Беспилотне летелице или беспилотне летелице често се користе за задатке који се сматрају превише опасним за традиционални ваздушни надзор - пресликавање ледених полета на Арктику, на пример, или за надгледање шумских пожара у Калифорнији. Будући да су релативно јефтини, мали, преносиви и покретљиви под облачним покривачем, беспилотне летелице су увелико распоређене у географским истраживањима, еколошким катастрофама, надзору и снимању слика. У посљедњих неколико година, побољшана способност откривања образаца, добијања података у реалном времену и откривања препрека чине ове летеће роботе идеалним за преношење необично драгоцјеног терета: људских органа.
Јосепх Сцалеа, доцент хирургије на Медицинском центру Универзитета у Мариланду, започео је тестирање дронова опремљених хладњацима и биосензорима који могу надгледати здравље органа током свог ваздушног путовања - први такав дизајн у последњих 65 година транспорта органа. Сцалеа је пријавила патент за своју технологију „Апарат за праћење људских организама за путовања на даљину“ (ХОМАЛ), који мери биофизиолошка својства (температура, притисак, вибрације, висина) органа. Овај уређај, заједно са мрежном платформом која садржи ГПС органа, омогућава лекарима и болницама да прегледају локацију и статус органа у реалном времену, готово као достава пица или сервис компаније Убер. Иако је наука о трансплантацији несметано еволуирајуће подручје, Сцалеа-ин пројект одводи истраживачке клупе у кревет и на тај начин повећава одрживост узорака крви и ткива које треба брзо пасти на стотинама хиљада километара.
Пре него што УАВ транспорт органа може постати клиничка стварност, остају неке значајне препреке. Које ће етичке примедбе, ако их има, имати даваоце, пацијенте или њихове лекаре на идеју да пошаљу орган на непилотираном дрону? Да ли ће се орган погоршати током лета? Како ће болнице и ваздухопловна индустрија прихватити прилив беспилотних летећих робота у ограниченом ваздушном простору земље? Коначно, ко ће бити одговоран ако дронова не успе на време да испоручи свој орган предвиђеном примаоцу, или уопште?
Када је пацијенту потребан орган, свака секунда је битна. У хирургији је овај критични период познат као исхемија хладноће: време између хлађења органа након смањења дотока крви и времена загревања обнављањем довода крви. Од тренутка када је извађен из организма, ткиво почиње да се разграђује, чинећи брзи транспорт приоритетним. Али тренутни систем добијања бубрега или срца од тачке А до тачке Б укључује сложену мрежу курира и комерцијалних летелица - што значи честа одлагања, пропуштене везе, чак и изгубљене органе.
Отприлике 33.000 преминулих органа се сваке године трансплантира и превози у САД. Након што се одстране од давалаца, јетра, срце, очи, слезина и други делови тела пажљиво се пакују и чувају на леду (процес који траје до два сата), пре започињу своје путовање низом курира. Прво, органи се морају превести до аеродрома, где чекају комерцијални лет (ово може потрајати и до 10 сати), а затим до руковалаца пртљагом, који органе утоварују другим теретом; Често други лет (хеликоптером) пребацује органе у одредишну болницу, где их искрцавају руководиоци и држе ради вађења крви и биопсије, пре него што их куриром поново преселе у банку крви органа, где хирург може последњи их преузми.
Цео процес обично траје 24 сата (а то не подразумева кашњења на асфалту) и кошта у просеку 6.000 УСД, док најамни лет - уобичајени начин превоза за органе који морају да лете између болница у различитим градовима - може прелази 40.000 долара. Сцалеа-ова технологија обећава драматичне уштеде времена и трошкова: на пример, укупна удаљеност путовања од 1.000 миља и беспилотни летелица која лети на 200 миља на сат (половина брзине комерцијалног авиона), орган би могао да буде премештен из болнице А у болницу Б за пет сати, са два сата на сваком крају за паковање и пресађивање, чиме се елиминише више од 50 одсто времена путовања. Постојећи систем, са својим бројним везама и могућностима кашњења, на тај начин чини давање органа беспилотном дрогом одрживом алтернативом, посебно у случајевима када је прималац органа хиљадама километара од свог даваоца.
Сцалеа се свакодневно бори с изазовима превоза органа, подухвата у којем су улози често живот или смрт. „Као хирург, волим кад могу да кажем људима да ће добити још 10 година живота“, објашњава он. „Да научим да то не могу, јер је неки орган, на пример, пропустио везу, ван здравог разума.“ Сцалеа је била одлучна да развије алтернативу. Знао је да технологија већ постоји; прави изазов био је неговање стратешких односа - са инжењерима, произвођачима, инвеститорима, клиничарима и приватним авиопревозницима - како би се превазишла грозна логистика преласка дела тела из једне тачке у другу у другу. „Превоз органа је моја страст и моја мисија“, каже хирург. „Поновно иновирање постало ми је циљ каријере.“
Пре три године, Сцалеа се обратила инжењерском одсеку Универзитета у Мериленду и започела је израду прототипа, заједно са технологијом која ће лекару и контролору беспилотних летелица омогућити да прате статус органа дуж путање ваздухом. Тим је за свој експеримент одабрао ДЈИ М600 Про, јер његових шест мотора лежи директно испод њихових ротора, што значи да се ротори држе далеко од паметног хладњака. То раздвајање осигурало би да се орган поштеди од било које топлоте коју стварају беспилотни мотори. Прави органи коришћени су током тестног лета од три километра у марту 2018. и пажљиво су надгледани од полетања до слетања; нису показали никакве физиолошке проблеме након путовања авионом.
