klokka 5 på en blærende morgen i juni 2007 hjalp U. S. Marine Cpl. William Gadsby med å lede et team infanterister inn i jordbrukslandet Rundt Karma, Et landbruksnav i Iraks flyktige Anbar-Provins. Karma er pannekake-flat, med sightlines for miles, og etter noen timer på patrulje, Gadsby vokste bekymret. Vi har vært her for lenge, tenkte han. De sporer oss sikkert.Rundt klokken 10 hørte han et øredøvende smell. En sky av røyk innhyllet ham. Han prøvde å løpe og han kom ingen steder: en eksternt detonert bombe hadde slått sitt høyre ben til en masse gore og gristle. Alt han følte var adrenalin. Ører ringer, han rullet og rykket bort fra eksplosjonsstedet til han nådde siden av veien. Da han lå i skitt, med en corpsman bruke en tourniquet til hans høyre ben, en snikskytter kule pulverisert hans venstre kne.

Flere kuler zippet forbi. Gadsby ropte ut ordrer, selv som liter blod strømmet ut av kroppen hans. Når opprørerne hadde flyktet tilbake til jordbruksland, hans menn flagget ned en passerende lastebil og lastet ham inn i ryggen. Pusten hans var fillete og tørr, og han flimret inn og ut av bevissthet. På felthospitalet leste en prest ham hans siste riter. Øynene lukket seg.

han våknet en og en halv dag senere i den medisinske fløyen til en base I Tyskland. Mirakuløst hadde en traumekirurg bevart sitt venstre ben – men høyre hadde blitt savet av over kneet.Måneder med smerte fulgte: den endeløse fysioterapi, montering av en protese, utfordringen med å lære å gå igjen. Gadsby, 29 år gammel, møtte alt på hodet. Etter at han ble overført Til en base I Sør-California, han tok til å tilbringe sine ettermiddager hobbling opp og ned på stranden, fordi vandre i sand tok reell innsats, og han trodde det ville fremskynde hans utvinning.

Det gjorde det ikke. En del av problemet var protesen hans. Det var en fot laget av karbonfiber—toppen av linjen, hans leger hadde forsikret ham-og selv om det hadde litt flex til det, følte enheten fortsatt altfor stiv. Hvert skritt sendte en sjokkbølge opp ryggen. Han var alltid sår.

» jeg trodde, jeg lever i en tid hvor teknologien bare ekspanderer—hvert år er det et revolusjonerende gjennombrudd, » Fortalte Gadsby, nå ektemann og far og sosialarbeider i trening, meg nylig. «Det ga meg håp. Noe å gå på.»våren 2010 leste han om En ny type protese som ble utviklet Av Hugh Herr, leder av biomechatronics group ved MITS Media Lab. Herr selv var en dobbel amputert: i 1982, da han var bare 17, hadde han mistet begge beina til frostbit opprettholdt under en fjellklatring ekspedisjon. Mens Han fullførte en mastergrad i maskinteknikk ved MIT, en doktorgrad i biofysikk Ved Harvard og postdoktoralt arbeid i biomekanikk ved MIT, hadde Herr utviklet et stadig mer sofistikert utvalg av kunstige knær, føtter og ankler. Hans siste oppfinnelse var et fullt datastyrt ankelfotsystem kalt BiOM, som imiterte en kjøtt-og-blodfot, som drev brukeren fremover med hvert trinn. Det hadde ingen likhet med noen annen protese på markedet.»for Meg var denne fyren, Dr. Herr, en inspirasjon,» Sier Gadsby. – I motsetning til resten av oss satt han ikke og tenkte: «Jøss, jeg skulle ønske de kunne finne på en bedre gadget. Han fikk de grader slik at han kunne fikse seg selv – og fikse alle andre.»

***

for de siste fire årene har 30-talls medlemmer Av Media Labs biomechatronics-gruppe jobbet ut av et laboratorium i andre etasje i et skinnende glasskompleks På Amherst Street I Cambridge, ikke langt fra Charles River. Rommet er høyt tak og lyst, og dominert av en tredemølle, som brukes til å teste proteser og eksoskeletale enheter. Blant de slanke glassfiber struts og polerte maskindeler, skiller en gjenstand ut: en kjøttfarget gummi vedheng kjent som En Jaipur Fot. Dens tilstedeværelse i laboratoriet er talismanisk, minnesmerke. Inntil relativt nylig representerte Jaipur-Foten, oppfunnet i 1971 av En Indisk kirurg, toppen av prostetisk vitenskap: en livløs klump som aped form av en fot uten å replikere sin funksjon.

«Tre, gummi, plast,» hugh Herr resiterte da jeg besøkte ham i Cambridge tidligere i år. «På tidspunktet for ulykken min var det virkeligheten. Det var fot-ankelsystemer, men det var ingen beregningsintelligens. Og mange viktige teknologiske evner var ikke på plass, som billige, kraftige, små mikroprosessorer. Mye sensing evne var ikke tilgjengelig. Det samme gjelder strømforsyninger og motorer.»

Personlig Har Herr, 51, en raffish luft-mer Parisisk kunstner enn hardladende Amerikansk forsker. Han bærer sitt tykke hår feid tilbake og favoriserer mørke blazere og fargerike skjerf. (I en shoot for en italiensk utgave Av Wired magazine, poserte han i en skreddersydd jumpsuit av fint lin; en blowup av dekselet henger fremtredende i mit lab.) Men inntrykket er villedende . Herr har tilstått å være «stoisk til en feil», og når han står overfor spørsmål han anser som trivielle eller uinteressante, har han en vane med å gå monosyllabisk. «Jeg uttrykker bare ikke hva som er inni,» Har Herr blitt sitert. «Studentene mine har en tendens til å være redd for meg, og jeg skulle ønske de ikke var det.»

