Di dalam Perlombaan NASA untuk Membangun Ventilator dalam 37 Hari

Ini dimulai dengan pertemuan kebetulan di kafetaria Jet Propulsion Lab (JPL).

Seorang insinyur utama bertemu dengan kepala direktorat teknik dan sains JPL pada awal Maret, dan saat mendiskusikan kejadian terkini mereka bertanya-tanya apakah ada cara JPL dapat berkontribusi untuk memerangi virus corona. Mereka mengirimkan email menanyakan apakah ada yang punya ide atau bersedia membantu, dan segera seluruh tim insinyur berkumpul.

Hasil pertemuan kebetulan itu adalah prototipe ventilator untuk membantu pernapasan pasien COVID-19 yang sakit kritis, dirancang hanya dalam 37 hari. Prototipe ini telah disetujui oleh Food and Drug Administration (FDA), yang berarti sekarang dapat diproduksi dan mulai dikirim untuk membantu meringankan kekurangan kronis ventilator di rumah sakit AS.

Insinyur JPL VITALBeberapa dari lusinan insinyur yang terlibat dalam pembuatan prototipe ventilator yang secara khusus ditargetkan untuk pasien COVID-19 di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan. Disebut VITAL (Teknologi Intervensi Ventilator Dapat Diakses Secara Lokal), prototipe dibuat dalam 37 hari di bulan Maret dan April. NASA / JPL-Caltech

Perjalanan ini sangat emosional bagi para insinyur yang terlibat, seperti yang dikatakan Chris Yahnker, salah satu sukarelawan pertama yang bergabung dengan proyek tersebut, kepada Digital Trends.

“Ada kalanya kita semua meneteskan air mata,” katanya. “Tidak banyak waktu dalam karier Anda ketika Anda benar-benar dapat berkata, 'Saya membuat perbedaan nyata.'”

Dari robot luar angkasa hingga ventilator medis

Yahnker, pengawas kelompok untuk robotika lingkungan ekstrim di JPL, biasanya bekerja merancang robot untuk NASA untuk menjelajahi lingkungan yang keras di Mars, Venus, Europa, dan sekitarnya. Tetapi ketika dia menerima email tentang proyek baru - menanyakan, pada dasarnya, apakah mereka dapat membuat ventilator dari bagian yang ditemukan tergeletak di sekitar rumah atau di toko perangkat keras setempat - dia tahu dia ingin terlibat.

Selama akhir pekan pertama, dia mencari-cari di garasi dan bertukar pikiran tentang setiap ide liar yang dapat dia pikirkan dengan dua atau tiga orang lainnya - mulai dari menggunakan botol air plastik hingga menggunakan pompa dari kasur udara.

Minggu depan, tim menyadari bahwa mereka memiliki kesempatan untuk menciptakan sesuatu yang benar-benar dapat membantu orang. Dan tepat sebelum karyawan JPL dipulangkan untuk bekerja dari jarak jauh, para insinyur berkonsultasi dengan ahli penyakit pernapasan dari rumah sakit terdekat yang menjelaskan perincian tentang apa yang dokter perlu lakukan ventilator untuk pasien virus corona pada khususnya.

Insinyur di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan bersiap untuk mengirimkan ventilator prototipeInsinyur di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan bersiap untuk mengirimkan prototipe ventilator untuk pasien virus corona ke Icahn School of Medicine di Mount Sinai di New York. NASA / JPL-Caltech

Itu memicu gelombang minat dari para insinyur JPL lainnya, membentuk tim inti yang terdiri dari tujuh atau delapan orang dengan dukungan lusinan orang lain yang bekerja merancang ventilator baru dengan kecepatan yang mencengangkan.

Membuat perbedaan

Merekayasa ventilator adalah satu hal. Tetapi merancang sesuatu yang memenuhi pedoman FDA, dan yang dapat disetujui dan diluncurkan dengan cepat adalah hal lain. Lagi pula, sebuah desain tidak banyak berguna jika tidak bisa langsung dimasukkan ke rumah sakit.

Perhatian utama lainnya bagi tim adalah mereka tidak ingin mengambil alih rantai pasokan dari produsen ventilator yang ada - tidak ada gunanya merancang ventilator baru jika bersaing dengan ventilator tradisional untuk pasokan suku cadang yang terbatas. Jadi mereka mencari suku cadang dari industri seperti industri pengelasan yang murah dan mudah didapat, dan yang tidak akan mengganggu pembuatan ventilator lain.

