Robot Doktorla Uzay Ameliyatı Devri >> Mini robotlar astronotları uzay giysisinin içinde ameliyat edecek
ABD merkezli Virtual Incision şirketi astronotları uzay giysisinin içinde ameliyat etmek için özel bir robot geliştirdi. Bu mini robot, apandisit ameliyatından ülser ve bağırsak ameliyatlarına kadar hemen her alanda hayat kurtarabilir.
Yumruk büyüklüğündeki cerrah robot, göbek deliğini keserek karın boşluğuna giriyor ve karın boşluğunu soy gazla şişirerek insan vücudunda kendine yer açıyor. Cerrah robot sadece acil durumlarda kullanılacak. Ancak, NASA kendi robot astronotunu 4 yıldır test ediyor:
Robonot 2, uzay istasyonundaki astronotları yorulmadan ameliyat edecek. Uzay inşaatlarıyla bakım ve onarım işlerini üstlenmek üzere tasarlanan robot astronot, insanların uzayda çalışma ihtiyacını da büyük ölçüde azaltıyor. Robonot 2 kısa bir süre önce Uluslararası Uzay İstasyonu’nda göreve başladı.
Robotlar astronotların yerini alıyor
Uzayda astronotlar yalnız çalışıyor. Uzay aracında veya Uluslararası Uzay İstasyonu’nda başlarına bir kaza gelse, ilkyardım dışında tıbbi destek almaları çok zor. Mars’a, Ay’a, Jüpiter’in uydusu Europa’ya ve asteroit kuşağına gidecek olan astronotlara acil durumlarda müdahale etmenin tek yolu robot doktor kullanmak.
Virtual Incision şirketinin küçük cerrah robotu, yerçekimsiz ortamda astronotları ameliyat etmek için geliştirildi. Özellikle uzay giysisi içinde ameliyat yapması planlanan robotun son prototipi birkaç ay içinde uçakta test edilecek. Yüksek irtifada aniden dalış yaparak kısa süreli yerçekimsiz ortam yaratan deneme uçuşları, robot cerrahın mikro çekim ortamındaki performansıyla ilgili önemli veriler sağlıyor.
Uzayda acil servis
Nebraska-Lincoln Üniversitesi’nden Shane Farritor, mini robotun gelecekte astronotlara uzun uzay yolculuklarında eşlik edeceğini ve ilk yardım hizmeti sağlayacağını söylüyor; ama “Uzayda ameliyat yapmak ancak acil durumlarda söz konusu olabilir.”
Robot cerrahlara günümüzde pek ihtiyaç yok, çünkü insanlar Dünya yörüngesindeki uzay istasyonundan daha uzağa gitmiyor. Ay yolculukları bile geçmişte kaldı ve uzay istasyonundaki acil kaçış kapsülü, yaralı astronotları ilkyardım yaptıktan birkaç saat sonra yeryüzündeki hastanelere ulaştırabilir.
Oysa NASA, önümüzdeki 20 yıl içinde Ay’da ve ardından Mars’ta insanlı araştırma üsleri kurmayı planlıyor. Ay Dünya’dan 2 gün uzakta. Mars ise kullandığınız rokete göre 2 ile 6 ay uzakta. Bu koşullar altında uzay gemisindeki mürettebata bir doktor eklemek şart görünüyor; fakat doktorun uzmanlığını aşan bir durum olursa veya doktor da yaralanırsa ne olacak?
İşte o zaman devreye robot doktorlar giriyor. Robot doktorlar ilkyardım yapabilir, pratisyen hekim veya uzman operatör gibi çalışabilir. Üstelik stresten etkilenmiyorlar ve uzay gemisinde çalışmak için havaya, suya ya da dinlenmeye ihtiyaçları yok.
Uzayda ameliyat zor
Bugün dünyanın en iyi cerrahı bile uzayda açık kalp ameliyatı yapmakta zorlanabilir, çünkü uzayda yerçekimi bulunmuyor. Dikkatsiz bir doktor uzay istasyonundaki kabin duvarına eliyle sertçe vurduğu zaman, aniden ters yönde savrularak kendini ameliyat odasının öte tarafında bulacaktır. Bu nedenle uzay doktorlarının yerçekimsiz ortamda ameliyat yapmak için eğitim alması gerekiyor. Uzay istasyonunda mürettebat sayısı sınırlı olduğundan, NASA ancak bir avuç doktoru uzayda ameliyat için eğitebilir.
Uzayda ameliyat yapmanın başka zorlukları da var: Yerçekimi olmadığı için kan ve safra gibi vücut sıvıları havada damlacıklar halinde süzülerek kabinde her yere bulaşabilir ve hem hasta hem de mürettebat için enfeksiyon riski yaratabilir. Ayrıca Dünya’daki en gelişmiş tıbbi malzemeleri, örneğin bir MR veya röntgen cihazını uzaya taşımak imkansız. Roketlerle uzay istasyonunda bu tür büyük ve ağır cihazlar için yer yok.
Nebraska Üniversitesi Tıp Merkezi’nden Dmitry Oleynikov, “Dünya’daki en kolay işler, örneğin sargı beziyle masada yarayı sarmak bile uzayda zor” diyor. “Hele ameliyat yapmaya kalktığınızda durum daha da zorlaşıyor.”
Kendi işini gören robotlar
Robot doktorlar bilgisayarlı olduğu için insanların ihtiyaç duyduğu ameliyat aletlerini kullanmaya gerek görmüyor. Bu robotların ihtiyacı olan her şey kollarında hazır geliyor ve özel durumlar için gereken modüler parçalar da astronotlar tarafından sonradan takılabiliyor.
Virtual Incision’ın tasarladığı cerrah robotunun iki kolunda yarayı tutmak, ölü dokuyu yakmak veya canlı dokuyu dikmek için gereken bütün donanım var. Uzay istasyonunda hizmet verecek olan bu doktoru, uzaktan kumanda ile Dünya’dan kontrol etmek de mümkün. Böylece uzman cerrahlar internet bağlantısı kullanarak hastaneden gereken müdahaleyi yapabilecekler.
Virtual Incision şirketi işi şansa bırakmamak için hayvanlar üzerinde birçok deneme ameliyatı yaptı. Yerçekimsiz ortam oluşturmak amacıyla yapılan parabolik uçuş testlerinin ardından teknisyenler, robotu tıbbi araştırmalar için bağışlanan cesetler üzerinde uzaktan kumandayla deneyecek. Ardından insanlar üzerindeki klinik deneylere sıra gelecek.
Uzaktan kumandanın da bir sınırı var
Örneğin Dünya’dan ortalama 77 milyon km uzaktaki Mars gezegeninde bir insanı uzaktan kumandalı robotla ameliyat etmek pratik bir işlem değil. Böyle bir durumda, Dünya’dan hastayı görmek için gönderilen video sinyalinin Mars’a ulaşması ve Mars’tan Dünya’ya geri dönmesi 8,5 dakika sürerdi.
Kısacası doktorun Dünya’da yarayı açmak için yapacağı her hareket 4 dakika gecikmeli olarak uygulanırdı. Olası bir iç kanama durumunda hastayı kurtarmak için saniyelerin değerli olduğunu düşündüğümüzde, Mars’ta insanları yerinde ameliyat etmek gerektiğini anlıyoruz. Oysa bugün en iyimser tahminlerle Mars’a yılda ancak 4 kişi gönderebiliriz.
Hepsi de kritik görevler üstlenmesi gereken bu insanların arasına, uzayda veya Mars’ın düşük çekimli yüzeyinde ameliyat yapmak için eğitim almış olan uzman bir doktor katmak mümkün değil. Robot doktorlar tam da bu noktada devreye giriyor. Pittsburgh Carnegie Mellon Üniversitesi’nden James Burgess’in dediği gibi, uzaktan kumanda olmadan kendi başına çalışan robotlar geliştirmek önemli.
