denna artikel publicerades ursprungligen i 2016-numret av Skulematters magazine.
på många sätt rivaliserade George Klein (MechE 2t8) Thomas Edison, Alexander Graham Bell och andra ikoner inom ramen för hans uppfinningsrikedom och påverkan — säkert i hans effekt på samhället. Hans projektområden varierade från luftfart, försvarssystem och kärnenergi till konstruktionssäkerhet, kommunikation och rymdteknik.
samtidigt kan Kleins arbete överdrivas om det inte placeras i samband med hans fruktbara samarbeten och andras bidrag. Många anmärkningsvärda människor hjälpte inte bara och inspirerade honom, utan tillämpade också sina uppfinningar på daglig träning. Kleins karriär och erfarenhet är en modell för innovation inom alla områden, särskilt hälso-och sjukvårdsteknik.
född i Hamilton, ha. 1904 tillbringade Klein sin fritid som barn i sin fars Smyckesbutik och klockfabrik där det konstnärliga arbetet med guld och silversmeder sprang parallellt med klocktillverkarnas mikromekanik. Han hänvisade ofta till det som ett gymnasium för kreativitet och prövostenen för många av de geniala mekaniska enheterna som han senare designade och byggde. Inte en stor student akademiskt visade han ändå talang i verkstaden och tjänade tekniska skolmärken som var tillräckligt starka för att få tillträde till University of Toronto ’ s Faculty of Applied Science & Engineering. Här lärde han sig fördelarna med samarbete och de färdigheter som skulle forma hans karriär.
i 40 år av den karriären arbetade Klein som maskiningenjör och designer vid National Research Council of Canada (NRC) labs i Ottawa där han kom 1929 för att gå med i sin tidigare U Of T Engineering professor John Hamilton Parkin (MIE). På NRC samarbetade Klein inte bara med doktorskollegor, utan också hantverkare, maskinister och tekniker som snabbt kunde bygga och justera sina många prototyper.
tvärvetenskapligt samarbete drev hans innovationer på många av samma sätt som det inspirerar till teknisk forskning idag.
den första elektriska rullstolen
atypiskt samarbete är kärnan i tusentals innovationer inom hälsoteknikområdet och mer än ett fåtal involverar Klein. Men ett av de mest levande exemplen är utvecklingen av den första massproducerade elektriska rullstolen-en design som på sin tid kallas ”The Klein Chair.”
historien börjar med upptäckten och förfiningen av penicillin, vilket dramatiskt minskade antalet dödsfall från ryggmärgsskador under krigstid. Under första världskriget resulterade en ryggskada i nästan säker död från efterföljande infektion. Men vid andra världskriget hade soldater 80-90 procent överlevnad från ryggskador tack vare det revolutionerande nya antibiotikumet.
en av de överlevande från andra världskriget var John Counsell, en kanadensisk officer skjuten genom ryggen vid Dieppe. Han skulle leva resten av sitt liv med paraplegi. Först nöjd med manuella rullstolar blev det klart för Counsell att quadriplegics skulle behöva något mer. Hans förespråkande, och Kanadas särskilda engagemang för hälso-och sjukvård och veteranstöd, samlades under efterkrigstiden för att manifestera sig som en begäran till NRC och Klein att bygga en helt ny rullstol.
Klein ansåg att projektet var det mest givande i sin karriär. Till slut utvecklade han ett unikt paket med tekniker, inklusive joysticken, stramare vridsystem och separata hjuldrivningar som fortfarande är funktioner i elektriska rullstolar idag. Efter att kanadensiska veteraner fick sina elektriska stolar gjordes en internationell insats för att engagera tillverkare. Detta kulminerade i den formella överföringen av prototypstolen till USA: s ambassadör i Kanada och chefen för US Department of Veterans Affairs med patentfria rättigheter för att uppmuntra produktion i USA inom några år hade stora rullstolstillverkningsföretag anammat tekniken och gjort den tillgänglig för funktionshindrade civila massor.
den prototypen rullstolen hölls på Smithsonian i Washington i flera år, men återvände till Kanada 2004 och är nu en del av Canada Science and Technology Museum collection i Ottawa. När besökare tittar på det i displayen informeras de inte bara om Klein utan också om att rullstolen var ett projekt som engagerade vårdpersonal, läkare, terapeuter, mekaniska designers, elingenjörer, administratörer och, unikt, patienterna.
idag betraktas patienter i forskningsprojekt rutinmässigt som deltagare och medarbetare i processen som deltar, med samtycke, och ger värderad feedback. Men i början av 1950-talet var det ett upplyst tillvägagångssätt att inkludera dem i de tidiga stadierna av ett projekt. Klein var särskilt bemyndigad av sin respekt för patienternas åsikter — de som i slutändan skulle dra nytta av hans innovation.
livräddande mikrosurgisk suturanordning
även om den är listad bland Kleins uppfinningar, är den mikrokirurgiska suturanordningen också med rätta katalogiserad i patent som ”NRC-Vogelfanger” – instrumentet. Vogelfanger som citerades här var Kleins viktigaste meduppfinnare — en respekterad universitetsprofessor och läkare-känd som en av de mest skickliga kirurgerna i Kanada.
motiveras av ohyggliga erfarenheter i Josef Stalins fängelsesystem, Isaac Vogelfanger letade efter mer effektiva sätt att ansluta avhuggna artärer och vener när han närmade Kleins NRC lab för att få hjälp i slutet av 1950-talet.
