klockan 5 på en blåsande morgon i juni 2007 hjälpte US Marine CPL William Gadsby att leda ett team av infanterister in i jordbruksmarken som omger Karma, ett jordbruksnav i Iraks flyktiga Anbar-provins. Karma är pannkaka-platt, med siktlinjer för miles, och efter några timmar på patrull, Gadsby blev orolig. Vi har varit här för länge, tänkte han. De spårar oss förmodligen.

runt klockan 10 hörde han en öronbedövande bang. Ett moln av rök omslöt honom. Han försökte springa och han kom ingenstans: en fjärrdetonerad bomb hade förvandlat sitt högra ben till en massa gore och gristle. Allt han kände var adrenalin. Öronen ringde, han rullade och ryckte bort från explosionsplatsen tills han nådde sidan av vägen. När han låg i smutsen, med en corpsman som applicerade en tourniquet på sitt högra ben, pulveriserade en sniper kula sitt vänstra knä.

fler kulor zippade förbi. Gadsby skrek ut order, även som liter blod hällde ut ur hans kropp. När rebellerna hade flytt tillbaka in i jordbruksmarken flaggade hans män ner en förbipasserande lastbil och laddade honom i ryggen. Hans andning var trasig och torr, och han flimrade in och ut ur medvetandet. På fältsjukhuset läste en präst honom sina sista ritualer. Hans ögon stängdes.

han vaknade en och en halv dag senare i den medicinska flygeln på en bas i Tyskland. Mirakulöst hade en traumakirurg bevarat sitt vänstra ben-men höger hade sågats av Ovanför knäet.

månader av smärta följde: den oändliga fysioterapin, montering av en protes, utmaningen att lära sig att gå igen. Gadsby, 29 år gammal, mötte allt på huvudet. Efter att han överfördes till en bas i södra Kalifornien, han tog att spendera sina eftermiddagar hobbling upp och ner på stranden, eftersom promenader i sand tog verklig ansträngning, och han trodde att det skulle påskynda hans återhämtning.

det gjorde det inte. en del av problemet var hans protes. Det var en fot gjord av kolfiber—toppen av linjen, hans läkare hade försäkrat honom—och även om det hade lite flex till det, kände enheten fortfarande alltför styv. Varje steg skickade en chockvåg upp på ryggen. Han var alltid öm.

”Jag trodde att jag lever i en tid där tekniken bara expanderar—varje år finns det ett revolutionärt genombrott”, berättade Gadsby, nu en man och far och socialarbetare i utbildning, nyligen. ”Det gav mig hopp. Något att gå på.”

våren 2010 läste han om en ny typ av protes som utvecklades av Hugh Herr, chef för biomechatronics group vid MITs Media Lab. Herr själv var en dubbel amputerad: 1982, när han bara var 17, hade han förlorat båda benen till frostbite som upprätthölls under en bergsklättringsexpedition. Samtidigt som han avslutade en magisterexamen i maskinteknik vid MIT, en doktorsexamen i biofysik vid Harvard och postdoktoralt arbete i biomekatronik vid MIT, hade Herr utvecklat ett alltmer sofistikerat utbud av konstgjorda knän, fötter och anklar. Hans senaste uppfinning var ett helt datoriserat fotledssystem som kallades BiOM, som imiterade en kött-och-blodfot, som drev användaren framåt med varje steg. Det hade ingen likhet med någon annan protes på marknaden.

” För mig var den här killen, Dr.Herr, en inspiration”, säger Gadsby. ”Till skillnad från resten av oss satt han inte och tänkte:” Gee, jag önskar att de kunde komma med en bättre gadget. Han fick de graderna så att han kunde fixa sig själv—och fixa alla andra.”

***

under de senaste fyra åren har de 30-udda medlemmarna i Media Lab ’ s biomechatronics group arbetat ut från ett laboratorium på andra våningen i ett glänsande glaskomplex på Amherst Street i Cambridge, inte långt från Charles River. Utrymmet är högt i tak och ljust och domineras av ett löpband som används för att testa proteser och exoskeletala enheter. Mitt i de snygga glasfiberstagarna och polerade maskindelarna sticker ett objekt ut: en köttfärgad gummibilaga som kallas en Jaipur-Fot. Dess närvaro i labbet är talismansk, minnesmärke. Fram till relativt nyligen representerade Jaipur-foten, som uppfanns 1971 av en indisk kirurg, toppen av protesvetenskapen: en livlös klump som apade formen av en fot utan att replikera dess funktion.

”trä, gummi, plast,” Hugh Herr reciterade när jag besökte honom i Cambridge tidigare i år. ”Vid tiden för min olycka var det verkligheten. Det fanns fot-fotledssystem, men det fanns ingen beräkningsintelligens. Och många viktiga tekniska möjligheter var inte på plats, som billiga, kraftfulla, små mikroprocessorer. Mycket sensing kapacitet var inte tillgänglig. Detsamma gällde strömförsörjning och motorer.”