“Dünya’dan robota örneğin mide ameliyatı yapma komutu gönderebilirsiniz ve robot gereken her şeyi hallederek, uzayda bu ameliyatı tek başına gerçekleştirebilir” diyor Burgess.
Peki ya NASA’nın robot astronotu Robonot 2?
NASA Uluslararası Uzay İstasyonu’nda robot eğitmeye başladı. Robot astronotlar hiç yorulmadan uzayda makineleri onaracak, istasyona yeni cihazlar yerleştirecek ve gerekirse astronotları ameliyat edecek. NASA Robonot 2’yi bu görevlerde denemek için özel testler tasarladı.
Örneğin robonotlardan biri, son aylarda, bir test mankeninin boynunda üretilen yapay nabzı (kalp atışlarını) ultrason kullanarak bulmaya çalıştı ve bu konuda üstün performans gösterdi. Ancak, robonot aynı zamanda damardan iğne yapmayı da öğrenmek zorunda. Testleri yürüten ekipten Dr Garami, “Şahdamarını delmek istemezsiniz” diyor ve robonotun bu açıdan gelecek vaat ettiğini belirtiyor.
Robot hemşire
Akıllı robonot bir hastaya iğne yaptıktan sonra, aynı noktadan düzenli aralıklarla iğne yapmaya devam edebilir. Garami, robotların gelecekte ana damardan sokulan özel bir sonda yardımıyla insanlar üzerinde kapsamlı ameliyatlar da gerçekleştirebileceğini söylüyor (endovasküler operasyonlar).
Ancak robonot şu anda uzay istasyonunda doktor olarak değil, işçi olarak test ediliyor. Aslında temizlikçi olarak çalışıyor. “Uzayda temizlik deyip geçmeyin” diyor, robonot proje lideri Ron Diftler: “Yerçekimsiz ortamda çöpleri temizlemek büyük marifet ve bu çalışkan robot madalyayı hak etti.”
Robonot şimdiden astronotları en çok yoran sıkıcı ve rutin işlerde kullanılmaya başladı. Bunların arasında, vanalardan geçen hava akışını izlemek gibi insanların için bunaltıcı olan görevler de var. Oysa robonot şimdilik “yarım insan” sayılır: Her ne kadar robonotun bacakları olsa da uzay istasyonuna sadece gövdesi, başı ve kolları gönderildi.
Uzayda inşaat
Robotun ters açıda bükülebilen esnek bacakları şu anda NASA’da test ediliyor; ama yakında bacak modülü de uzay istasyonuna gönderilecek ve böylece Robonot 2, istasyonda dolaşarak parmaklıkları silmeye ve metal panellerin tozunu almaya başlayacak. Parmaklıkları ucunda birer kamera olan esnek bacaklarıyla tutunacak.
NASA’ya göre Robonot 2 bu aşamaları başarıyla geçtikten sonra geriye tek bir şey kalıyor: Uzay istasyonun dışına çıkıp, uzaydaki bakım ve onarım görevlerini yerine getirmek. Robonot 2 istasyonun hava kilidinin bakımını yapabilir ve güneş panellerini kontrol ederek arızalı parçaları değiştirebilir.
Astronotlar için girintili çıkıntılı bir sürü parçası olan uzay istasyonun dışında çalışmak çok tehlikeli ve yorucu bir iş. Uzay giysisinin yırtılması veya güvenlik kordonunun kopması bir astronotun ölümüne yol açabilir; fakat Robonot 2 için böyle bir tehlike yok. En kötü olasılıkla uzayda kaybolur ve yerine yeni bir robot göndermek gerekir.
