远程手术机器人将在国际空间站上进行测试

内布拉斯加州工程学教授 Shane Farritor 发明了“MIRA”,一种用于远程手术的微型机器人。 学分:大学传播,内布拉斯加大学林肯分校

内布拉斯加州工程学教授 Shane Farritor 发明的微型机器人可能很快就会飞入太空以测试其技能。

美国宇航局最近通过内布拉斯加大学奥马哈分校的刺激竞争研究计划 (EPSCoR) 向内布拉斯加大学林肯分校拨款 100,000 美元,以使该手术机器人为 2024 年在国际空间站上的测试任务做好准备。

“NASA 一直是这项研究的长期支持者,作为这项努力的成果,我们的机器人将有机会在国际空间站上飞行,”Farritor 说。

Farritor 是 Virtual Incision 的联合创始人,这是一家位于内布拉斯加州创新园区的创业公司。 近 20 年来,他和他的同事一直在开发被称为 MIRA 的微型手术机器人,即“微型体内机器人助手”的简称。 自 2006 年成立以来,该公司迄今已吸引了超过 1 亿美元的风险投资。

在接下来的一年里,Farritor 和工程研究生 Rachael Wagner 将编写软件,配置 MIRA 以适应空间站实验储物柜,并对设备进行详尽的测试,以确保其足够强大以经受发射,并且其系统将在太空中按预期运行。 然后,他们将等待一年左右的时间让机器人轮到它登上空间站。

来自林肯的 Wagner 以本科生的身份开始与 Farritor 合作,并在 2018 年完成机械工程学士学位后就职于 Virtual Incision。第二名研究生可能会在 2022 年晚些时候加入该团队。

MIRA 有两个关键优势。 首先,它可以通过小切口插入,使医生能够以微创方式进行腹部手术。 在之前的测试中,外科医生已成功使用该设备进行结肠切除术。

其次,该技术可以使外科医生能够远程工作——也许有朝一日在执行火星任务时修复宇航员破裂的阑尾,或者从数千英里外的简易爆炸装置受伤的士兵身上移除弹片。 在之前的一项实验中,美国宇航局的退休宇航员克莱顿·安德森在休斯顿的约翰逊航天中心控制了机器人,指导 MIRA 在 900 英里外的奥马哈内布拉斯加大学医学中心的手术室执行类似手术的任务。

在空间站旅行期间,MIRA 将自主工作,无需医生或宇航员的指导。 在微波炉大小的实验储物柜内,它会剪断绷紧的橡皮筋并沿着电线推动金属环,这些手势模拟了手术中使用的手势。

“这些模拟非常重要,因为我们将在测试期间收集所有数据,”瓦格纳说。

这将是迄今为止机器人最自主的操作。 尽管 Farritor 预计 MIRA 将在 50 到 100 年内自行运行,但该任务的目标不是自主,而是微调机器人在零重力下的操作。

该设备被编程为自主工作,以节省空间站的通信带宽,并最大限度地减少宇航员在实验上花费的时间。

“宇航员按下开关,过程开始,机器人自行完成工作,”Farritor 说。 “两个小时后,宇航员关掉它,它就完成了。”

Farritor 是 David 和 Nancy Lederer 工程学教授,担任 Virtual Incision 的首席技术官,该公司与前内布拉斯加大学医学中心外科教授 Dmitry Oleynikov 共同创立。 2022 年 4 月,Farritor 被评为内布拉斯加大学系统知识产权奖——教师知识产权创新和商业化奖的首届获奖者。

NASA 和美国陆军都为 Farritor 的机器人研究提供了资金。

“随着人们进入太空越来越深,他们可能有一天需要做手术,”法里托说。 “我们正在朝着这个目标努力。”