personligen, Herr, 51, har en raffish luft – mer parisisk konstnär än hårdladdande amerikansk forskare. Han bär sitt tjocka hår svepte tillbaka och gynnar mörka blazers och färgglada halsdukar. (I en skott för en italiensk utgåva av Wired magazine poserade han i en skräddarsydd jumpsuit av fint linne; en sprängning av locket hänger framträdande i MIT-labbet.) Men intrycket är vilseledande. Herr har erkänt att han är” stoisk mot ett fel”, och när han står inför frågor som han anser vara triviala eller ointressanta, har han en vana att gå monosyllabisk. ”Jag uttrycker bara inte vad som finns inuti,” har Herr citerats. ”Mina elever tenderar att vara rädda för mig, och jag önskar att de inte var det.”delvis kan stoicismen vara ett svar på livet i rampljuset. Redan innan han förlorade benen var Herr en känsla i bergsklättringsvärlden-ett stiligt barn från en mennonitgård i Pennsylvania som satte upp vilda och håriga vägar som till och med härdade veteraner hade problem med att replikera. Hans olycka, resultatet av en botched vinteruppstigning av New Hampshires Mount Washington, saktade ner honom i några månader, men snart klättrade han igen med hjälp av proteser som han designade i sin egen verkstad. Och något konstigt hände: hans klättring förbättrades. Han hade flexibla gummifötter som hjälpte honom att skjuta upp knepiga sprickor och specialiserade stegjärn för skalning av isväggar. Återigen kom media att ringa-tidningar, tidningar, TV.samtidigt stötte han ständigt på bevis på en fördom mot människor som han. ”Min far berättade för mig den här historien om hur en person, strax efter att mina lemmar amputerades, kom fram till honom på sjukhuset och sa:” Åh, jag är så ledsen. Han var väl inte gift?’Jag hade blivit omedelbart subhuman!”Herr förundrade sig. ”Det var fascinerande. Vi är alla så programmerade att tro att en ovanlig kropp är svag.”

Han var fast besluten att ändra det. En medelhög gymnasieelever, han konsumerade nu matematikhandböcker av crateload. I början av 20-talet registrerade han sig vid Millersville University, en liten skola några miles från familjegården i Lancaster, Pennsylvania. Under grundutbildningen fick han sitt första patent för en protesstrumpa som utnyttjade ett system med uppblåsbara blåsor och mikroprocessorer för att hjälpa bäraren att gå bättre och bekvämare. Enheten-tillsammans med en sterling betygsgenomsnitt—fångade uppmärksamheten hos MIT: s antagningspersonal, och i början av 1990-talet flyttade Herr till Cambridge för att arbeta på sin magisterexamen. Han uppfann oavbrutet, alltid tinkering, byggnad, förbättring. Patenten staplade upp: för konstgjorda leder, datordrivna vrister, biomimetiska ledställdon.protetikindustrin hade verkat instängd i ett annat århundrade, och Herr ville dra den in i den digitala tidsåldern. ”Det var en lång tid där det fanns mycket teknisk utveckling inom andra sektorer, men inte inom vårt område”, berättade Elliot Weintrob, en Virginia-protetiker som säljer BiOM-enheter. ”Ja, du hade framväxten av kolfiber, men förbättringarna var inkrementella: lättare kolfiber, starkare kolfiber. OK, vad är nästa nivå? Nästa nivå var makt. För oavsett hur mycket Vår du har i den kolfibern, tills du börjar försöka ersätta muskelns verkan, är du i sig begränsad. Det var Hugh Herr geni—han förstod det.”

år 2007 Grundade Herr ett bionikföretag som heter Iwalk (namnet ändrades senare till BiOM) och satte igång den avancerade tekniken som alltid fascinerat honom. Forskning och utveckling inom protetik hade inte varit särskilt välfinansierad eller attraktiv för ingenjörer och forskare, men saker och ting förändrades snabbt. ”Med kriget mot terrorismen och konflikterna i Irak och Afghanistan, och alla dessa återvändande skadade, hade kongressen släppt ut miljoner i forskningspengar”, påminde Herr. ”En annan förare var att de viktigaste disciplinerna som var relevanta för bionik hade mognat, från robotik till vävnadsteknik. Och de mognade till en nivå där vi faktiskt kunde bygga bionik som förutsågs av Hollywood och science-fiction-författare.”

Herr tränade sitt fokus på fotleden, en skrämmande komplex del av mänsklig anatomi, och en traditionellt underskattad av protetikteknik. I slutet av 2009 pågick testning på PowerFoot BiOM, det första underbenssystemet som använde robotik för att ersätta muskel-och senfunktion. Med hjälp av inbyggda mikroprocessorer och ett litiumbatteri med tre celler drev enheten faktiskt användaren framåt med varje steg, på sätt som organisk muskel. För framdrivning förlitade sig BiOM på en specialbyggd kolfiberfjäder-varje gång användaren gick ner på enheten laddades fjädern med potentiell energi. På uppsteget kompletterades den energin med en liten batteridriven motor.men Herr och hans team visste att alla steg inte är skapade lika: att klättra upp en brant sluttning kräver en helt annan gång-och mycket olika delar av kroppen—från att gå över en tennisbana. Så de utvecklade en proprietär algoritm som mätte vinkeln och hastigheten på biomens initiala hälstrejk och kontrollerade via mikroprocessorerna hastigheten och nedstigningsvinkeln i nästa steg.

BiOM vägde cirka fem pund-mer eller mindre vikten av en mänsklig fotled och fot—och monterades på användarens kvarvarande lem med ett enkelt kolfiberuttag. Tester visade att enheten returnerade cirka 200 procent av kroppens nedåtgående energi. En topp-Flight kolfiberprotes återvände endast 90 procent.

tiotals miljoner dollar i riskkapital strömmade in. Ditto för e-post och brev från amputerade desperat ivriga att fungera som BiOM marsvin. Den spärren har inte slutat. ”Det är överväldigande,” sa Herr till mig och skakade på huvudet. ”Det är känslomässigt beskattande och hjärtskärande.”