Robonotu kontrol etmek
Robonot bütün bu karmaşık görevleri tek başına üstlenecek kadar akıllı değil. Ancak NASA’nın bir planı var: NASA mühendisleri, video oyunları için geliştirilen ve geçenlerde Facebook tarafından satın alınan Oculus Rift’e benzer bir sanal gerçeklik sistemini test etmeye hazırlanıyor. Gelecekte, özel bir sanal gerçeklik kaskı takan astronotlar, elektronik eldivenler yardımıyla Robonot 2’yi kendi vücudunu yönetir gibi kontrol edebilecekler.
İnsanlar Robonot 2’yi uzayda “birinci kişi” gözüyle yönetecek. Robot ne görürse onu görecek, neye dokunursa onu hissedecek. Gerekirse ultrason titreşimli “haptik geri besleme” sistemleri, astronotun eldivenlerinde dokunma hissi yaratacak. Operatörlerin bütün bunları yapabilmesi için, Robonot 2’nin başına gelişmiş bir kamera ve veri aktarım sistemi yerleştirildi.
Bir robotun gözleri
Robonot 2’yi bilgisayar klavyesi veya laptopla kontrol etmek de mümkün ve bu durumda, robot önceden programlanmış basit görevleri yerine getiriyor. Ancak, robotun en gelişmiş özelliklerinden biri gözleri: Robonot 5 göz, yani beş adet kamera kullanıyor (kaskında dört adet öne bakan kamera ve “ağzında” bir kızılötesi kamera).
Robonot 2 insanlar tarafından kumanda edilmek üzere tasarlandı ve bu nedenle de dünyayı insan gözü gibi renkli ve üç boyutlu görüyor; ama aynı zamanda gece görüş sistemini de destekliyor. Robonot 2 bakım tünelleri gibi karanlık yerlerde kızılötesi dalga boyu kullanıyor ve ışığı değil, “ısıyı” görerek çalışıyor.
Robotun kafasında öne bakan yüksek çözünürlüklü iki dijital kamera, tıpkı geniş ekran televizyonlarda olduğu gibi 3 boyutlu derinlik algısı yaratıyor. Diğer gözler ise farklı fonksiyonlar için kullanılıyor fakat bunun da bir bedeli var: Gelişmiş kameralar robotun başına takıldığı için, Robonot 2’nin kafasında beynine yer kalmıyor. 🙂
Beyni gövdesinde
Robonot’un beyni alüminyumla çelikten üretilen gövdede yer alıyor ve bir anlamda midesiyle düşünen bu robotun karnında, az enerji tüketen güçlü bilgisayar işlemcileri bulunuyor.
Robot astronotun hassas işleri yapabilmesi için duyarlı ve nazik parmaklar da unutulmamış: Makine adamın yapay tendonları, tıpkı insan vücudunda olduğu gibi robotun önkoluna uzanıyor. Bu da Robonotun şarap kadehi tutmak veya cıvata sıkmak gibi hassas işleri güvenle yerine getirmesini sağlıyor. Bacaklarında ise birer adet ekstra kamera yer alıyor. Böylece insanlar robotun tutunduğu yeri görebiliyor.
Süper kahraman değil
Robonot bir cam bardağı eline aldığında, parmak uçlarındaki mini sensörler sayesinde camı sıkıca tutuyor, ama fazla sert tutup bardağı kırmıyor. Ancak, aynı robot içeride sıkışan bir astronotu kurtarmak için kapının menteşelerini zorlayabiliyor.
Bununla birlikte Robonot 2 süper insan gücünde üretilmedi. Evet, Dünya’da 9 kiloluk bir torbayı tek koluyla taşıyabildiği için insan standartlarında güçlü sayılır; ama robonot demir kapıları yerinden söken Superman kadar güçlü değil ve bunun da bir sebebi var: Kimse uzay istasyonunda arıza yapan bir robotun insanın elini tutarken parmaklarını kırmasını istemez.
