Wewnątrz wyścigu NASA o zbudowanie respiratora w 37 dni

Zaczęło się od przypadkowego spotkania w kafeterii Jet Propulsion Lab (JPL).

Na początku marca główny inżynier spotkał się z szefem dyrekcji inżynierii i nauki JPL Omawiając bieżące wydarzenia, głośno zastanawiali się, czy istnieje sposób, w jaki JPL mogłoby w jakiś sposób przyczynić się do walki niezgodne z korona wirus. Wysłali e-mail z pytaniem, czy ktoś ma pomysły lub zgłosiłby się na ochotnika do pomocy i wkrótce zebrał się cały zespół inżynierów.

Rezultatem tego przypadkowego spotkania jest prototyp respiratora wspomagającego oddychanie u krytycznie chorych pacjentów z Covid-19, zaprojektowany w zaledwie 37 dni. Prototyp został zatwierdzony przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), co oznacza, że ​​jest to już możliwe wyprodukowane i zaczęte wysyłane w celu złagodzenia chronicznego niedoboru respiratorów w USA szpitale.

Jak powiedział Digital Trends Chris Yahnker, jeden z pierwszych wolontariuszy, którzy przyłączyli się do projektu, ta podróż była pełna emocji dla zaangażowanych inżynierów.

„Były chwile, kiedy wszyscy uroniliśmy łzy” – powiedział. „Niewiele razy w Twojej karierze możesz powiedzieć: «Zrobiłem naprawdę różnicę»”.

Od robotów kosmicznych po wentylatory medyczne

Yahnker, kierownik grupy ds. robotyki w ekstremalnych warunkach w JPL, zwykle projektuje dla NASA roboty do badania trudnych warunków na Marsie, Wenus, Europie i poza nią. Ale kiedy otrzymał e-mail z informacją o nowym projekcie — z pytaniem, czy mogliby zbudować respirator z części znalezionych w domu lub w lokalnym sklepie z narzędziami — wiedział, że chce je zdobyć zaangażowany.

Przez pierwszy weekend grzebał w garażu i przeprowadzał burzę mózgów na temat każdego szalonego pomysłu, jaki przyszedł mu do głowy dwie lub trzy inne osoby — wszystko, od używania plastikowych butelek po wodzie po używanie pompki z dmuchanego materaca.

W następnym tygodniu zespół zdał sobie sprawę, że ma możliwość stworzenia czegoś, co naprawdę może pomóc ludziom. Tuż przed odesłaniem pracowników JPL do domu do pracy zdalnej inżynierowie konsultowali się z ekspertem ds. chorób układu oddechowego z pobliskiego szpitala, który wyjaśnił szczegółowo, do czego lekarze potrzebowali respiratora u pacjentów z koronawirusem konkretny.

Spowodowało to wzrost zainteresowania innych inżynierów JPL i utworzenie podstawowego zespołu składającego się z siedmiu lub ośmiu osób ludzi przy wsparciu kilkudziesięciu innych osób, które z zadziwiającą szybkością pracowały nad zaprojektowaniem nowego respiratora.

Robić różnicę

Zaprojektowanie respiratora to jedno. Ale zaprojektowanie czegoś, co spełnia wytyczne FDA i które można szybko zatwierdzić i wdrożyć, to zupełnie inna sprawa. W końcu projekt na niewiele się zdał, jeśli nie można go było od razu wprowadzić do szpitali.

Inną kluczową obawą zespołu był fakt, że nie chciał on pozbawiać łańcucha dostaw istniejących producentów respiratorów — projektowanie nowego respiratora nie miałoby sensu, gdyby konkurował z tradycyjnymi respiratorami o ograniczoną podaż części. Poszukiwali więc części z branż takich jak spawalnictwo, które byłyby tanie i łatwo dostępne i które nie kolidowałyby z produkcją innych respiratorów.

Chcieli także upewnić się, że respirator będzie mógł być używany ze szpitalnym źródłem gazu lub bez niego, więc tak zrobili stworzył dwa projekty – jeden do użytku w szpitalach z dostępnymi liniami gazowymi i jeden samodzielny do użytku w nagłych wypadkach konfiguracje.

