03/08/2022
Door Ad Spijkers
Een geminiaturiseerde robot ontwikkelde aan de University of Nebraska-Lincoln staat gepland om de ruimte in te gaan om zijn vaardigheden te demonstreren.
NASA heeft de universiteit 100.000 toegekend om de chirurgische robot klaar te maken voor een testmissie in 2024 aan boord van het internationale ruimtestation. De ruimtevaartorganisatie ondersteunt het onderzoek al lange tijd. Als hoogtepunt van die inspanning krijgt de robot de kans om naar het internationale ruimtestation te vliegen.
De robot is het geesteskind van Shaun Farritor (foto). Behalve hoogleraar is hij mede-oprichter van Virtual Incision, een startend bedrijf op de Nebraska Innovation Campus. Al bijna twintig jaar ontwikkelen hij en zijn collega's de kleine chirurgische robot die bekend staat als MIRA, een afkorting voor 'geminiaturiseerde in vivo robotassistent'. Het bedrijf heeft sinds de oprichting in 2006 meer dan 100 miljoen dollar aan durfkapitaalinvesteringen aangetrokken.
Het komende jaar zullen Farritor en afgestudeerde technische student Rachael Wagner software schrijven. Ook gaan ze MIRA configureren om in een experimentkluis van een ruimtestation te passen en het apparaat uitvoerig testen. Ze willen er zeker van zijn dat de robot robuust genoeg is om de lancering te overleven en dat de systemen zullen presteren zoals verwacht in de ruimte. Daarna zullen ze ongeveer een jaar wachten tot de robot aan de beurt is aan boord van het station.
Voordelen
MIRA heeft twee belangrijke voordelen. Ten eerste kan de robot via een kleine incisie worden ingebracht, waardoor artsen op een minimaal invasieve manier buikoperaties kunnen uitvoeren. In eerdere tests hebben chirurgen het apparaat met succes gebruikt om colonresecties uit te voeren (chirurgische verwijdering van een deel of de gehele dikke darm).
Ten tweede zouden chirurgen door de technologie op afstand kunnen werken. Misschien kunnen ze op een dag vanaf aarde de gescheurde appendix van een astronaut op een missie naar Mars repareren. Of ze kunnen op duizenden kilometers afstand granaatscherven kunnen verwijderen van een soldaat die gewond is geraakt door een bermbom.
In een eerder experiment nam de gepensioneerde NASA-astronaut Clayton Anderson de besturing van de robot over terwijl hij in het Johnson Space Center in Houston was. Hij gaf MIRA opdracht om operatie-achtige taken uit te voeren in een operatiekamer op 1500 km afstand.
Ruimtemissie
Tijdens de komende reis aan boord van het ruimtestation zal MIRA autonoom werken, zonder de leidende hand van een arts of een astronaut. In een experimentkluisje ter grootte van een magnetron moet het strak gespannen elastiekjes doorsnijden en metalen ringen langs een draad duwen, gebaren die de operaties nabootsen. Deze simulaties zijn belangrijk gezien alle gegevens die de wetenschappers tijdens de tests zullen verzamelen.
Het wordt de meest autonome operatie van de robot tot nu toe. De onderzoekers verwachten dat MIRA over vijftig tot honderd jaar op zichzelf zal functioneren. Het doel van deze missie is niet de autonomie, maar het finetunen van de werking van de robot in gewichtloosheid.
Het apparaat wordt geprogrammeerd om autonoom te werken om de communicatiebandbreedte van het ruimtestation te besparen en om de hoeveelheid tijd die astronauten aan het experiment besteden te minimaliseren. De astronaut zet een schakelaar om, het proces begint en de robot doet zijn werk zelf. Twee uur later zet de astronaut hem uit en is de robot klaar.
"Naarmate mensen verder en dieper de ruimte in gaan, moeten ze op een dag misschien een operatie ondergaan. We werken naar dat doel toe", aldus Farritor
Foto: Craig Chandler, University of Nebraska-Lincoln