o godzinie 5 rano w czerwcu 2007 roku, porucznik marynarki USA William Gadsby pomógł poprowadzić drużynę piechoty do pola uprawnego otaczającego Karma, Ośrodek Rolniczy w niestabilnej irackiej prowincji Anbar. Karma jest płaska, z widocznością na kilometry, a po kilku godzinach patrolu Gadsby zaczął się martwić. Za długo tu siedzimy, pomyślał. Pewnie nas namierzają.

około 10 rano usłyszał ogłuszający huk. Otulała go chmura dymu. Próbował uciec, ale nic mu się nie udało: zdalnie zdetonowana bomba zamieniła prawą nogę w masę gore i chrząstki. Czuł tylko adrenalinę. Dzwoniąc w uszach, toczył się i szarpał od miejsca wybuchu, aż dotarł na pobocze drogi. Gdy leżał w ziemi, z sanitariuszem zakładającym opaskę uciskową na prawą nogę, kula snajpera zmiażdżyła mu lewe kolano.

więcej kul. Gadsby wykrzykiwał rozkazy, nawet gdy litry krwi wylały się z jego ciała. Gdy powstańcy uciekli z powrotem na pola uprawne, jego ludzie zatrzymali przejeżdżającą ciężarówkę i załadowali go na tyły. Jego oddech był poszarpany i suchy, a on migotał do i z przytomności. W szpitalu polowym ksiądz odczytał mu ostatnie namaszczenie. Zamknął oczy.

obudził się półtora dnia później w medycznym skrzydle bazy w Niemczech. Cudem chirurg urazowy zachował lewą nogę-ale Prawa została odcięta ponad kolanem.

nastały miesiące bólu: niekończąca się fizykoterapia, dopasowanie protezy, wyzwanie nauki chodzenia. Gadsby, 29 lat, stawił temu czoła. Po przeniesieniu do bazy w południowej Kalifornii, spędzał popołudnia kuśtykając po plaży, ponieważ chodzenie po piasku wymagało prawdziwego wysiłku i myślał, że przyspieszy to jego powrót do zdrowia.

nie. częścią problemu była jego proteza. Była to stopa wykonana z włókna węglowego-najwyższa linia, zapewniali go lekarze-i chociaż miała pewne wygięcie, urządzenie nadal wydawało się zbyt sztywne. Każdy krok powodował falę uderzeniową w plecy. Zawsze był obolały.

„myślałem, że żyję w czasach, w których technologia dopiero się rozwija—co roku następuje rewolucyjny przełom”-powiedział mi ostatnio Gadsby, obecnie mąż, ojciec i pracownik socjalny. „To dało mi nadzieję. Coś do zrobienia.”

wiosną 2010 roku przeczytał o nowym typie protezy opracowanym przez Hugh Herra, szefa grupy biomechatroniki w MIT Media Lab. Sam Herr był dwukrotnie amputowany: w 1982 roku, gdy miał zaledwie 17 lat, stracił obie nogi na skutek odmrożeń odniesionych podczas wyprawy alpinistycznej. Podczas ukończenia studiów magisterskich z inżynierii mechanicznej na MIT, doktoratu z biofizyki na Harvardzie i pracy podoktorskiej z biomechatroniki na MIT, Herr opracował coraz bardziej wyrafinowany zestaw sztucznych kolan, stóp i kostek. Jego najnowszym wynalazkiem był w pełni skomputeryzowany system stopy kostnej o nazwie BiOM, który naśladował stopę z krwi i kości, napędzając użytkownika do przodu z każdym krokiem. Nie przypominał żadnej innej protezy na rynku.

„dla mnie ten facet, Dr. Herr, był inspiracją” – mówi Gadsby. „W przeciwieństwie do reszty z nas, nie siedział i nie myślał:” rany, szkoda, że nie mogą wymyślić lepszego gadżetu.’Dostał te stopnie, żeby mógł naprawić siebie-i naprawić wszystkich innych.”

***

przez ostatnie cztery lata 30-osobowa grupa biomechatroniki Media Lab pracowała w laboratorium na drugim piętrze lśniącego kompleksu szklanego przy Amherst Street w Cambridge, niedaleko rzeki Charles. Przestrzeń jest wysoka i jasna, a zdominowana jest przez bieżnię, która służy do testowania protez i urządzeń egzoszkieletowych. Wśród eleganckich rozpórek z włókna szklanego i polerowanych części maszyn wyróżnia się jeden obiekt: gumowy dodatek w kolorze ciała znany jako stopa Jaipur. Jego obecność w laboratorium jest talizmaniczna, pamiątkowa. Do stosunkowo niedawna Stopa Jaipur, wynaleziona w 1971 roku przez indyjskiego chirurga, stanowiła szczyt nauki protetycznej: nieożywioną bryłę, która nadała kształt stopie bez replikowania jej funkcji.

„drewno, guma, Tworzywa sztuczne”, recytował Hugh Herr, gdy odwiedziłem go w Cambridge na początku tego roku. „W czasie mojego wypadku taka była rzeczywistość. Były systemy stopy-kostki, ale nie było inteligencji obliczeniowej. A wiele kluczowych możliwości technologicznych nie było na miejscu, jak niedrogie, potężne, małe mikroprocesory. Wiele możliwości wykrywania nie było dostępnych. To samo dotyczy zasilaczy i silników.”

osobiście Herr, 51 lat, ma raffish air – bardziej paryskiego artystę niż twardo oskarżonego amerykańskiego naukowca. Nosi swoje gęste włosy, a także ciemne marynarki i kolorowe szale. (W sesji do włoskiego wydania magazynu Wired pozował w szytym na zamówienie kombinezonie z cienkiego lnu; wysadzenie okładki wisi w widocznym miejscu w laboratorium MIT.) Ale wrażenie jest zwodnicze. Herr przyznał się do bycia „stoickim do winy”, a w obliczu pytań, które uważa za trywialne lub nieinteresujące, ma nawyk monosylabiczny. „Po prostu nie wyrażam tego, co jest w środku”, powiedział Herr. „Moi uczniowie Zwykle się mnie boją i żałuję, że tak nie jest.”

po części stoicyzm może być odpowiedzią na życie w centrum uwagi. Jeszcze zanim stracił nogi, Herr był sensacją w świecie wspinaczki skałkowej-przystojny dzieciak z mennonickiej farmy w Pensylwanii stawiający Dzikie i owłosione trasy, z którymi nawet utwardzeni weterani mieli problem. Jego wypadek, wynik nieudanego zimowego wejścia na Mount Washington w New Hampshire, spowolnił go na kilka miesięcy, ale wkrótce ponownie wspinał się, używając protez, które zaprojektował we własnym Warsztacie. I stało się coś dziwnego: jego wspinaczka się poprawiała. Miał elastyczne gumowe nóżki, które pomagały mu usuwać trudne pęknięcia i wyspecjalizowane raki do skalowania ścian lodowych. Znowu dzwoniły media-magazyny, gazety, telewizja.

w tym samym czasie ciągle natrafiał na dowody uprzedzeń wobec ludzi takich jak on. „Mój ojciec opowiedział mi o tym, jak krótko po amputacji kończyn podszedł do niego w szpitalu człowiek i powiedział:” Och, tak mi przykro. Nie był żonaty, prawda?”Stałem się natychmiast podludziem!”Herr zachwycony. „To było fascynujące. Wszyscy jesteśmy tak zaprogramowani, by myśleć, że niezwykłe ciało jest słabe.”

był zdecydowany to zmienić. Jako średni uczeń szkoły średniej konsumował podręczniki do matematyki. W wieku 20 lat zapisał się do Millersville University, Małej szkoły kilka mil od rodzinnej farmy w Lancaster w Pensylwanii. Podczas studiów uzyskał swój pierwszy patent na skarpetę protetyczną, która wykorzystywała system nadmuchiwanych pęcherzy i mikroprocesorów, aby pomóc użytkownikowi chodzić lepiej i wygodniej. Urządzenie-wraz ze średnią ocen—zwróciło uwagę pracowników przyjęć MIT, a na początku lat 90.Herr przeniósł się do Cambridge, aby pracować nad swoim tytułem magistra. Wynalazł nieustannie, zawsze majstrował, budował, ulepszał. Powstały patenty: na sztuczne stawy, kostki zasilane komputerowo, biomimetyczne siłowniki stawów.

przemysł protetyczny wydawał się uwięziony w kolejnym stuleciu, a Herr chciał przenieść go w erę cyfrową. „Był długi okres czasu, w którym nastąpił duży postęp technologiczny w innych sektorach, ale nie w naszej dziedzinie”, powiedział mi Elliot weintrob, protetyk z Wirginii, który sprzedaje urządzenia BiOM. „Tak, pojawiły się włókna węglowe, ale ulepszenia były stopniowe: lżejsze włókno węglowe, mocniejsze włókno węglowe. Ok, jaki jest następny poziom? Kolejnym poziomem była władza. Bo bez względu na to, ile sprężyny masz w tym włóknie węglowym, dopóki nie zaczniesz próbować zastąpić działania mięśni, jesteś z natury Ograniczony. To był geniusz Hugh Herra-on to rozumiał.”

w 2007 roku Herr założył firmę bionics o nazwie iWalk (nazwa została później zmieniona na BiOM) i rozpoczął wdrażanie zaawansowanej technologii, która zawsze go fascynowała. Badania i rozwój w dziedzinie protetyki nie były szczególnie dobrze finansowane lub atrakcyjne dla Inżynierów i naukowców, ale sytuacja szybko się zmieniała. „Wraz z wojną z terroryzmem, konfliktami w Iraku i Afganistanie, i wszystkimi tymi powracającymi rannymi, Kongres uwolnił miliony pieniędzy na badania”, przypomniał Herr. „Kolejnym motorem był rozwój kluczowych dyscyplin związanych z bioniką, od robotyki po inżynierię tkankową. Dojrzewały do poziomu, w którym można było budować bionikę, tak jak to wyobrażali sobie hollywoodzcy i pisarze science-fiction.”

Herr wytrenował swoją koncentrację na kostce, przerażająco złożonej części ludzkiej anatomii i tradycyjnie niedocenianej przez technologię protetyczną. Pod koniec 2009 roku rozpoczęto testy biomu PowerFoot, pierwszego systemu dolnych nóg wykorzystującego robotykę do zastąpienia funkcji mięśni i ścięgien. Używając wbudowanych mikroprocesorów i trzykomórkowej baterii litowo-jonowej, urządzenie napędzało użytkownika z każdym krokiem do przodu, w sposób mięśni organicznych. Do napędu BiOM opierał się na specjalnie skonstruowanej sprężynie z włókna węglowego-za każdym razem, gdy użytkownik schodził na urządzenie, sprężyna była ładowana energią potencjalną. Energię uzupełniał niewielki silnik zasilany bateryjnie.

ale Herr i jego zespół wiedzieli, że wszystkie kroki nie są sobie równe: wspinanie się po stromym zboczu wymaga zupełnie innego chodu—i bardzo różnych części ciała-od chodzenia po korcie tenisowym. Opracowali więc własny algorytm, który mierzył kąt i prędkość początkowego uderzenia pięty biomu i kontrolował, za pomocą mikroprocesorów, prędkość i kąt zejścia na następnym kroku.

BiOM ważył około 5 funtów—mniej więcej tyle, ile waży ludzka kostka i stopa—i był przymocowany do szczątkowej kończyny użytkownika za pomocą prostego gniazda z włókna węglowego. Testy wykazały, że urządzenie zwróciło około 200 procent energii ciała w dół. Najwyższej klasy proteza z włókna węglowego zwróciła tylko 90%.

To samo dotyczy e-maili i listów od osób po amputacji desperacko pragnących służyć jako Świnki morskie. Zapora nie ustała. – To przytłaczające-powiedział mi Herr, potrząsając głową. „To emocjonalnie obciążające i łamiące serce.”