v 5 hodin ráno v červnu 2007 pomohl americký námořní důstojník William Gadsby vést tým pěšáků do zemědělské půdy kolem Karmy, zemědělského centra v nestabilní Irácké provincii Anbár. Karma je palačinka-byt, s výhledem na míle daleko, a po několika hodinách na hlídce, Gadsby rostl strach. Byli jsme tady příliš dlouho, pomyslel si. Pravděpodobně nás sledují.

kolem 10. hodiny uslyšel ohlušující ránu. Oblak kouře ho obklopil. Pokusil se utéct a nikam se nedostal: dálkově odpálená bomba proměnila jeho pravou nohu v masu gore a gristle. Cítil jen adrenalin. Uši zvonily, převalil se a trhl pryč od místa výbuchu, dokud nedosáhl strany silnice. Když ležel v hlíně, zdravotník mu přiložil škrtidlo na pravou nohu, odstřelovačova kulka mu rozdrtila levé koleno.

více kulky zip minulost. Gadsby vykřikl rozkazy, i když z jeho těla vylily litry krve. Jakmile povstalci uprchli zpět do zemědělské půdy, jeho muži označili projíždějící kamion a naložili ho do zad. Jeho dýchání bylo otrhané a suché, a blikal do A Z vědomí. V polní nemocnici mu kněz přečetl jeho poslední obřady. Zavřel oči.

probudil se o den a půl později v lékařském křídle základny v Německu. Jako zázrakem si traumatolog zachoval levou nohu—ale pravou měl odřezanou nad kolenem.

následovaly měsíce bolesti: nekonečná fyzikální terapie, montáž protézy, výzva naučit se znovu chodit. Gadsby, 29 let, čelil tomu všemu čelně. Poté byl převelen na základnu v Jižní Kalifornii, vzal trávit odpoledne kulhavý nahoru a dolů na pláž, protože chůze v písku se skutečné úsilí, a on si myslel, že by rychlost jeho zotavení.

To ne. Část problému byla jeho protéza. To byla noha vyrobena z uhlíkových vláken—horní linie, jeho lékaři ho ujistil—a i když to mělo některé flex, zařízení stále cítil příliš tuhá. Každý krok mu poslal Rázovou vlnu do zad. Vždycky ho to bolelo.

„myslel jsem, že žiju v době, kdy technologie je pouze rozšiřuje—každý rok, tam je revoluční průlom,“ Gadsby, nyní je manžel a otec a sociální pracovník-v-školení, řekl mi nedávno. „To mi dalo naději. Něco na práci.“

na jaře roku 2010 četl o novém typu protézy, který vyvinul Hugh Herr, vedoucí skupiny biomechatronics v mediální laboratoři MIT. Herr sám byl dvakrát amputaci: V roce 1982, když mu bylo 17, tak by přišel o obě nohy k omrzlinám, které utrpěl při horolezecké expedici. Zatímco dokončení magisterský titul v oboru mechanického inženýrství na MIT, doktorát z biofyziky na Harvardu a postgraduální práci v biomechatronics na MIT, Herr vyvinul stále sofistikovanější pole umělá kolena, chodidla a kotníky. Jeho nejnovějším vynálezem byl plně počítačový systém kotníku s názvem BiOM, který napodoboval nohu z masa a krve, pohánějící uživatele vpřed s každým krokem. Neměla žádnou podobnost s žádnou jinou protézou na trhu.

„pro mě byl tento chlap, Dr. Herr, inspirací,“ říká Gadsby. „Na rozdíl od nás ostatních neseděl a přemýšlel:“ Bože, přál bych si, aby mohli přijít s lepším gadgetem.“Dostal ty tituly, aby se mohl opravit sám—a opravit všechny ostatní.“

***

Za poslední čtyři roky, 30-liché členy Media Lab biomechatronics skupiny pracovali mimo laboratoř ve druhém patře zářící sklo komplex na Amherst Street v Cambridge, kousek od Řeky Charles. Prostor má vysoké stropy a světlé, a dominuje běžecký pás, který se používá k testování protézy a exoskeletal zařízení. Uprostřed elegantní laminátové vzpěry a leštěné části stroje, jeden objekt vyniká: maso-barevné gumové ouško známý jako Jaipur Nohy. Jeho přítomnost v laboratoři je talismanická, pamětní. Až do relativně nedávno, Jaipur Foot, vynalezený v roce 1971 Indický chirurg, představoval vrchol protetické vědy: neživý paušální, že aped tvaru nohy bez replikovat jeho funkce.

„dřevo, guma, plasty,“ recitoval Hugh Herr, když jsem ho letos navštívil v Cambridge. „V době mé nehody to byla realita. Existovaly systémy kotníků, ale neexistovala žádná výpočetní inteligence. A mnoho klíčových technologických možností nebylo zavedeno, jako levné, výkonné, malé mikroprocesory. Mnoho snímacích schopností nebylo k dispozici. Totéž platí pro napájecí zdroje a motory.“

osobně, Herr, 51, má odvážné vzduchu—více Pařížský umělec, než hard-nabíjení Americký vědec. Nosí husté vlasy zametené dozadu a upřednostňuje tmavé blejzry a barevné šály. (Při natáčení pro italské vydání časopisu Wired pózoval v kombinéze na míru z jemného prádla; v laboratoři MIT visí význačně výbuch obálky.) Ale dojem je klamný. Herr se přiznal, že je „stoický k chybě,“ a když čelí otázkám, které považuje za triviální nebo nezajímavé, má ve zvyku jít monosyllabicky. „Jen nevyjadřuji, co je uvnitř,“ citoval Herr. „Moji studenti mají tendenci se mě bát a přál bych si, aby nebyli.“

