Robot per chirurgia a distanza da testare a bordo della Stazione Spaziale Internazionale
“MIRA” un giorno potrebbe aiutare i chirurghi legati alla Terra a operare sugli astronauti
Un robot miniaturizzato inventato dal professor Shane Farritor, professore di ingegneria del Nebraska, potrebbe presto esplodere nello spazio per testare le sue abilità.
La NASA ha recentemente assegnato all’Università del Nebraska-Lincoln $ 100.000 attraverso il programma stabilito per stimolare la ricerca competitiva (EPSCoR) presso l’Università del Nebraska Omaha per preparare il robot chirurgico per una missione di prova del 2024 a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
“La NASA è stata un sostenitore a lungo termine di questa ricerca e, come culmine di tale sforzo, il nostro robot avrà la possibilità di volare sulla Stazione Spaziale Internazionale”, ha affermato Farritor.
Farritor è co-fondatore di Virtual Incision, una startup con sede nel Nebraska Innovation Campus. Per quasi 20 anni, lui e i suoi colleghi hanno sviluppato il minuscolo robot chirurgico noto come MIRA, abbreviazione di “assistente robotico in vivo miniaturizzato”. La società finora ha attratto oltre $ 100 milioni di investimenti in capitale di rischio dalla sua fondazione nel 2006.
Durante il prossimo anno, Farritor e la studentessa laureata in ingegneria Rachael Wagner scriveranno software, configureranno MIRA per adattarsi all’interno di un armadietto per esperimenti della stazione spaziale e testeranno esaurientemente il dispositivo per assicurarsi che sia sufficientemente robusto da sopravvivere al lancio e che i suoi sistemi funzionino come previsto nello spazio. Quindi, aspetteranno circa un anno prima che il robot faccia il suo turno a bordo della stazione.
Wagner, che è di Lincoln, ha iniziato a lavorare con Farritor come studentessa universitaria e ha preso una posizione in Virtual Incision dopo aver completato la sua laurea in ingegneria meccanica nel 2018. Una seconda studentessa laureata potrebbe unirsi al team più avanti nel 2022.
MIRA ha due vantaggi chiave. In primo luogo, può essere inserito attraverso una piccola incisione, consentendo ai medici di eseguire un intervento chirurgico addominale in modo minimamente invasivo. Nei test precedenti, i chirurghi hanno utilizzato con successo il dispositivo per eseguire resezioni del colon.
In secondo luogo, la tecnologia potrebbe consentire ai chirurghi di lavorare da remoto, forse un giorno riparare l’appendice rotta di un astronauta in missione su Marte o rimuovere le schegge da un soldato ferito da uno IED a migliaia di miglia di distanza. In un precedente esperimento, l’astronauta in pensione della NASA Clayton Anderson ha preso i comandi del robot mentre si trovava al Johnson Space Center di Houston, dirigendo MIRA a svolgere compiti simili a interventi chirurgici in una sala operatoria a 900 miglia di distanza presso l’Università del Nebraska Medical Center di Omaha.
Durante il suo viaggio a bordo della stazione spaziale, MIRA lavorerà in autonomia, senza la guida di un medico o di un astronauta. All’interno di un armadietto per esperimenti delle dimensioni di un forno a microonde, taglierà elastici ben tesi e spingerà anelli di metallo lungo un filo, gesti che simulano quelli usati in chirurgia.
“Queste simulazioni sono molto importanti per via di tutti i dati che raccoglieremo durante i test”, ha affermato Wagner.
Sarà l’operazione più autonoma del robot finora. Sebbene Farritor preveda che MIRA funzionerà da solo tra 50 e 100 anni, l’obiettivo di questa missione non è l’autonomia, ma la messa a punto del funzionamento del robot in assenza di gravità.
Il dispositivo è stato programmato per funzionare autonomamente per conservare la larghezza di banda delle comunicazioni della stazione spaziale e per ridurre al minimo la quantità di tempo che gli astronauti trascorrono con l’esperimento.
“L’astronauta preme un interruttore, il processo inizia e il robot fa il suo lavoro da solo”, ha detto Farritor. “Due ore dopo, l’astronauta lo spegne ed è fatta.”
Farritor, che è David e Nancy Lederer Professore di ingegneria, ricopre il ruolo di chief technology officer di Virtual Incision, fondata con l’ex professore di chirurgia dell’Università del Nebraska Medical Center Dmitry Oleynikov. Nell’aprile 2022, Farritor è stato nominato vincitore inaugurale del premio per la proprietà intellettuale del sistema dell’Università del Nebraska, il Faculty IP Innovation and Commercialization Award.
Sia la NASA che l’esercito degli Stati Uniti hanno fornito finanziamenti per la ricerca sulla robotica di Farritor.
“Man mano che le persone vanno sempre più in profondità nello spazio, potrebbero aver bisogno di un intervento chirurgico un giorno”, ha detto Farritor. “Stiamo lavorando per questo obiettivo”.
Università del Nebraska-Lincoln