Die Hand des OP-Roboters MIRA. (Craig Chandler/UNL) In naher Zukunft werden die NASA und andere Raumfahrtagenturen zum ersten Mal seit über fünfzig Jahren Astronauten über die niedrige Erdumlaufbahn (LEO) hinaus schicken.
Aber im Gegensatz zur Apollo-Ära werden diese Missionen aus Astronauten bestehen, die längere Zeit auf der Erde verbringen der Mond und Reisen von und nach Mars (mit ein paar Monaten Oberflächenbetrieb dazwischen).
Darüber hinaus ist auch die Kommerzialisierung des LEO- und cis-Mondraums geplant, was bedeutet, dass Millionen von Menschen in Weltraumlebensräumen und Oberflächensiedlungen weit außerhalb der Erde leben könnten.
Dies stellt viele Herausforderungen dar, darunter die Möglichkeit, dass die Kranken und Verletzten keine zugelassenen Ärzte haben, um potenziell lebensrettende Operationen durchzuführen.
Um dieses Problem anzugehen, haben Professor Shane Farritor und seine Kollegen von der University of Nebraska-Lincoln (UNL) Nebraska Innovation Campus (NIC) haben das entwickelt Miniaturisierter In-vivo-Roboterassistent (MIRA) .
Im Jahr 2024 wird diese tragbare miniaturisierte Plattform für robotergestützte Chirurgie (RAS) für eine Testmission zur Internationalen Raumstation (ISS) geflogen, um ihre Fähigkeit zur Durchführung medizinischer Eingriffe im Weltraum zu testen.
Farritor ist David und Nancy Lederer Professor für Ingenieurwissenschaften an der University of Nebraska und studierte Robotik am MIT. Im Rahmen seines Studiums arbeitete er mit dem Kennedy Space Center der NASA, dem Goddard Space Flight Center und dem Jet Propulsion Laboratory zur Unterstützung der NASA zusammen Mars-Erkundungsrover (MER) Programm.
Dies umfasste die Unterstützung bei der Gestaltung und Montage des Neugier Und Ausdauer Rovers, definieren ihre Bewegungsplanung und erfinden einen Prozess, bei dem die Sonnendetektoren des Rovers verwendet werden, um seine Fahrtrichtung zu bestimmen.
Im Jahr 2006 gründeten er und Dmitry Oleynikov – ein ehemaliger Professor für Chirurgie am University of Nebraska Medical Center (UNMC) – Virtual Incision, ein Startup-Unternehmen mit Sitz am NIC.
Im April 2022 wurde Farritor zum ersten Gewinner des ausgezeichnet Auszeichnung für IP-Innovation und Kommerzialisierung der Fakultät – ausgestellt von der University of Nebraska für geistiges Eigentum.
Seit fast 20 Jahren entwickeln Farritor, Oleynikov und ihre Kollegen die robotergestützte Operationssuite MIRA, die über 100 Millionen US-Dollar an Risikokapital eingeworben hat.
Kürzlich hat die NASA Virtual Incision vom US-Energieministerium (DoE) einen Zuschuss in Höhe von 100.000 US-Dollar gewährt. Etabliertes Programm zur Förderung der Wettbewerbsforschung (EPSCoR), um Ingenieuren und Robotikern am NIC bei der Vorbereitung auf den Test an Bord der ISS zu helfen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Roboterchirurgie-Suiten bietet MIRA zwei Vorteile. Erstens können seine Instrumente durch kleine Einschnitte eingeführt werden, was Ärzten die Durchführung minimalinvasiver Operationen (wie Bauchoperationen und Dickdarmresektionen) ermöglicht.
Zweitens könnte die Technologie Telemedizin ermöglichen, bei der Chirurgen Operationen aus der Ferne durchführen und Dienstleistungen an Orten erbringen können, die weit von einer medizinischen Einrichtung entfernt sind. Auf der Erde ermöglicht diese Technologie Ärzten bereits, Menschen an weit entfernten Orten zu helfen, wo Dienstleistungen nicht ohne weiteres verfügbar sind.
Die MIRA-Technologie hat jedoch den zusätzlichen Vorteil, dass sie Operationen autonom durchführt, was bedeutet, dass Astronauten, die auf dem Mond und dem Mars dienen, medizinische Versorgung erhalten könnten, ohne dass ein menschlicher Chirurg erforderlich wäre.