částečně může být stoicismus reakcí na život v centru pozornosti. Ještě předtím, než přišel o nohy, Herr byl pocit v lezení na skálu světa—pohledný kluk z Mennonite farmě v Pensylvánii uvedení do divoké a chlupaté trasy, že i ostřílené veterány měl potíže replikace. Jeho nehoda, výsledek zpackaného zimního výstupu na New Hampshire Mount Washington, ho na několik měsíců zpomalil, ale brzy znovu stoupal, pomocí protetiky, kterou navrhl ve své vlastní dílně. A stalo se něco zvláštního: jeho lezení se zlepšovalo. Měl pružné gumové nohy, které mu pomohly vymýtit složité trhliny, a specializované mačky pro škálování ledových stěn. Opět se ozvala média-časopisy—noviny, televize.

zároveň neustále narážel na důkazy předsudků vůči lidem, jako je on. „Můj otec mi vyprávěl tento příběh o tom, jak krátce po amputaci končetin k němu v nemocnici přišel člověk a řekl:“ Ach, je mi to tak líto. Nebyl ženatý, že ne? Stal jsem se okamžitě podčlověkem!“Herr se divil. „Bylo to fascinující. Všichni jsme tak naprogramovaní, že si myslíme, že neobvyklé tělo je slabé.“

byl rozhodnut to změnit. Střední student střední školy, nyní konzumoval učebnice matematiky crateload. V jeho raných 20. letech, zapsal se na Millersville University, malá škola pár kilometrů od rodinné farmy v Lancasteru, Pensylvánie. Zatímco vysokoškolák, získal svůj první patent, pro protetickou ponožku, která se zadlužuje systému nafukovací vaky a mikroprocesory pomoci nositele chodit lépe a pohodlněji. Zařízení—spolu s sterling stupeň-průměr bodu—upoutala pozornost MIT přijímací personál, a na počátku 1990 Herr přestěhoval do Cambridge, aby pracovat na své magisterské. Neustále vymýšlel, neustále vrtal, stavěl, zlepšoval. Patenty se nahromadily: pro umělé klouby, počítačově poháněné kotníky, biomimetické kloubové pohony.

průmysl protetiky se zdál být uvězněn v jiném století a Herr ho chtěl vtáhnout do digitálního věku. „Byl tam dlouhý úsek času, kde bylo hodně technologický pokrok v jiných odvětvích, ale ne v našem oboru,“ Elliot Weintrob, Virginie protetik, který prodává BiOM zařízení, řekl mi. „Ano, Měli jste vznik uhlíkových vláken, ale vylepšení byla přírůstková: lehčí uhlíkové vlákno, silnější uhlíkové vlákno. OK, jaká je další úroveň? Další úroveň byla síla. Protože bez ohledu na to, kolik jara máte v tomto uhlíkovém vlákně, dokud se nezačnete snažit nahradit činnost svalu, jste ze své podstaty omezeni. To byl génius Hugha Herra-pochopil to.“

V roce 2007, Herr založil společnost s názvem bionika iWalk (název byl později změněn na BiOM), a přináší do života moderní technologie, která měla vždy ho fascinovala. Výzkum a vývoj v protetice nebyl zvláště dobře financován nebo atraktivní pro inženýry a vědce, ale věci se rychle měnily. „S válkou proti teroru, a konflikty v Iráku a Afghánistánu, a všechny tyto návrat zraněných, Kongresu rozpoutaly miliony do výzkumu peníze,“ Herr připomenout. „Další řidič byl, že hlavní disciplíny relevantní pro bionics dospěl, od robotiky pro tkáňové inženýrství. A dozrávaly na úroveň, kde bychom mohli skutečně stavět bioniku, jak si představovali hollywoodští a sci-fi spisovatelé.“

Herr trénoval své zaměření na kotník, děsivě složitou část lidské anatomie a tradičně nedostatečnou protetickou technologií. Koncem roku 2009 probíhalo testování na PowerFoot BiOM, prvním systému dolních končetin, který používal robotiku k nahrazení funkce svalů a šlach. Použití palubních mikroprocesorů a tříčlánkové iontové lithiové baterie, zařízení skutečně pohánělo uživatele vpřed s každým krokem, způsobem organického svalu. Pro pohon se BiOM spoléhal na vlastní pružinu z uhlíkových vláken—pokaždé, když uživatel odstoupil na zařízení, byla pružina naplněna potenciální energií. Na vzestupu byla tato energie doplněna malým bateriovým motorem.

Ale Herr a jeho tým věděl, že všechny kroky nejsou rovni: Lézt do prudkého svahu vyžaduje velmi odlišné chůze—a velmi různých částech těla—od chůze přes tenisový kurt. Tak se vyvinula proprietární algoritmus, který měří rychlost a úhel počátečního dopadu paty na BiOM, a kontrolované pomocí mikroprocesorů, rychlost a úhel klesání na další krok.

BiOM vážil asi pět liber-víceméně hmotnost lidského kotníku a nohy—a byl připevněn ke zbytkové končetině uživatele jednoduchou zásuvkou z uhlíkových vláken. Testy ukázaly, že zařízení vrátilo asi 200 procent energie těla směrem dolů. Špičková protéza z uhlíkových vláken se vrátila pouze z 90 procent.

desítky milionů dolarů v rizikovém kapitálu nalil. Ditto pro e-maily a dopisy od amputovaných zoufale touží sloužit jako BiOM morčata. Ta palba se nezastavila. „Je to zdrcující,“ řekl mi Herr a kroutil hlavou. „Je to emocionálně zdanění a srdcervoucí.“