Mereka juga ingin memastikan bahwa ventilator dapat digunakan dengan atau tanpa pasokan gas rumah sakit, jadi mereka membuat dua desain - satu untuk digunakan di rumah sakit dengan saluran gas tersedia dan satu berdiri sendiri untuk digunakan dalam keadaan darurat.

Dan, meskipun pada awalnya fokus mereka adalah menyediakan ventilator untuk AS, mereka juga ingin memastikan ventilator dapat digunakan secara internasional, sehingga desainnya harus memungkinkan untuk tegangan listrik dan frekuensi yang berbeda-beda yang ditemukan di seluruh dunia.

Ventilator VITAL NASAVITAL (Teknologi Intervensi Ventilator Dapat Diakses Secara Lokal) adalah ventilator tekanan tinggi baru yang dikembangkan oleh NASA dan dirancang untuk merawat pasien virus corona. NASA / JPL-Caltech

Jadi, bagaimana mendekati tantangan seperti itu? Berbeda dengan merancang robot untuk menjelajahi bulan-bulan es di Jupiter dan merancang peralatan medis untuk membantu pernapasan, dalam beberapa hal pendekatan serupa dapat diterapkan pada keduanya. Pertanyaan dasar - Apa yang perlu dilakukan perangkat ini? Apa saja persyaratannya? - tetap sama.

“Kami mengambil pendekatan yang sangat mirip dengan cara kami biasanya mendesain sesuatu,” jelas Yahnker. “JPL adalah pengembang sistem yang besar. Itulah yang kami lakukan dengan sangat baik. Kami memikirkan masalahnya, kami memikirkan tentang semua interaksi, kami memikirkan tentang subkomponen sistem dan bagaimana mereka bekerja bersama, lalu kami menulis serangkaian persyaratan yang kuat. Kami mengikuti banyak proses yang sama di sini. "

Dampak pribadi

Perbedaan terbesar, bagaimanapun, antara proyek JPL tipikal dan yang ini adalah rentang waktu yang terlibat. Proyek NASA biasanya direncanakan selama beberapa dekade, dengan sangat hati-hati untuk memasukkan redundansi, kemungkinan cadangan, dan perencanaan jangka panjang. Ventilator perlu dibuat secepat mungkin, yang berarti perubahan radikal ke pola pikir yang berulang.

“Sebagian besar dari kita terjun ke bidang teknik karena ingin membuat perbedaan,” kata Yahnker, “dan bekerja untuk JPL dalam eksplorasi ruang angkasa itu keren dan Anda benar-benar membuat perbedaan besar di dunia. Tetapi hal-hal itu bisa memakan waktu puluhan tahun untuk membuahkan hasil. Ini merupakan pengalaman yang sangat berbeda. Itu bergerak sangat cepat, dan kebutuhannya nyata. Apa yang Anda lakukan hari ini membuat dampak paling langsung di dunia. ”

Dokter mengacungkan jempol setelah menguji prototipe ventilatorPara dokter di Fakultas Kedokteran Icahn di Gunung Sinai di New York City memberikan acungan jempol setelah menguji prototipe ventilator yang dikembangkan oleh Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan. Fakultas Kedokteran Icahn di Mount Sinai, New York City

Berbicara dengan dokter di garis depan, khususnya, benar-benar menunjukkan pentingnya menyediakan peralatan dan bagaimana menciptakan desain yang lebih efisien dapat benar-benar menyelamatkan nyawa. “Anda benar-benar merasa nyaman dengan apa yang Anda lakukan. Itu membuat jam kerja yang panjang selama 10 hingga 12 jam sehari lebih menyenangkan, tidak hanya bagi saya tetapi juga untuk keluarga saya, yang bertanya berapa lama saya akan menghabiskan waktu untuk bersembunyi di kantor rumah saya. Ketika Anda menunjukkan kepada mereka pekerjaan yang Anda lakukan dan perbedaan yang Anda buat di dunia, rasanya menyenangkan. ”

Membantu umat manusia secara keseluruhan

Dengan ventilator disetujui oleh FDA, NASA menawarkan desain sebagai lisensi gratis. Sekarang, tim hanya perlu mencari produsen untuk mulai memproduksi ventilator dan menyediakannya ke rumah sakit.

Perangkat tersebut berguna dan penting sekarang, tetapi juga merupakan indikasi tentang apa yang dapat dilakukan sekelompok kecil orang yang gigih di saat krisis.

Jika diperlukan lagi, insinyur seperti Yahnker dan rekan JPL-nya bersedia dan dapat membantu.

“Jika kita bisa siap jika, amit-amit, hal lain seperti ini terjadi di masa depan, itulah tujuan kita semua - memastikan kita dapat membantu umat manusia secara keseluruhan,” kata Yahnker.