I chociaż początkowo skupiali się na dostarczaniu respiratorów dla Stanów Zjednoczonych, chcieli także upewnić się, że respiratory będą mogły być stosowane na całym świecie, dlatego projekt musiał uwzględniać różne napięcia i częstotliwości elektryczne występujące w całym pomieszczeniu świat.

Jak zatem podejść do takiego wyzwania? Równie różne jak projektowanie roboty do badania lodowych księżyców Jowisza i zaprojektowanie sprzętu medycznego wspomagającego oddychanie, w pewnym sensie podobne podejście można zastosować w obu przypadkach. Podstawowe pytania — Do czego ma służyć to urządzenie? Jakie są wymagania? - pozostają takie same.

„Przyjęliśmy bardzo podobne podejście do tego, jak zwykle podchodzimy do projektowania” – wyjaśnił Yahnker. „JPL to duży producent systemów. To jest to, co robimy naprawdę dobrze. Myślimy o problemie, myślimy o wszystkich interakcjach, myślimy o podkomponentach systemu i o tym, jak ze sobą współpracują, a następnie piszemy solidny zestaw wymagań. Tutaj zastosowaliśmy wiele tego samego procesu. ”

Osobisty wpływ

Jednak największą różnicą pomiędzy typowym projektem JPL a tym projektem były ramy czasowe. Projekty NASA są zazwyczaj planowane na dziesięciolecia, przy czym dużą uwagę zwraca się na uwzględnienie zwolnień, rezerwowych sytuacji awaryjnych i planowania długoterminowego. Respiratory należało stworzyć tak szybko, jak to możliwe, co oznaczało radykalną zmianę w kierunku iteracyjnego sposobu myślenia.

„Większość z nas zajęła się inżynierią, ponieważ chcieliśmy coś zmienić” – powiedział Yahnker – „a praca dla JPL przy eksploracji kosmosu jest fajna i naprawdę zmienia świat. Ale osiągnięcie tych celów może zająć dziesięciolecia. To było zupełnie inne doświadczenie. Postępuje to bardzo szybko, a potrzeba jest realna. To, co robisz dzisiaj, ma najbardziej bezpośredni wpływ na świat.

Zwłaszcza rozmowy z lekarzami na pierwszej linii frontu uświadomiły mi, jak ważne jest zapewnienie sprzętu i jak stworzenie bardziej wydajnego projektu może naprawdę uratować życie. „Naprawdę czujesz się dobrze w tym, co robisz. Dzięki temu długie godziny, 10–12 godzin dziennie, stają się przyjemniejsze nie tylko dla mnie, ale także dla mojej rodziny, która pyta, ile czasu będę spędzać zaszyta w domowym biurze. Kiedy pokazujesz im, jaką pracę wykonujesz i jaką różnicę robisz w świecie, czujesz się dobrze”.

Pomaganie ludzkości jako całości

Z wentylatorem zatwierdzony przez FDANASA oferuje projekt jako Darmowa licencja. Teraz zespół musi tylko znaleźć producenta, który rozpocznie produkcję respiratorów i dostarczanie ich szpitalom.

Urządzenia są teraz przydatne i ważne, ale są też wskazówką, co w czasie kryzysu może zrobić niewielka grupa zdeterminowanych ludzi.

Jeśli ponownie zajdzie taka potrzeba, inżynierowie tacy jak Yahnker i jego koledzy z JPL są gotowi i mogą pomóc.

„Jeśli możemy być gotowi, jeśli, nie daj Boże, podobna sytuacja wydarzy się w przyszłości, to właśnie o to nam wszystkim chodzi – upewnienie się, że możemy pomóc ludzkości jako całości” – powiedział Yahnker.

Zalecenia redaktorów

• Wewnątrz szalony plan, aby zebrać i przywieźć do domu odrobinę atmosfery Wenus
• Zobacz, jak nowy układ słoneczny NASA rozwija się na stacji kosmicznej
• Czerwcowe wskazówki NASA dotyczące obserwacji nieba obejmują Marsa w ulu
• Jak oglądać prywatną misję NASA przybywającą na stację kosmiczną
• Zobacz, jak NASA pomyślnie uruchomiła całkowicie prywatną misję na ISS