Bent a NASA versenyében, hogy 37 nap alatt megépítsünk egy ventilátort

Egy véletlen találkozással kezdődött a Jet Propulsion Lab (JPL) kávézójában.

Egy vezető mérnök március elején futott össze a JPL mérnöki és tudományos igazgatóságának vezetőjével, és közben az aktuális eseményeket megbeszélve hangosan azon töprengtek, hogy a JPL hozzájárulhat-e valamilyen módon a küzdelemhez szemben a koronavírus. Küldtek egy e-mailt, amelyben megkérdezték, van-e valakinek ötlete, vagy önként segítene, és hamarosan egy egész csapat mérnök gyűlt össze.

A véletlen találkozás eredménye egy prototípus lélegeztetőgép, amely segíti a kritikus állapotú COVID-19 betegek légzését, mindössze 37 nap alatt. A prototípust az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) hagyta jóvá, vagyis most már lehet gyártják és kezdik kiküldeni, hogy segítsenek enyhíteni a krónikus lélegeztetőgéphiányt az Egyesült Államokban. kórházak.

Az utazás érzelmekkel teli volt az érintett mérnökök számára, ahogy Chris Yahnker, az egyik első önkéntes, aki csatlakozott a projekthez, elmondta a Digital Trendsnek.

„Vannak idők, amikor mindannyian könnyet hullattunk” – mondta. „Nem sok olyan alkalom van a karriered során, amikor valóban azt mondhatod: „Igazi változást értem el.”

Az űrrobotoktól az orvosi lélegeztetőgépekig

Yahnker, a JPL extrém környezeti robotikával foglalkozó csoportfelügyelője általában robotokat tervez a NASA számára a Mars, a Vénusz, az Európa és azon túli zord környezetek felfedezésére. De amikor kapott egy e-mailt az új projektről – lényegében azt kérdezte, hogy tudnának-e lélegeztetőgépet építeni a ház körül vagy a helyi vasboltban talált alkatrészekből – tudta, hogy szeretne hozzájutni magában foglal.

Az első hétvégén a garázsában szerszámozott, és minden vad ötletet átgondolt, ami csak eszébe jutott két vagy három másik ember – mindent a műanyag vizes palackok használatától a légmatracból való szivattyú használatáig.

A következő héten a csapat rájött, hogy lehetőségük van valami olyat alkotni, ami valóban segíthet az embereknek. És közvetlenül azelőtt, hogy a JPL alkalmazottait hazaküldték volna távolról dolgozni, a mérnökök konzultáltak egy légúti betegségek szakértőjével egy közeli kórházból, aki elmagyarázta, mit kell tennie az orvosoknak lélegeztetőgépre a koronavírusos betegeknél különös.

Ez felkeltette az érdeklődést más JPL mérnökökben, és egy hét-nyolc fős törzscsapatot alkottak. emberek tucatjainak támogatásával, akik elképesztő sebességgel dolgoztak egy új lélegeztetőgép megtervezésén.

Különbséget tenni

A lélegeztetőgép tervezése egy dolog. De valami olyasmit megtervezni, ami megfelel az FDA irányelveinek, és amit jóvá lehetne hagyni és gyorsan be lehetne vezetni, az egészen más volt. Végül is egy tervnek nem sok haszna volt, ha nem lehetett azonnal kórházba helyezni.

A csapat másik kulcsfontosságú aggodalma az volt, hogy nem akarták elvenni a meglévő lélegeztetőgép-gyártók ellátási láncát – nem lenne értelme új lélegeztetőgépet tervezni, ha az a hagyományos ventilátorokkal versenyezne a korlátozott alkatrészellátásért. Ezért olyan iparágakban kerestek olyan alkatrészeket, mint a hegesztőipar, amelyek olcsók és könnyen beszerezhetők, és amelyek nem zavarják más szellőzők gyártását.

Arra is vágytak, hogy a lélegeztetőgép kórházi gázellátással vagy anélkül is használható legyen, ezért ők két tervet hozott létre – egyet olyan kórházakban való használatra, ahol rendelkezésre állnak gázvezetékek, egyet pedig önállóan, sürgősségi használatra beállításokat.