Тим се суочио са неколико почетних изазова - да направи беспилотну летелицу толико малу да не би додала значајну тежину корисном оптерећењу и да процени да ли ће промене висине утицати на виталност органа. (Испада да органи, баш као и рониоци, могу претрпети „завоје“ када се пребрзо пењу на висину.) Поред статичког тестирања на терену - осигуравајући комуникацију између апликације, ИТ платформе и уређаја сигурно - Сцалеа је такође оценила свој прототип у различитим температурама и вибрационим силама. Будући тестови покушаће да предвиде функцију органа у променљивом окружењу.
Истовремено, Сцалеа је радио на развоју своје приватне компаније Трансплант Логистицс анд Информатицс и успоставио формално партнерство са Уједињеном мрежом за дељење органа, непрофитном организацијом која управља националним системом трансплантације органа.
Такође је започео дијалог са Савезном управом за ваздухопловство (ФАА), управним телом које коначно може да одлучи о судбини испоруке органа беспилотних летелица. Тренутно закон о ваздухопловству ограничава лет беспилотних летелица на мање од 400 стопа изнад земље, брзином од 100 миља на сат или мање, и мандатима да се беспилотне летелице лете у видном пољу - то јест, са видљивом стазом између беспилотних летелица и контролора. .
Закон неће нужно бити потребан за промену у непосредној будућности, пошто ФАА тренутно администрира одређена одрицања од беспилотних летелица, али можда ће бити потребан одређенији скуп прописа ако органи који достављају беспилотне летелице постану норма. Иако је беспилотни летелица коришћена у Сцалеа-овом експерименту одлетела само километар и пол уназад, тим се труди да фали на веће удаљености (просечни лет органа између болница у САД је око 400 миља) и дизајнира своје моделе у складу с тим. Следећи корак? Извођење стварне трансплантације помоћу испоруке беспилотних летелица - подвиг који би могао бити могућ за мање од једне деценије, наводи Сцалеа.
Уређај, заједно са мрежном платформом која садржи ГПС органа, омогућава лекарима и болницама да у стварном времену прегледају локацију и статус органа. (Јосепх Сцалеа) Како УАВ постају урбана саобраћајна стварност, један од главних (а не уопште тривијалних) изазова је спречавање трљања дронова у друге објекте: авионе у ваздуху, пешаке на земљи, птице или зграде негде између. Из инжењерске перспективе, то значи јасан дизајн и машине и њене мисије. Дрона која се користи за испоруку бубрега између две болнице у истом граду могла би изгледати врло различито од оне која се користи, на пример, за транспорт крви из Цолумбуса до Цлевеланда; тежина и снага снаге ће се разликовати овисно о корисном оптерећењу, удаљености и брзини лета, што све мора бити дефинисано на почетку.
Вјетар и видљивост представљају додатну компликацију за беспилотне летелице које тренутно не могу да лете кроз лед или облак - механички проблеми су огромни, али нису непремостиви, рекао је Јим Грегори, професор машинског инжењерства на Државном универзитету Охио и директор Универзитетског истраживачког центра за ваздухопловство. . Грегори се специјализовао за пресек аеродинамике и беспилотних летелица, подручја истраживања које обухвата све, од планирања стазе за беспилотне летелице у залеђеном ветровом окружењу до ситуационе свести о контроли земље.
При тестирању летећих беспилотних летелица, Грегори (који такође ужива у пилотирању авиона у слободно време) истиче три кључна фактора: способност откривања и избегавања препрека, одржавање стабилне контролне везе између беспилотног летелице и земаљског оператера и способност провере аутономија машине - то јест доказује сигурност аутономног система. „Треба да се направи добар случај за испоруку беспилотних летелица, “ каже он. "Оно што чини лакшим од, рецимо, Амазонове идеје испоруке ваздушног пакета је да ће беспилотни беспилотни летелица путовати из једног добро контролисаног окружења у друго добро контролисано окружење", објашњава он. Заиста, болнице су већ опремљене хелипадима који могу да примају УАВ који носе органе, а добар део инфраструктуре за испоруку је већ успостављен.
Грегоријев најновији пројекат укључује ваздух од 33 километра који путује ваздушним простором у Цолумбусу, Охио. „Створили смо неку врсту коридора за безбедан УАВ саобраћај“, каже он. Овај аутопут на небу, финансирајући одељење саобраћаја у Охају, могао би ускоро да послужи као одређена стаза за беспилотне летелице; нада је да ће се више моћи развијати заједно са урбанистима.
У том циљу, земаљски контролори ће бити обавештени током целог путовања беспилотних летелица, у ономе што би једног дана могао да направи систем „контроле беспилотних летелица“. Тренутно већина беспилотних летелица извештава о свом положају путем ГПС-а - слично системима које користи ваздух -контролирана контрола комерцијалних авиона. Али када људи путују 35.000 стопа изнад Земље, ФАА такође прати наш обрт путем радара: транспондер непрестано емитује локацију путем нечега што се назива Аутоматски зависни надзор надгледања (АДС-Б). Наравно, ФАА надзор беспилотних летелица је нова граница, а она ће, без сумње, озбиљно расправљати на ФАА конференцији у Балтимору овог јуна. "Не знам да је ФАА тачно дефинисала како ће деловати надзор беспилотних летелица", каже Грегори. „Неки се залажу за АДС-Б, али систем би могао постати преоптерећен уколико толико много беспилотних летелица лети“.
Краткорочно, Сцалеа УАВ који испоручује органе може смањити време хладне исхемије и побољшати стопу преживљавања за изоловане пацијенте који чекају трансплантацију органа; дугорочно, они нам могу помоћи да максимизирамо распоређивање органа - то јест да уклонимо географска ограничења која су тренутно постављена на органе како би могла ићи било где у било које време - што је битно за ширење базена давалаца органа широм света.
"Будућност је блиставија него што сви мислимо", каже Сцалеа.
