V rámci pretekov NASA o zostavenie ventilátora za 37 dní

Začalo to náhodným stretnutím v kaviarni Jet Propulsion Lab (JPL).

Vedúci inžinier narazil na šéfa riaditeľstva pre inžinierstvo a vedu JPL začiatkom marca diskutovali o aktuálnych udalostiach a nahlas uvažovali, či existuje nejaký spôsob, ako by JPL mohla prispieť k boju proti koronavírus. Poslali e-mail s otázkou, či má niekto nápady alebo by dobrovoľne pomohol, a čoskoro sa zhromaždil celý tím inžinierov.

Výsledkom tohto náhodného stretnutia je prototyp ventilátora na podporu dýchania u kriticky chorých pacientov s COVID-19, ktorý bol navrhnutý len za 37 dní. Prototyp bol schválený Úradom pre potraviny a liečivá (FDA), čo znamená, že teraz môže byť vyrobené a začať sa odosielať, aby pomohli zmierniť chronický nedostatok ventilátorov v USA. nemocnice.

Táto cesta bola pre zúčastnených inžinierov emotívna, ako pre Digital Trends povedal Chris Yahnker, jeden z prvých dobrovoľníkov, ktorí sa k projektu pridali.

"Sú chvíle, keď sme všetci ronili slzu," povedal. "Vo vašej kariére nie je veľa prípadov, keď môžete skutočne povedať: "Urobil som skutočný rozdiel."

Od vesmírnych robotov po lekárske ventilátory

Yahnker, vedúci skupiny pre robotiku v extrémnom prostredí v JPL, zvyčajne pracuje na navrhovaní robotov pre NASA, aby preskúmali drsné prostredie Marsu, Venuše, Európy a ďalších. Ale keď dostal e-mail o novom projekte - v podstate sa spýtal, či by mohli postaviť ventilátor z častí nájdených povaľujúcich sa okolo domu alebo v miestnom železiarstve – vedel, že ich chce získať zapojené.

Počas prvého víkendu makal vo svojej garáži a premýšľal nad každým divokým nápadom, ktorý ho napadol dvaja alebo traja ďalší ľudia – všetko od používania plastových fliaš na vodu až po používanie pumpy z nafukovacieho matraca.

Do budúceho týždňa si tím uvedomil, že má príležitosť vytvoriť niečo, čo môže ľuďom skutočne pomôcť. A tesne predtým, ako zamestnancov JPL poslali domov pracovať na diaľku, inžinieri sa poradili s odborníkom na respiračné ochorenia z neďalekej nemocnice, ktorá vysvetlila podrobnosti o tom, čo lekári potrebujú urobiť ventilátor pre pacientov s koronavírusom konkrétne.

To odštartovalo prudký nárast záujmu ďalších inžinierov JPL, ktorí vytvorili základný tím siedmich alebo ôsmich ľudí s podporou desiatok ďalších, ktorí úžasnou rýchlosťou pracovali na návrhu nového ventilátora.

Vytvárať zmenu

Zostrojiť ventilátor je jedna vec. Ale navrhnúť niečo, čo spĺňa smernice FDA a čo by sa dalo rýchlo schváliť a zaviesť, bolo niečo úplne iné. Koniec koncov, dizajn bol málo užitočný, ak sa nedal okamžite umiestniť do nemocníc.

Ďalším kľúčovým problémom pre tím bolo, že nechceli odobrať z dodávateľského reťazca existujúcich výrobcov ventilátorov – Nemalo by zmysel navrhovať nový ventilátor, ak by súťažil s tradičnými ventilátormi o obmedzenú dodávku dielov. Preto hľadali diely z odvetví, ako je zváračský priemysel, ktoré boli lacné a ľahko dostupné a ktoré by neprekážali pri výrobe iných ventilátorov.

Chceli sa tiež uistiť, že ventilátor sa dá používať s nemocničným prívodom plynu alebo bez neho, tak sa rozhodli vytvorila dva návrhy – jeden na použitie v nemocniciach s dostupnými plynovými rozvodmi a jeden samostatný na použitie v prípade núdze nastavenia.