És bár eleinte az Egyesült Államok lélegeztetőgépeinek biztosítására összpontosítottak, arról is gondoskodni akartak, hogy a lélegeztetőgépek nemzetközileg is használható, így a tervezésnek figyelembe kellett vennie a különböző elektromos feszültségeket és frekvenciákat világ.

Szóval, hogyan kell megközelíteni egy ilyen kihívást? Olyan más, mint a tervezés robotok a Jupiter jeges holdjainak felfedezéséhez és a légzést segítő orvosi berendezés megtervezése bizonyos szempontból hasonló megközelítés mindkettőre alkalmazható. Az alapvető kérdések – Mire van szüksége ennek az eszköznek? Mik a követelmények? - ugyanazok maradnak.

"Nagyon hasonló megközelítést alkalmaztunk ahhoz, ahogyan általában tervezzük a dolgokat" - magyarázta Yahnker. „A JPL nagy rendszerfejlesztő. Ez az, amit igazán jól csinálunk. Átgondoljuk a problémát, átgondoljuk az összes interakciót, átgondoljuk a rendszer részösszetevőit és azok együttműködését, majd írunk egy robusztus követelményrendszert. Sokszor követtük ugyanezt a folyamatot itt is.”

Személyes hatás

A legnagyobb különbség azonban egy tipikus JPL-projekt és ez között az időskálában volt. A NASA projektjeit általában évtizedekre tervezik, és nagy gondot fordítanak az elbocsátások, a tartalék előre nem látott eseményekre és a hosszú távú tervezésre. A lélegeztetőgépeket a lehető leggyorsabban létre kellett hozni, ami radikális váltást jelentett az iteráló gondolkodásmód felé.

„A legtöbben azért vágtunk bele a mérnöki pályára, mert változást akartunk elérni” – mondta Yahnker. „És a JPL-nek dolgozni az űrkutatásban klassz dolog, és óriási változást hoz a világban. De ezeknek a dolgoknak évtizedekbe telhet, amíg megvalósulnak. Ez egészen más élmény volt. Nagyon gyorsan halad, és a szükség valós. Amit ma csinálsz, annak a legközvetlenebb hatása van a világon.”

Különösen a frontvonalon lévő orvosokkal folytatott beszélgetések mutatták meg igazán a felszerelés biztosításának fontosságát, és azt, hogy egy hatékonyabb konstrukció hogyan tud valóban életeket menteni. „Tényleg jól érzed magad abban, amit csinálsz. A napi 10-12 órás hosszú órákat kellemesebbé teszi, nem csak nekem, hanem a családomnak is, akik azt kérdezik, mennyi időt fogok az otthoni irodámban tölteni. Ha megmutatod nekik azt a munkát, amit csinálsz, és azt, hogy milyen változást érsz el a világban, az jó érzés.”

Az emberiség egészének segítése

A ventilátorral az FDA jóváhagyta, a NASA a tervezést a ingyenes licenc. Most már csak egy gyártót kell találnia a csapatnak, aki elkezdheti a lélegeztetőgépek gyártását és a kórházak számára történő szállítását.

A készülékek ma már hasznosak és fontosak, de egyben azt is jelzik, mire képes egy kis csoport elszánt ember a válság idején.

Ha ismét szükség lenne rá, az olyan mérnökök, mint Yahnker és JPL kollégái hajlandóak és tudnak segíteni.

"Ha készek lehetünk, ha ne adj isten, még egy ilyen dolog megtörténik a jövőben, akkor mindannyian ezért veszünk részt a játékban - gondoskodva arról, hogy az emberiség egészét segíthessük" - mondta Yahnker.

Szerkesztői ajánlások

• Az őrült terv belsejében, hogy felkapjuk és hazahozzuk a Vénusz hangulatát
• Nézze meg a NASA új napelem-tömbjét az űrállomáson
• A NASA júniusi égboltfigyelő tippjei között szerepel a Mars a méhkasban
• Hogyan nézhetjük meg, ahogy a NASA privát küldetése megérkezik az űrállomásra
• Nézze meg, hogy a NASA sikeresen elindítja a teljesen privát küldetést az ISS-re