・アメリカン・イノベーション博物館に買収されました。2018年、エマはArrow Innovation in Electronics Awardを受賞しました。