杜克大学医师工程师、博士生为 NASA 设计医疗机器人

达勒姆 – 设计一个能够在零重力环境下自动为宇航员手臂注射静脉注射液的机器人需要聪明、热情、坚持不懈的工程师。杜克大学的医师工程师团队是这个项目的最佳选择 丹·巴克兰他是机械工程与材料科学助理教授、急诊科医生，也是机械工程博士生 西沃恩·奥卡?

美国宇航局也支持这一想法，最近通过其 人类研究计划 并提供为期一年、$150,000 的资助。

巴克兰说，自主医疗程序可以进一步实现这些目标，而自主进行静脉注射尤其有用，因为这是几乎所有医疗程序或诊断的第一步。

这是将机器人送上太空的漫长旅程的第一步 阿耳忒弥斯 然而，月球和随后的火星任务将在地面上进行。到这笔拨款结束时，巴克兰和奥卡希望获得机构审查委员会的批准，在人类手臂上测试机器人。希望这能带来资金，在太空飞行期间测试原型。

Oca 表示，已经存在将静脉注射到患者手臂的机器人，但它们都需要临床医生的监督。Buckland 和 Oca 正在设计的机器人可供未接受过临床培训的人甚至附近的临床医生使用。它使用非侵入性超声波探头来定位正确的静脉——重要的是将其与动脉区分开来。然而，与其他机器人不同，为了确保人类安全，它还必须具有易于拆卸以在机载高压灭菌器中消毒的部件或一次性部件。电机不能在高压灭菌器中过热，因此还需要防止污染以及校准以在零重力下运行。

“该系统必须易于清洁，使用起来也足够方便，以免针头刺伤自己。此外，它还必须重量轻、可靠且价格低廉，”Oca 说道。“我们实际上使用的是相当低端、便宜的超声波——这就是重点。”

这个项目符合他们共同的梦想，即让医疗更加普及，尤其是在资源匮乏的环境中。太空是一个资源匮乏的环境，它有许多限制，机载物资有限。地球上的其他资源匮乏环境包括美国印第安人健康服务局，它地处偏远，临床医生短缺。

奥卡对在各种限制（包括毫无征兆的限制）下坚持追求自己的激情并不陌生。当她 11 岁时，她的家人逃离了家乡新奥尔良，躲避卡特里娜飓风的袭击，并重新定居在弗吉尼亚州里士满。在她就读一所专门招收天才学生的公立高中一年级时，她正沿着父母的足迹成为一名医生，但不知何故，她失去了很大一部分视力。

她仍然热衷于通过医学帮助人们，因此她转而攻读麻省理工学院机械工程本科学位，然后从加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校的联合项目中获得了转化医学硕士学位。之后她加入了一家初创公司，利用她新获得的监管和营销知识帮助他们将一种医疗设备商业化。

“但我意识到我想成为帮助决定设计的人，所以我决定回去攻读博士学位，”她说。这个决定让她于 2018 年进入杜克大学攻读机械工程和材料科学博士学位。

“我很幸运能与丹共事，因为我申请杜克大学时他还没有入选。丹让我对医疗机器人产生了浓厚的兴趣，对此我感到非常兴奋，”她说道。

她的坚持就是如此——就像一块因日常使用而变得强壮的肌肉。她用手机放大文件以供阅读，用空间记忆记住软件中图标和命令的布局。她还使用了许多其他有效的解决方法，使她能够指导本科生使用计算机辅助设计 (CAD) 软件设计机器人的超声波支架和角度机制。

“对于我必须使用的每个新软件，我都会记住它们的位置。我知道 Microsoft Word 中所有东西的位置，”Oca 说道。她还发挥了自己的优势之一，即编写和编程人机交互，因为她可以更轻松地在屏幕上放大它。

她说：“我热衷于建造一些东西来帮助人们。”

（C）杜克大学普拉特工程学院

原帖作者： WRAL 技术线