Внутри гонки НАСА по созданию аппарата искусственной вентиляции легких за 37 дней

Все началось со случайной встречи в кафетерии Лаборатории реактивного движения (JPL).

В начале марта ведущий инженер столкнулся с начальником инженерно-научного управления Лаборатории реактивного движения. обсуждая текущие события, они вслух задавались вопросом, может ли Лаборатория реактивного движения каким-либо образом внести свой вклад в борьбу. против корона вирус. Они разослали электронное письмо с вопросом, есть ли у кого-нибудь идеи или желает ли он помочь, и вскоре собралась целая команда инженеров.

Результатом этой случайной встречи стал прототип аппарата искусственной вентиляции легких для облегчения дыхания тяжелобольным пациентам с COVID-19, созданный всего за 37 дней. Прототип был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), что означает, что теперь его можно использовать производятся и начинают рассылаться, чтобы помочь облегчить хроническую нехватку аппаратов ИВЛ в США. больницы.

Это путешествие было эмоциональным для участвующих инженеров, как рассказал Digital Trends Крис Янкер, один из первых добровольцев, присоединившихся к проекту.

«Бывают моменты, когда мы все плачем», — сказал он. «В вашей карьере не так уж много случаев, когда вы можете по-настоящему сказать: «Я действительно изменил ситуацию».

От космических роботов до аппаратов искусственной вентиляции легких

Янкер, руководитель группы робототехники в экстремальных условиях в Лаборатории реактивного движения, обычно занимается разработкой роботов для НАСА для исследования суровых условий Марса, Венеры, Европы и других стран. Но когда он получил электронное письмо о новом проекте — по сути, с вопросом, могут ли они построить аппарат искусственной вентиляции легких из деталей, найденных дома или в местном хозяйственном магазине — он знал, что хочет получить вовлеченный.

В первые выходные он возился в своем гараже и обсуждал каждую дикую идею, которая могла прийти ему в голову. еще два-три человека — все, от использования пластиковых бутылок с водой до использования насоса из надувного матраса.

К следующей неделе команда поняла, что у них есть возможность создать что-то, что действительно может помочь людям. А незадолго до того, как сотрудников JPL отправили домой на удаленную работу, инженеры проконсультировались с экспертом по респираторным заболеваниям. из соседней больницы, который объяснил подробности того, для чего врачам нужен аппарат искусственной вентиляции легких для пациентов с коронавирусом в особый.

Это вызвало всплеск интереса со стороны других инженеров Лаборатории реактивного движения, сформировав основную команду из семи или восьми человек. людей при поддержке десятков других людей, которые с поразительной скоростью работали над разработкой нового аппарата искусственной вентиляции легких.

Различать

Спроектировать вентилятор – это одно. Но разработать что-то, что соответствовало бы рекомендациям FDA и что можно было бы быстро одобрить и внедрить, — это совсем другое. В конце концов, от конструкции было бы мало пользы, если бы ее нельзя было сразу же внедрить в больницы.

Еще одной ключевой проблемой для команды было то, что они не хотели исключать из цепочки поставок существующих производителей аппаратов ИВЛ. не было бы смысла разрабатывать новый аппарат ИВЛ, если бы он конкурировал с традиционными аппаратами ИВЛ из-за ограниченного количества деталей. Поэтому они искали детали из таких отраслей, как сварочная промышленность, которые были дешевыми и легкодоступными и не мешали бы производству других вентиляторов.

Они также хотели убедиться, что аппарат ИВЛ можно использовать как с подачей больничного газа, так и без него. создали две конструкции — одну для использования в больницах, где есть газопроводы, и одну автономную для использования в экстренных случаях. настройки.

И хотя их внимание поначалу было сосредоточено на поставке аппаратов ИВЛ в США, они также хотели убедиться, что аппараты ИВЛ смогут использоваться на международном уровне, поэтому конструкция должна была учитывать различные электрические напряжения и частоты, встречающиеся по всему миру. мир.

Итак, как подойти к такой задаче? Столь же разное, как проектирование роботы для исследования ледяных спутников Юпитера и разработка медицинского оборудования для облегчения дыхания, в некотором смысле аналогичный подход может быть применен к обоим. Основные вопросы — Что нужно делать этому устройству? Каковы требования? - оставаться прежним.

«Мы использовали очень похожий подход к тому, как мы обычно занимаемся проектированием вещей», — объяснил Янкер. «JPL — крупный разработчик систем. Это то, что мы делаем очень хорошо. Мы думаем о проблеме, обо всех взаимодействиях, о подкомпонентах системы и о том, как они работают вместе, а затем пишем надежный набор требований. Здесь мы во многом следовали тому же процессу».

Личное влияние

Однако самая большая разница между типичным проектом JPL и этим заключалась в сроках. Проекты НАСА обычно планируются на десятилетия, при этом большое внимание уделяется резервированию, резервному копированию и долгосрочному планированию. Аппараты ИВЛ нужно было создать как можно быстрее, а это означало радикальный сдвиг в сторону повторяющегося мышления.

«Большинство из нас пошли в инженерное дело, потому что хотели изменить ситуацию», — сказал Янкер, — «и работать в Лаборатории реактивного движения в области освоения космоса — это круто, и вы действительно имеете огромное значение в мире. Но на то, чтобы эти вещи воплотились в жизнь, могут потребоваться десятилетия. Это был совсем другой опыт. Это происходит очень быстро, и потребность в этом реальна. То, что вы делаете сегодня, оказывает самое непосредственное влияние на мир».

В частности, беседы с врачами, находящимися на передовой, действительно показали важность предоставления оборудования и то, как создание более эффективной конструкции может действительно спасти жизни. «Ты действительно чувствуешь себя хорошо от того, что делаешь. Это делает долгие часы по 10–12 часов в день более приятными не только для меня, но и для моей семьи, которая спрашивает, как долго я собираюсь провести, отсиживаясь в своем домашнем офисе. Когда ты показываешь им свою работу и то, что ты вносишь в мир, это приятно».

Помощь человечеству в целом

С аппаратом искусственной вентиляции легких одобрен FDAНАСА предлагает этот дизайн в качестве бесплатная лицензия. Теперь команде просто нужно найти производителя, чтобы начать производство аппаратов искусственной вентиляции легких и поставлять их в больницы.

Эти устройства полезны и важны сейчас, но они также являются показателем того, что может сделать небольшая группа решительных людей во время кризиса.

Если необходимость возникнет снова, такие инженеры, как Янкер и его коллеги из Лаборатории реактивного движения, готовы и смогут помочь.

«Если мы сможем быть готовы, если, не дай бог, еще что-нибудь подобное произойдет в будущем, именно для этого мы все и участвуем в игре — убедиться, что мы можем помочь человечеству в целом», — сказал Янкер.

Рекомендации редакции

• Внутри безумного плана собрать и привезти домой немного атмосферы Венеры.
• Посмотрите, как на космической станции разворачивается новая солнечная батарея НАСА
• Июньские советы НАСА по наблюдению за небом включают Марс в улье
• Как посмотреть, как частная миссия НАСА прибывает на космическую станцию
• Посмотрите, как НАСА успешно запустило частную миссию на МКС