Robot cerrahların geleceği
NASA, Robonot 2’yi bir gün uzayda ameliyat yapmak için kullanmak istiyor. Uzay istasyonu ile Dünya arasında video sinyallerinin gidip gelmesi maksimum 4 saniye alacağı için, ilk bakışta bu sorun olmayabilir. Ancak, kritik ameliyatlarda birkaç saniyelik bir gecikme bile hastanın hayatını riske sokabiliyor.
Strathclyde Üniversitesi’nden Gordon Mair, robotların uzaktan kumandayla yönetilmesi konusunda dünyanın sayılı teknisyenleri arasında yer alıyor ve bir hastayı Dünya yörüngesinde uzaktan ameliyat etmenin zorluklarını şöyle açıklıyor:
“Bir kesik açmak isterseniz, robot bu komutu yerine getirene kadar belirli bir süre geçer. Bu gecikme ameliyatı ciddi şekilde etkileyebilir. Bir saniyelik gecikme bile, robotun çok yüzeysel veya gereğinden derin bir kesik açmasına sebep olabilir. Mars’a giden astronotların Dünya’dan henüz uzaklaşmadığı ilk aşamalarda en az 20-30 saniyelik gecikmeler yaşanacak. Bu da ameliyatı iyice zorlaştıracak.”
İnsansız olmuyor
Bu sorunu çözmenin üç yolu var: Uzaya doktor göndermek, Robonot 2’yi otopilot modunda kullanmak veya astronotlardan birini robonotu basit ameliyatlarda yönetmesi için eğitmek. Gordon Mair, bu üçüncü seçeneğin yaraya pansuman yapmak gibi durumlarda çok işe yarayacağını düşünüyor.
Acil durumlarda Robonot 2’nin otomatik olarak ilk yardım yapması da mümkün ve bu sistem aslında robotun en iyi test edilmiş özelliği sayılır. Bunu anlamak istiyorsanız bir an için ameliyatı unutun ve uzay istasyonunda bir duvar panelini yerine vidalamayı düşünün. Sonuçta bu basit görev de tıpkı bir astronotu ameliyat etmek kadar dikkatli ve hassas olmayı gerektiriyor.
Robonot 2 Dünya’da ve Uluslararası Uzay İstasyonu’nda bu tür bakım ve onarım görevleri için sürekli test ediliyor. Örneğin uzay istasyonundaki mikro çekim ortamında havada süzülen not defterini tespit eden robotun, bu defteri alıp güvenli bir yere koyması gerekiyor.
Robotların insan astronotların yerini almasına daha çok var. Ancak, bir gün sanal gerçeklik sayesinde uzaya insan göndermeye gerek kalmayacak: NASA’daki mühendisler, Mars’ta çalışan robotlarla “kablosuz telepati” yoluyla bağlantı kuracak ve Mars’taki maden çıkarma faaliyetlerini Dünya’dan yürütecekler.
Uzay robotundan insan olmanın anlamına
Peki, 2030’larda sanal gerçeklik birebir fiziksel tecrübenin yerini aldığı zaman gerçek hayatı nasıl tanımlayacağız? Bu gidişle insanlar Matrix’e benzeyen bir sanal aleme geçiş yapacaklar. Ancak bu durumu değerlendirmek için, sağlam kafa sağlam vücutta bulunur sözünü de dikkate almak gerekiyor.
Öyleyse insanlığımız nerede yatıyor? Sadece beynimiz ve düşüncelerimizde mi, yoksa beynimiz aslında organik vücudumuzun ayrılmaz bir parçası mı? Sanırım bu soruyu gelecekte beynini dijital olarak androitlere yükleyecek olan “insanlara” sormak gerekiyor. Ancak o zaman dijital avatarlar ile insanlar arasındaki farkı anlayabiliriz (tabii fark kalırsa). 🙂
Robonot 2’nin bacakları takıldı
Robonot 2 Uluslararası Uzay İstasyonu’nda iş başı yaptı
