Uvnitř závodu NASA o vybudování ventilátoru za 37 dní

Začalo to náhodným setkáním v kavárně Jet Propulsion Lab (JPL).

Vedoucí inženýr narazil na šéfa ředitelství inženýrství a vědy JPL na začátku března když diskutovali o aktuálních událostech, nahlas přemýšleli, zda existuje nějaký způsob, jak by JPL mohla přispět k boji proti koronavirus. Poslali e-mail s dotazem, zda má někdo nápady nebo by dobrovolně pomohl, a brzy se shromáždil celý tým inženýrů.

Výsledkem tohoto náhodného setkání je prototyp ventilátoru na podporu dýchání u kriticky nemocných pacientů s COVID-19, navržený za pouhých 37 dní. Prototyp byl schválen Food and Drug Administration (FDA), což znamená, že nyní může být vyrábí a začíná být rozesílán, aby pomohl zmírnit chronický nedostatek ventilátorů v USA. nemocnice.

Tato cesta byla pro zúčastněné inženýry emocionální, jak řekl Chris Yahnker, jeden z prvních dobrovolníků, kteří se k projektu připojili, pro Digital Trends.

"Jsou chvíle, kdy jsme všichni ronili slzu," řekl. "Ve vaší kariéře není mnoho případů, kdy můžete skutečně říci: "Udělal jsem skutečný rozdíl."

Od vesmírných robotů po lékařské ventilátory

Yahnker, skupinový supervizor pro robotiku v extrémním prostředí v JPL, normálně pracuje na navrhování robotů pro NASA, aby prozkoumali drsná prostředí Marsu, Venuše, Evropy a dalších. Ale když dostal e-mail o novém projektu - v podstatě se zeptal, jestli by mohli postavit ventilátor ze součástek, které se povalovaly po domě nebo v místním železářství – věděl, že je chce získat zapojený.

Během prvního víkendu makal ve své garáži a promýšlel každý divoký nápad, který ho napadl dva nebo tři další lidé – vše od používání plastových lahví na vodu až po použití pumpy z nafukovací matrace.

Do dalšího týdne si tým uvědomil, že má příležitost vytvořit něco, co může lidem skutečně pomoci. A těsně předtím, než byli zaměstnanci JPL posláni domů pracovat na dálku, se inženýři poradili s odborníkem na respirační onemocnění z nedaleké nemocnice, která vysvětlila podrobnosti o tom, k čemu lékaři potřebují ventilátor pro pacienty s koronavirem konkrétní.

To odstartovalo vlnu zájmu ostatních inženýrů JPL, kteří vytvořili základní tým sedmi nebo osmi lidí s podporou desítek dalších, kteří úžasnou rychlostí pracovali na návrhu nového ventilátoru.

Dělat rozdíl

Sestrojit ventilátor je jedna věc. Ale navrhnout něco, co splňuje směrnice FDA a co by mohlo být rychle schváleno a zavedeno, bylo něco jiného. Koneckonců, design byl málo užitečný, pokud nemohl být okamžitě umístěn do nemocnic.

Dalším klíčovým problémem pro tým bylo, že nechtěli odebrat z dodavatelského řetězce stávající výrobce ventilátorů – nemělo by smysl navrhovat nový ventilátor, pokud by soutěžil s tradičními ventilátory o omezenou dodávku dílů. Hledali tedy díly z průmyslových odvětví, jako je svařovací průmysl, které by byly levné a snadno dostupné a které by nebránily výrobě jiných ventilátorů.

Chtěli se také ujistit, že ventilátor lze používat s nemocničním plynem nebo bez něj vytvořil dva návrhy — jeden pro použití v nemocnicích s dostupným plynovým potrubím a jeden samostatný pro použití v případě nouze nastavení.

A přestože se zpočátku soustředili na poskytování ventilátorů pro USA, chtěli se také ujistit, že ventilátory být používán mezinárodně, takže design musel počítat s měnícími se elektrickými napětími a frekvencemi, které se vyskytují v celém systému svět.

Jak tedy k takové výzvě přistupovat? Stejně odlišné jako navrhování roboty pro průzkum ledových měsíců Jupiteru a navržení kusu lékařského vybavení na podporu dýchání může být v některých ohledech podobný přístup použit na oba. Základní otázky — Co musí toto zařízení dělat? Jaké jsou požadavky? - zůstat stejný.

„Zaujali jsme velmi podobný přístup, jak obvykle navrhujeme věci,“ vysvětlil Yahnker. „JPL je velký vývojář systémů. To je to, co děláme opravdu dobře. Přemýšlíme o problému, přemýšlíme o všech interakcích, přemýšlíme o dílčích složkách systému a o tom, jak spolu fungují, a pak sepíšeme robustní sadu požadavků. Sledovali jsme zde hodně stejný proces."

Osobní dopad

Největší rozdíl mezi typickým projektem JPL a tímto projektem byl však v časovém rámci. Projekty NASA se obvykle plánují na desítky let, přičemž je třeba věnovat velkou pozornost tomu, aby zahrnovaly propouštění, zálohování a dlouhodobé plánování. Ventilátory bylo potřeba vytvořit co nejrychleji, což znamenalo radikální posun k opakujícímu se způsobu myšlení.

„Většina z nás se dostala ke strojírenství, protože jsme chtěli něco změnit,“ řekl Yahnker, „a pracovat pro JPL v oblasti vesmírného průzkumu je skvělé a uděláte ve světě obrovský rozdíl. Ale může trvat desetiletí, než se tyto věci naplní. Tohle byla velmi odlišná zkušenost. Pohybuje se velmi rychle a potřeba je skutečná. To, co dnes děláte, má největší dopad na svět."

Zejména rozhovory s lékaři v první linii skutečně přinesly domů důležitost poskytování vybavení a toho, jak může vytvoření efektivnějšího designu skutečně zachránit životy. „Opravdu se cítíte dobře z toho, co děláte. Díky tomu jsou dlouhé hodiny 10 až 12 hodin denně příjemnější nejen pro mě, ale i pro mou rodinu, která se ptá, jak dlouho strávím zalezlý v domácí kanceláři. Když jim ukážete práci, kterou děláte, a rozdíl, který ve světě děláte, je to dobrý pocit.“

Pomoc lidstvu jako celku

S ventilátorem schválený FDA, NASA nabízí design jako a bezplatnou licenci. Nyní tým jen potřebuje najít výrobce, který začne vyrábět ventilátory a poskytovat je nemocnicím.

Zařízení jsou nyní užitečná a důležitá, ale jsou také ukazatelem toho, co může malá skupina odhodlaných lidí dělat v době krize.

Pokud by znovu nastala potřeba, inženýři jako Yahnker a jeho kolegové z JPL jsou ochotni a schopni pomoci.

„Pokud dokážeme být připraveni, pokud se, nedej bože, v budoucnu stane další taková věc, o to jsme všichni ve hře – abychom mohli pomoci lidstvu jako celku,“ řekl Yahnker.

Doporučení redakce

• Uvnitř bláznivého plánu nabrat a přinést domů trochu atmosféry Venuše
• Sledujte, jak se na vesmírné stanici rozvine nové solární pole NASA
• Červnové tipy NASA pro pozorování oblohy zahrnují Mars ve včelím úlu
• Jak sledovat, jak soukromá mise NASA dorazí na vesmírnou stanici
• Sledujte, jak NASA úspěšně zahájila soukromou misi k ISS