Innovations Aplenty
bortom den elektriska rullstolen och suturanordningen, Klein tillbringade sin tid på NRC arbetar på projekt som sprang från ”The stick and string” era av luftfart till rymdfärjan . Här är fem av hans mest kända uppfinningar:
en mäktig vind
han bidrog väsentligt till konstruktionen och utformningen av de första NRC-vindtunnlarna, vilket hjälpte till att inte bara styra utvecklingen av den kanadensiska flygindustrin utan också de första streamliner-lok, broar och byggnader över hela Kanada.
Wartime and the Weasel
Kleins arbete spelade en avgörande roll i många av vårt lands vetenskapliga och tekniska bidrag till andra världskriget. De mekaniska instrument som hans team byggde för militären överförde ofta till privat industri för att bidra till efterkrigstidens industriella utveckling. Hans expertis inom mekanik och material fick honom att arbeta med det första militära snöfordonet, Weasel, ett av hans krigstidsprojekt och en gång knuten till den första specialtjänsten, djävulens brigad.
första kanadensiska kärnreaktorn
Klein var också chefsingenjör och mekanisk designer för Zero Energy Experimental Pile (ZEEP). Beläget nära Chalk River, Ont., ZEEP var den första kärnreaktorn som fungerade utanför USA
att sätta skidor på flygplan
han var en ledande expert på utformningen av flygplanskidor och gjorde det praktiskt att sätta dem på bushplanes, indirekt öppna stora områden i Kanada för prospektering och lufttransporter. Detta arbete ledde honom att etablera ett praktiskt system för marktäckande snöklassificering som blev den internationella standarden och inramade forskning inom konstruktion, transport och lavinförebyggande.
rymdloppet
i början av 1960-talet gav Kleins infällbara lagringsbara tubulära Förlängbara medlem (stam) antenn Kanada en speciell plats i rymdåldern. Den användes i alla rymdfarkoster Mercury, Gemini och Apollo, kända satellitprojekt och över 100 andra innovationer. Efter pensionering och långt över 70 års ålder arbetade Klein som chefskonsult på gear design för den första Canadarm och sedan efter sin 80-årsdag bidrog han till systemets vidareutveckling inom Shuttle-programmet.
Klein skicklighet som mekanisk designer och hans tillgång till verkstadskollegor som kunde göra ideer verkliga med relativt lätthet ledde till utvecklingen av en häftapparat som lätt omsluter avskurna blodkärl, viks tillbaka vävnaden och kopplade bitarna med en snap. Besvärlig och rå enligt standarderna för dagens avancerade teknik, verktyget gjorde tricket och användes i hundratals experimentella operationer på 1960-och 1970-talet. det licensierades så småningom till en Montreal-tillverkare som gjorde det bra med kommersialiseringen.
med hjälp av denna enhet utförde Vogelfanger den första njurtransplantationen på Ottawas Civic Hospital och den första dubbla transplantationen med organöverföringar mellan två sjukhus — var som helst.
Legacy
Klein sökte aldrig kredit, men fick bara erkännande när andra hänvisade till hans prestationer. Bland de många utmärkelser han fick under sin karriär utsågs Klein till Officer i Order of Canada och infördes i Canadian Science and Engineering Hall of Fame — anmärkningsvärda utmärkelser som betonar hans inverkan på tillväxten av kanadensisk teknik, vetenskap och teknik.
hans blygsamma natur hjälpte honom att arbeta med människor från olika tekniska områden och med olika intressen, men Klein sa att han var särskilt motiverad att samarbeta med andra på de projekt som överbryggade Vård och teknik — områden som engagerar forskare i gemensamt syfte att hjälpa människor samtidigt som han löser några av världens största utmaningar.
när han gick bort den Nov. 4, 1992 vid 88 års ålder hade Klein bidragit med uppfinningar till ett världskrig, rymdålderns gryning och ett av de viktigaste tekniska hälsovårdsprojekten från 20-talet, bland otaliga andra.
om författaren
Dick Bourgeois-Doyle bor i Ottawa och är generalsekreterare för National Research Council of Canada. Han tjänstgjorde tidigare som stabschef för minister för vetenskap och teknik och minister för fiske och hav. En tidigare programföretag och journalist, han har bidragit till många artiklar, TV-funktioner, och radioprogram på historien om Kanadensisk vetenskap och kreativitet. En känd biograf, Bourgeois-Doyles bok George J. Klein: The Great Inventor är tillgänglig som en e-bok.