Delvis kan stoismen være et svar på livet i rampelyset. Selv før han mistet bena, Herr var en følelse i fjellklatring verden-en kjekk gutt fra En Mennonite gård I Pennsylvania sette opp ville og hårete ruter som selv herdet veteraner hadde problemer med å replikere. Hans ulykke, resultatet av en mislykket vinterbestigning Av New Hampshires Mount Washington, reduserte ham i Noen måneder, men snart klatret han igjen, ved hjelp av proteser han designet i sitt eget verksted. Og noe merkelig skjedde: hans klatring ble bedre. Han hadde fleksible gummiføtter som hjalp ham med å kaste opp vanskelige sprekker, og spesialiserte kramper for å skalere isvegger. Igjen kom media til å ringe—magasiner, aviser, TV.samtidig løp han kontinuerlig inn i bevis på en fordom mot folk som han. – Faren min fortalte meg denne historien om at kort tid etter at lemmene mine ble amputert, kom en person bort til ham på sykehuset og sa: «Å, jeg er så lei meg. Han var vel ikke gift? Jeg hadde blitt umiddelbart subhuman!»Herr undret seg. «Det var fascinerende. Vi er alle så programmert til å tro at en uvanlig kropp er en svak.»

Han var fast bestemt på å endre det. En middels high-school student, han nå konsumert matematikk lærebøker av crateload. I begynnelsen av 20-årene, han immatrikulert Ved Millersville University, en liten skole noen få miles fra familiegården I Lancaster, Pennsylvania. Mens en lavere, han fikk sin første patent, for en protese sokk som utnyttet et system av oppblåsbare blærer og mikroprosessorer for å hjelpe brukeren gå bedre og mer komfortabelt. Enheten-sammen med et sterling grade—point gjennomsnitt-fanget OPPMERKSOMHETEN TIL MITS opptakspersonale, og I begynnelsen av 1990-tallet flyttet Herr Til Cambridge for å jobbe med sin mastergrad. Han oppfant ustanselig, alltid mekke, bygge, forbedre. Patentene stablet opp: for kunstige ledd, datadrevne ankler, biomimetiske felles aktuatorer.proteseindustrien hadde virket fanget i et annet århundre, Og Herr ønsket å trekke den inn i den digitale tidsalderen. «Det var en lang periode hvor det var mye teknologisk fremgang i andre sektorer, men ikke i vårt felt,» Fortalte Elliot Weintrob, En Virginia prosthetist som selger BiOM-enheter, meg. «Ja, du hadde fremveksten av karbonfiber, men forbedringene var inkrementelle: Lettere karbonfiber, sterkere karbonfiber. OK, hva er neste nivå? Neste nivå var makt. Fordi uansett hvor mye vår du har i den karbonfiberen, til du begynner å prøve å erstatte muskelens handling, er du iboende begrenset. Det var Hugh Herrs geni-han forsto det.»

I 2007 grunnla Herr et bionics-selskap kalt iWalk (navnet ble senere endret Til BiOM), og satte i Gang med å bringe liv til den avanserte teknologien som alltid hadde fascinert ham. Forskning og utvikling i proteser hadde ikke vært spesielt godt finansiert eller attraktivt for ingeniører og forskere, men ting endret seg raskt. «Med krigen mot terror, og konfliktene I Irak og Afghanistan, og alle disse hjemvendte skadde, Hadde Kongressen sluppet løs millioner i forskningsmidler,» sa Herr. «En annen driver var at de viktigste disipliner som er relevante for bionics hadde modnet, fra robotikk til vevsteknikk. Og de modnet til et nivå der vi faktisk kunne bygge bionics som forutsatt Av Hollywood og science-fiction forfattere.»

Herr trente sitt fokus på ankelen, en skremmende kompleks del av menneskelig anatomi, og en tradisjonelt underserved av proteseteknologi. Ved slutten av 2009 ble testing på Gang På PowerFoot BiOM, det første underbensystemet for å bruke robotteknologi til å erstatte muskel-og senefunksjon. Ved hjelp av innebygde mikroprosessorer og et tre-celle ion litiumbatteri drev enheten faktisk brukeren fremover med hvert trinn, på samme måte som organisk muskel. For fremdrift stod BiOM på en spesialbygd karbonfiberfjær-hver gang brukeren gikk ned på enheten, ble fjæren lastet med potensiell energi. På opp-trinnet ble den energien supplert med en liten batteridrevet motor.Men Herr og hans team visste at alle skritt ikke er skapt like: Å Klatre opp en bratt skråning krever en helt annen gang-og svært forskjellige deler av kroppen—fra å gå over en tennisbane. Så de utviklet en proprietær algoritme som målte vinkelen Og hastigheten Til den første hælstreiken Til BiOM, og kontrollerte, via mikroprosessorene, hastigheten og nedstigningsvinkelen på neste trinn.BiOM veide omtrent fem pounds-mer eller mindre vekten av en menneskelig ankel og fot-og ble montert på brukerens gjenværende lem med en enkel karbonfiberkontakt. Tester indikerte at enheten returnerte omtrent 200 prosent av kroppens nedadgående energi. En topp-fly karbonfiber protese returnerte bare 90 prosent.

Titalls millioner dollar i risikokapital strømmet inn. Ditto for e-post og brev fra amputerte desperat ivrige etter å tjene Som BiOM marsvin. Den sperringen har ikke stoppet. «Det er overveldende,» Fortalte Herr meg og rystet på hodet. «Det er følelsesmessig beskattende og hjerteskjærende.»