Du kommer förmodligen att höra Hugh Herr innan du ser honom.
Den karismatiske ledaren för MIT:s biokatronikforskningsgrupp bär två nästa generations benproteser, som knappt syns under manschetten på hans grå byxor och som ger ifrån sig ett svagt slagfullt surrande vid varje fotsteg, som ljudet från en liten elektrisk borrmaskin. Ljudet fungerar nästan som ett ledmotiv – du hör det, svagt, när han går uppför trapporna till sitt kontor i MIT:s Media Lab i glas och metall eller när han går över scenen under en föreläsning.
För futurister är Herr’s berättelse legendarisk. I början av 1980-talet, efter att han förlorat båda benen under knäna till följd av förfrysning i en klättringsolycka i White Mountains i New Hampshire, sa en läkare till honom att han aldrig skulle kunna klättra igen. Trotsigt använde Herr en lokal verkstad för att hacka ihop skräddarsydda proteser av gummi, metall och trä. Han konstruerade en uppsättning små fötter som kunde hitta fotfäste där hans gamla par skulle ha halkat och en uppsättning med spikar som han kunde använda för att klättra uppför de brantaste isväggarna. Han fortsatte med att bli en lika säker klättrare efter sin olycka som han någonsin hade varit tidigare.
Denna process med att omforma delar av sin egen kropp blev en epifani för Herr. ”Jag såg den saknade biologiska delen av min kropp som en möjlighet, en tom palett för att skapa”, berättade han för en publik vid Autodesk University-konferensen 2015.
Detta ethos har banat väg för en exceptionell akademisk och offentlig karriär som trotsar en enkel kategorisering. Han tog examen vid MIT och Harvard och blev så småningom chef för MIT:s biokatronikgrupp, som har blivit en forskningstitan under hans ledning. År 2011, samma år som han startade protestillverkaren BionX Medical Technologies – som skapade den BiOM-protes som han bär dagligen – kallade Time honom ”ledaren för den bioniska tidsåldern”.
I ett soligt rum med utsikt över det luftiga laboratoriet för biokatronisk gångtestning nämner Herr inte dessa hyllningar. Istället beskriver han sin forskning som ett moraliskt krav på att bekämpa den smärta och frustration som orsakas av undermåliga gränssnitt mellan människor och maskiner – en väg som han tror kommer att leda till en värld där konstgjorda lemmar inte längre skaver och ger blåmärken och där tetraplegiker kanske kan gå igen.
”Min personliga erfarenhet visade mig hur dåligt utformad världen är”, säger han, ”och det djupa mänskliga lidande som orsakas av dålig utformning.”
I ett visst ljus skulle det centrala temat i detta arbete kunna beskrivas som tanken att effektiv hjälpteknik måste reagera intelligent på mänsklig aktivitet. Hur avancerad en traditionell protes än må vara, så är dess grova morfologi ett piratben; för att på ett adekvat sätt överbrygga en människokropp och en protesben måste benet känna av bärarens avsikt och reagera därefter.
Det är det resonemang som ligger till grund för utformningen av BiOM-ankeln. I ett elegant hölje av kolfiber och krom finns ett tätt näste av sensorer och kretsar som styr en konstgjord vadmuskel, som drivs av en fjäder och en liten elmotor. När bäraren kliver ner fångar fjädern upp den potentiella energin, och när han eller hon kliver upp ger motorn en liten skjuts. Apparaten mäter också saker som gånghastighet och vinkeln på hälslaget; den inbyggda datorn beräknar vad fotleden behöver göra för varje steg.
Resultatet är en elegant hybrid av det biologiska och mekaniska som efterliknar funktionen hos en kalv av kött och ben. Den saknar motstycke inom protesområdet: Med varje steg driver BiOM användaren framåt med en naturlig gång som en gammaldags, icke-automatiserad protes aldrig skulle kunna reproducera.
BiOM-användare talar om tekniken i hänryckta ordalag. Den före detta marinsoldaten William Gadsby, som förlorade sitt högra ben i ett bakhåll i Irak 2007, började bära en sådan efter långvariga svårigheter att anpassa sig till en traditionell protes. ”För mig var den här killen, dr Herr, en inspirationskälla”, säger Gadsby till tidskriften Smithsonian. ”Han satt inte och tänkte: ’Jag önskar att de kunde komma på en bättre pryl’. Han skaffade sig dessa examina så att han kunde reparera sig själv – och reparera alla andra.”
I Herrs vision är dock proteser som BiOM bara en språngbräda till en bred sammanflätning av människa och maskin. Även om varje enhet är en sofistikerad biomekanisk apparat – ”Jag är i princip en massa muttrar och bultar från knäna och nedåt”, säger Herr – är dess intelligens i huvudsak omständlig. BiOM använder sensorer för att upptäcka användarens steg och reagera därefter, men den är fortfarande i grunden frikopplad från bärarens nervsystem.
För att kunna konstruera en hand som är smidigare än vilken hantverkare som helst, eller en fot som är starkare och smidigare än vilken ballerina som helst, måste denna klyfta överbryggas, säger Herr. Nya typer av sensorer måste ansluta det mänskliga nervsystemet till det digitala.
Hans team vid MIT undersöker ett antal strategier för att åstadkomma detta. En lovande möjlighet är till exempel att odla nerver genom syntetiska rör som med hjälp av elektroder fångar upp impulser direkt från nervsystemet.
Oavsett vilken teknik som används för att skapa denna bro är Herr övertygad om att konceptet är genomförbart på lång sikt. ”Om man vet hur man matar in och skickar ut information till perifera nerver löser man en lång rad funktionshinder”, säger han.
Filosofiskt sett är det en del av en framtid som Herr föreställer sig där extremt detaljerade data om människokroppen, nervsystemet och miljön kommer att göra det möjligt att utforma föremål som är skräddarsydda för varje enskild individ. ”Bättre design kommer att baseras på en djup, djup förståelse av människan”, säger Herr. ”I framtiden kommer varje människa att ha en digital representation av sig själv, och det kommer att finnas kvantitativa designramar som använder en digital kropp för att designa alla typer av saker som människor använder.”
Det är ett formidabelt tekniskt mål, men också ett etiskt mål, eftersom det skulle befria människor med icke-typiska kroppar av alla typer från den irritation och det obehag som det innebär att använda saker som är utformade för genomsnittskroppen.”
Herr lutar sig bakåt och tippar frånvarande sin stol på sina två bakre ben. En dag, säger han, tänker han sig ”en sömlös integration mellan den byggda världen och våra kroppar – en värld där saker faktiskt fungerar, saker inte orsakar smärta och saker inte orsakar djup frustration.”
Den här artikeln är ett utdrag ur The Future of Making av redaktör/författare Tom Wujec och Autodesk. Boken utforskar hur ny teknik och nya sätt att designa förändrar vad och hur människor tillverkar saker.