A hoci sa najprv zamerali na poskytovanie ventilátorov pre USA, chceli sa tiež uistiť, že ventilátory používať medzinárodne, takže dizajn musel počítať s premenlivými elektrickými napätiami a frekvenciami, ktoré sa vyskytujú v celom zariadení sveta.

Ako teda pristupovať k takejto výzve? Rovnako odlišné ako navrhovanie roboty na skúmanie ľadových mesiacov Jupitera a navrhnutie časti lekárskeho zariadenia na pomoc pri dýchaní môže byť v niektorých ohľadoch podobný prístup aplikovaný na oba. Základné otázky — Čo musí toto zariadenie robiť? Aké sú požiadavky? - ostať rovnaký.

„Zaujali sme veľmi podobný prístup, ako zvyčajne navrhujeme veci,“ vysvetlil Yahnker. „JPL je veľký vývojár systémov. To je to, čo robíme naozaj dobre. Premýšľame o probléme, premýšľame o všetkých interakciách, premýšľame o podzložkách systému a o tom, ako spolu fungujú, a potom napíšeme robustný súbor požiadaviek. Tu sme absolvovali veľa rovnakých procesov."

Osobný vplyv

Najväčší rozdiel medzi typickým projektom JPL a týmto projektom bol však v časovom rámci. Projekty NASA sa zvyčajne plánujú na desaťročia, pričom sa venuje veľká pozornosť tomu, aby zahŕňali prepúšťanie, zálohovanie a dlhodobé plánovanie. Ventilátory bolo potrebné vytvoriť čo najrýchlejšie, čo znamenalo radikálny posun k opakovanému mysleniu.

„Väčšina z nás sa dostala k inžinierstvu, pretože sme chceli niečo zmeniť,“ povedal Yahnker, „a pracovať pre JPL v oblasti vesmírneho prieskumu je skvelé a robíte vo svete obrovský rozdiel. Ale realizácia týchto vecí môže trvať desaťročia. Toto bola veľmi odlišná skúsenosť. Pohybuje sa veľmi rýchlo a potreba je skutočná. To, čo robíte dnes, má na svete najbezprostrednejší vplyv."

Najmä rozhovory s lekármi v prvej línii skutočne poukázali na dôležitosť poskytovania vybavenia a na to, ako môže vytvorenie efektívnejšieho dizajnu skutočne zachrániť životy. „Naozaj sa cítite dobre z toho, čo robíte. Vďaka tomu sú dlhé hodiny 10 až 12 hodín denne príjemnejšie nielen pre mňa, ale aj pre moju rodinu, ktorá sa ma pýta, koľko času strávim zalezený vo svojej domácej kancelárii. Keď im ukážete prácu, ktorú robíte, a rozdiel, ktorý robíte vo svete, je to dobrý pocit.“

Pomoc ľudstvu ako celku

S ventilátorom schválený FDA, NASA ponúka dizajn ako a bezplatná licencia. Teraz tím len potrebuje nájsť výrobcu, ktorý začne vyrábať ventilátory a poskytovať ich nemocniciam.

Zariadenia sú užitočné a dôležité už teraz, ale sú aj náznakom toho, čo dokáže malá skupina odhodlaných ľudí v čase krízy.

Ak by to znova nastala potreba, inžinieri ako Yahnker a jeho kolegovia z JPL sú ochotní a schopní pomôcť.

„Ak dokážeme byť pripravení, ak sa, nedajbože, v budúcnosti stane ďalšia podobná vec, o to sme všetci v hre – uistiť sa, že môžeme pomôcť ľudstvu ako celku,“ povedal Yahnker.

Odporúčania redaktorov

• Vnútri bláznivého plánu nabrať a priniesť domov trochu atmosféry Venuše
• Sledujte, ako sa na vesmírnej stanici rozvinie nové solárne pole NASA
• Júnové tipy NASA na pozorovanie oblohy zahŕňajú Mars v úli
• Ako sledovať príchod súkromnej misie NASA na vesmírnu stanicu
• Sledujte, ako NASA úspešne spustila úplne súkromnú misiu na ISS