デュークの医師兼エンジニア、NASA の医療ロボットを設計する博士課程の学生

2020年6月30日

ダーラム – 無重力状態で宇宙飛行士の腕に点滴を自律的に配置するロボットを設計するには、賢明で情熱的で粘り強いエンジニアが必要です。デュークの医師兼エンジニアほどプロジェクトに適したチームはないでしょうダン・バックランド機械工学および材料科学の助教授および救急科の医師であり、機械工学の博士課程の学生でもあります。シボーン・オカ?

NASA はこの考えに賛同しており、最近、NASA を通じて「宇宙飛行のための自動血管アクセス」プロジェクトに資金を提供しています。人間研究プログラム 1 年間の $150,000 の助成金付き。

バックランド氏は、自律的な医療処置はこれらの目標をさらに推進することができ、自律的に点滴を配置することは、ほぼすべての医療処置や診断の最初のステップであるため、特に役立つだろうと述べた。

ロボットを有人輸送するための長い旅の第一歩アルテミスただし、月、そしてその後の火星へのミッションは地上で行われます。バックランド氏とオカ氏は、この助成金の終了までに、人間の腕でロボットをテストするための治験審査委員会の承認を得たいと考えている。うまくいけば、それが宇宙飛行中に試作機をテストするための資金につながるでしょう。

患者の腕に点滴を挿入するロボットはすでに存在しているが、いずれも臨床医の監督が必要だとオカ氏は述べた。 Buckland 氏と Oca 氏が設計しているものは、臨床訓練を受けていない人や近くの臨床医が使用することを目的としています。非侵襲性の超音波プローブを使用して正しい静脈の位置を特定します。これは、静脈と動脈を区別することが重要です。ただし、他のロボットとは異なり、人間の安全を確保するために、搭載されたオートクレーブで滅菌するために簡単に取り外せる部品や使い捨ての部品も必要です。モーターはオートクレーブで過熱することができないため、無重力環境で動作するための校正とともに汚染からの保護も必要です。

「システムは掃除が簡単で、針で体を刺す必要がないほど使いやすいものでなければなりません。それに加えて、軽量で信頼性が高く、安価でなければなりません」とオカ氏は言います。「実際、私たちはかなりローエンドで安価な超音波を使用しています。それが重要なのです。」

このプロジェクトは、特に資源が少ない環境で医療をより利用しやすくするという、両者が抱く包括的な夢に適合します。宇宙では多くの制約があり、機内供給も限られているため、資源が少ない環境です。ここ地球上には、遠隔地にあり臨床医が不足している米国インディアン保健サービスも含まれます。

オカは、前触れもなく発生するものも含め、制約の中で情熱を粘り強く追求することに慣れています。彼女が 11 歳のとき、家族はハリケーンカトリーナの被害から故郷のニューオーリンズから逃れ、バージニア州リッチモンドに定住しました。彼女が学力に優れた生徒を対象とした公立高校の 1 年生の時、医師に倣う道を歩みながら、両親が亡くなったため、彼女は不可解にも視力のかなりの部分を失ってしまいました。

医学を通じて人々を助けたいという揺るぎない情熱を持って、彼女は MIT で機械工学の学部の勉強に軸足を移し、その後、カリフォルニア大学バークレー校とカリフォルニア大学サンフランシスコ校の共同プログラムでトランスレーショナル医療の修士号を取得しました。そこから彼女は新興企業に入社し、新たに取得した規制とマーケティングのノウハウを活用して医療機器の商品化を支援しました。

「しかし、自分はデザインの決定を手伝う人間になりたいと気づき、博士課程に戻ることにしました」と彼女は言いました。その決断により、彼女は 2018 年にデューク大学の機械工学と材料科学の博士号プログラムに参加することになりました。

「ダンと一緒に働けるのは本当に幸運でした。私がデューク大学に応募したとき、彼は教員ではなかったからです。ダンのおかげで、私は医療ロボットに特に興味を持つようになったのですが、そうなることができてとても興奮しています」と彼女は言いました。

ここで彼女の粘り強さが発揮されます。まるで毎日の使用で鍛えられたよく発達した筋肉のようです。彼女は携帯電話を使用して文書を拡大して読み、空間記憶を使用してソフトウェアのアイコンやコマンドのレイアウトを記憶します。彼女は他にも多くの効果的な回避策を使用しており、これにより、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して、ロボットの超音波ホルダーと角度調整機構の設計を学部生に指導できるようになりました。

「新しいソフトウェアを使用するたびに、すべてがどこにあるかを覚えています。 Microsoft Word のどこに何があるか知っています」と Oca 氏は言いました。また、彼女は自分の強みの 1 つである、人間とロボットのインタラクションを画面上で簡単に拡大できるため、そのインタラクションのコーディングとプログラミングにも取り組んでいます。

「私は人々を助けるものを作ることに情熱を持っています」と彼女は言いました。

(C) デューク大学プラット工学部

元の投稿者: WRAL TechWire