Sagte John Murphy, CEO von Virtual Incision, kürzlich in einem Unternehmen Pressemitteilung :
„Die Virtual Incision MIRA-Plattform wurde entwickelt, um die Leistung eines robotergestützten Großrechner-Chirurgiegeräts in miniaturisierter Größe bereitzustellen, mit dem Ziel, RAS in jedem Operationssaal auf der Welt zugänglich zu machen.“
„Die Zusammenarbeit mit der NASA an Bord der Raumstation wird testen, wie MIRA chirurgische Eingriffe selbst an den entlegensten Orten ermöglichen kann.“
Im nächsten Jahr wird Farritor mit der Ingenieurstudentin Rachael Wagner zusammenarbeiten, um MIRA für den Betrieb an Bord der ISS vorzubereiten. Wagner begann als Studentin bei Farritor zu arbeiten und nahm 2018 nach Abschluss ihres Bachelor-Studiums in Maschinenbau eine Stelle bei Virtual Incision an.
Dies umfasst das Schreiben von Software, das Konfigurieren von MIRA für den Einbau in einen Experimentierschrank und das Testen des Geräts, um sicherzustellen, dass es robust genug ist, um den Start an Bord einer Rakete zu überstehen und im Weltraum wie erforderlich zu funktionieren.
Im August 2021 führte MIRA erfolgreich seine erste Fernoperation im Rahmen einer klinischen Studie im Rahmen einer Investigational Device Exemption (IDE) der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) durch.
Der Eingriff – durchgeführt von Dr. Michael A. Jobst am Bryan Medical Center in Lincoln, Nebraska – bestand aus einer rechten Hemikolektomie (bei der eine Hälfte des Dickdarms entfernt wird) und wurde mit einem einzigen Einschnitt in der Nabel durchgeführt.
Sagte Dr. Jobst: „Die MIRA-Plattform ist eine echte bahnbrechende Plattform für die allgemeine Chirurgie und es ist äußerst erfreulich, der erste Chirurg der Welt zu sein, der das System nutzt.“
„Der Eingriff verlief reibungslos und der Patient erholt sich gut.“ Ich freue mich, dazu beitragen zu können, die ersten Schritte zur Verbesserung des Zugangs zu robotergestützter Chirurgie zu unternehmen, was eindeutige Vorteile für die Patienten mit sich bringt.“
In einem anderen Experiment betrieb der ehemalige Astronaut Clayton Anderson (ein pensionierter NASA-Astronaut) MIRA vom Johnson Space Center aus und wies es an, chirurgische Aufgaben in einem Operationssaal des 1450 Kilometer (900 Meilen) entfernten University of Nebraska Medical Center durchzuführen .
Bei seinem bevorstehenden Test an Bord der ISS wird MIRA autonom und ohne die Hilfe eines Controllers arbeiten. Für diesen Test schneidet der Roboter straff gespannte Gummibänder (simuliert Haut) und schiebt Metallringe entlang eines Drahtes (simuliert filigrane Vorgänge).
„Diese Simulationen sind aufgrund der vielen Daten, die wir während der Tests sammeln werden, sehr wichtig“, sagte Wagner in einer Pressemitteilung von Nebraska News.
Bei diesem Test handelt es sich um den bisher autonomsten Betrieb des Roboters, der die Kommunikationsbandbreite der Raumstation schonen und die Zeit minimieren soll, die Astronauten mit dem Experiment verbringen.
Das Ziel dieser Mission besteht jedoch nicht darin, die noch begrenzte Autonomie des Roboters zu demonstrieren, sondern darin, die Funktionsweise des Roboters in der Schwerelosigkeit zu optimieren. Diese Experimente werden dazu beitragen, die Technologie für zukünftige Langzeitmissionen im LEO und darüber hinaus zu validieren.
Als Farritor sagte : „Die NASA hat ehrgeizige Pläne für langfristige Raumfahrten, und es ist wichtig, die Fähigkeiten der Technologie zu testen, die bei Missionen, die sich über Monate und Jahre erstrecken, von Nutzen sein könnte.“
„MIRA verschiebt weiterhin die Grenzen dessen, was in RAS möglich ist, und wir sind mit der bisherigen Leistung zufrieden.“ klinische Versuche . Wir freuen uns, noch einen Schritt weiter zu gehen und dabei zu helfen, herauszufinden, was in Zukunft möglich sein könnte, da die Raumfahrt für die Menschheit zunehmend zur Realität wird.“
Da sich die Menschen immer weiter von der Erde entfernen, müssen sie so autark wie möglich sein. Auf dem Mond, dem Mars und anderen Orten im Weltraum sind Versorgungsmissionen ebenso wenig praktikabel wie der Transport von Ärzten oder Patienten zu und von diesen Orten.
Das bedeutet, dass sie nicht nur in der Lage sind, ihre eigenen Lebensmittel anzubauen, lokale Ressourcen zur Deckung ihres Bedarfs zu nutzen (ISRU), auf bioregenerative Lebenserhaltungssysteme angewiesen zu sein und vor Ort Strom zu erzeugen, sondern auch grundlegende Dienstleistungen wie medizinische Versorgung und chirurgische Eingriffe bereitstellen müssen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .