В надпреварата на НАСА за изграждане на вентилатор за 37 дни

Започна със случайна среща в кафенето на Jet Propulsion Lab (JPL).

Водещ инженер се натъкна на шефа на дирекцията по инженерство и наука на JPL в началото на март и докато обсъждайки текущи събития, те се чудеха на глас дали има някакъв начин JPL да допринесе за битката срещу коронавирус. Те изпратиха имейл с въпрос дали някой има идеи или би се включил доброволно да помогне и скоро се събра цял екип от инженери.

Резултатът от тази случайна среща е прототип на вентилатор за подпомагане на дишането при критично болни пациенти с COVID-19, проектиран само за 37 дни. Прототипът е одобрен от Администрацията по храните и лекарствата (FDA), което означава, че вече може да бъде произвеждат и започват да се изпращат, за да помогнат за облекчаване на хроничния недостиг на вентилатори в САЩ. болници.

Пътуването беше емоционално за участващите инженери, както каза Крис Янкър, един от първите доброволци, които се присъединиха към проекта, пред Digital Trends.

„Има моменти, когато всички проливаме сълза“, каза той. „Няма много моменти в кариерата ви, когато можете наистина да кажете: „Направих истинска разлика.““

От космически роботи до медицински вентилатори

Yahnker, ръководителят на групата за роботика в екстремна среда в JPL, обикновено работи по проектиране на роботи за НАСА за изследване на суровите среди на Марс, Венера, Европа и извън тях. Но когато получи имейл за новия проект - по същество го пита дали могат да изградят вентилатор от части, намерени из къщата или в местния магазин за железария - той знаеше, че иска да получи участващи.

През първия уикенд той обикаляше в гаража си и обмисляше всяка дива идея, за която можеше да се сети двама или трима други души - всичко от използването на пластмасови бутилки за вода до използването на помпата от надуваем дюшек.

До следващата седмица екипът осъзна, че има възможността да създаде нещо, което наистина може да помогне на хората. И точно преди служителите на JPL да бъдат изпратени у дома, за да работят дистанционно, инженерите се консултираха с експерт по респираторни заболявания от близката болница, който обясни подробностите за това какво лекарите се нуждаят от вентилатор за пациенти с коронавирус конкретно.

Това предизвика вълна от интерес от други инженери на JPL, сформирайки основен екип от седем или осем хора с подкрепата на десетки други, които работиха върху проектирането на нов вентилатор с удивителна скорост.

Прави разлика

Създаването на вентилатор е едно нещо. Но проектирането на нещо, което отговаря на насоките на FDA и което може да бъде одобрено и пуснато бързо, беше съвсем друго. В края на краищата един дизайн нямаше голяма полза, ако не можеше веднага да бъде пуснат в болниците.

Друго ключово притеснение за екипа беше, че не искаха да отнемат от веригата за доставки на съществуващите производители на вентилатори - не би имало смисъл да се проектира нов вентилатор, ако той се конкурира с традиционните вентилатори за ограничено предлагане на части. Затова те потърсиха части от индустрии като заваръчната индустрия, които бяха евтини и лесно достъпни и които нямаше да пречат на производството на други вентилатори.

Те също искаха да се уверят, че вентилаторът може да се използва със или без болнично захранване с газ, така че те създаде два дизайна — един за използване в болници с налични газови линии и един самостоятелен за използване при спешни случаи настройки.

И въпреки че първоначално техният фокус беше върху осигуряването на вентилатори за САЩ, те също искаха да се уверят, че вентилаторите могат да се използва в международен план, така че дизайнът трябваше да позволява различните електрически напрежения и честоти, които се срещат навсякъде свят.

И така, как да подходим към такова предизвикателство? Различно като дизайна роботи за изследване на ледените луни на Юпитер и проектирането на част от медицинско оборудване за подпомагане на дишането може да бъде, по някакъв начин подобен подход може да се приложи и към двете. Основните въпроси — какво трябва да прави това устройство? Какви са изискванията? - остават същите.

„Ние възприехме много подобен подход към начина, по който обикновено се занимаваме с проектиране на неща“, обясни Янкер. „JPL е голям разработчик на системи. Това е, което правим наистина добре. Мислим за проблема, мислим за всички взаимодействия, мислим за подкомпонентите на системата и как работят заедно и след това пишем стабилен набор от изисквания. Следвахме много от същия процес тук.“

Лично въздействие

Най-голямата разлика обаче между типичния проект на JPL и този беше във времето. Проектите на НАСА обикновено се планират в продължение на десетилетия, като се обръща голямо внимание на включването на съкращения, резервни непредвидени случаи и дългосрочно планиране. Вентилаторите трябваше да бъдат създадени възможно най-бързо, което означаваше радикална промяна към повтарящо се мислене.

„Повечето от нас започнаха да се занимават с инженерство, защото искахме да променим нещата“, каза Янкер, „и да работиш за JPL в изследването на космоса е страхотно и ти правиш огромна разлика в света. Но тези неща могат да отнеме десетилетия, за да се реализират. Това беше много различно преживяване. Движи се много бързо и нуждата е реална. Това, което правите днес, има най-незабавното въздействие в света.

Говоренето с лекари на първа линия, по-специално, наистина подчерта важността на осигуряването на оборудване и как създаването на по-ефективен дизайн може наистина да спасява животи. „Наистина се чувстваш добре от това, което правиш. Това прави дългите часове от 10 до 12 часа на ден по-приятни не само за мен, но и за семейството ми, което ме пита колко време ще прекарам в домашния си офис. Когато им покажете работата, която вършите, и разликата, която правите в света, се чувстват добре.“

Подпомагане на човечеството като цяло

С вентилатора одобрен от FDA, НАСА предлага дизайна като a безплатен лиценз. Сега екипът просто трябва да намери производител, който да започне да произвежда вентилаторите и да ги предоставя на болниците.

Устройствата са полезни и важни сега, но също така са индикация какво може да направи една малка група решителни хора във време на криза.

Ако отново възникне необходимост, инженери като Yahnker и неговите колеги от JPL са готови и могат да помогнат.

„Ако можем да бъдем готови, ако, не дай си боже, друго подобно нещо се случи в бъдеще, това е, за което всички сме в играта – да се уверим, че можем да помогнем на човечеството като цяло“, каза Янкер.

Препоръки на редакторите

• Вътре в лудия план да вземете и да пренесете у дома частица от атмосферата на Венера
• Гледайте как новият слънчев масив на НАСА се разгръща на космическата станция
• Съветите на НАСА за наблюдение на небето през юни включват Марс в пчелния кошер
• Как да гледате как частната мисия на НАСА пристига на космическата станция
• Гледайте как НАСА успешно стартира изцяло частна мисия до МКС