جراحی از راه دورِ ماهواره‌های از کار افتاده

راه‌حل ساده قضیه همان خروج و ساقط‌کردن اضطراری ماهواره‌ها در آب است. البته نیاز به گفتن نیست که ساخت و روانه‌سازی یک ماهواره، میلیون‌ها دلار هزینه دربردارد. به این ترتیب این کار هدردادن سرمایه‌ای هنگفت است. البته راه‌حل دیگری که به نظر معقولانه و مقرون به صرفه‌تر است، اعزام نیروی متخصص برای تصمیم و ترسیم این ماهواره‌ها ست.

این در حالی است که اجرای چنین مأموریت‌هایی هم پرهزینه و هم پرمخاطره‌اند، بخصوص این‌که پای فضانوردان به عنوان بازوی اصلی انجام این تعمیرات در میان است. در مورد ماهواره‌هایی که بعد مسافت بیشتری دارند، وضع بغرنج‌تر است و چه بسا فکر امدادرسانی به ماهواره‌هایی که هم دورند و هم پیر را باید از سر بیرون کرد. همین مشکلات اتلاف منابع انسانی، سرمایه و چالش‌های پیش روی سرپا نگهداشتن ماهواره‌های گرانقیمت، غول هوا فضای دنیا ‌ـ ناساـ را به فکر سرمایه‌گذاری تحقیقاتی در زمینه توسعه و بهبود سامانه‌های روباتیک بهره‌برداری از راه دور کرده است تا مگر آنها چاره‌ساز شده و راهکار مناسب و کارآمدتری به لحاظ هزینه و مخاطرات احتمالی برای غلبه بر این چالش اساسی عصر فضا به‌وجود آید.

در همین رابطه ناسا دست کمک به سوی مهندسان دانشگاه جان هاپکینز دراز کرده و از آنها برای همکاری و پیشبرد این هدف جالب توجه دعوت به عمل آورده است. گروه مهندسی این دانشگاه همان هسته فنی و مهندسی برنامه‌های پیشگام جراحی روباتیک پزشکی محسوب می‌شوند که با اختراع روبات داوینچی توانسته‌اند امکانات قابل توجهی به طب جراحی و جراحان ببخشند. کنسول جراحی روباتیک داوینچی دست و فکر جراحان را برای هدایت و راندن روبات‌های جراحی و انجام اعمال جراحی پیچیده در اتاق‌های عمل باز می‌گذارد. حالا این مهندسان در تلاشند تا با ایجاد تغییراتی امکان استفاده از کنسول داوینچی را برای دستکاری ماهواره‌ها و آن هم از راه دور فراهم کنند، اما باید دید روبات جراح داوینچی چگونه از عهده این کار برمی‌آید؟

این ابزارآلات جراحی روباتیکی در قطع و اندازه یک خودکار معمولی به جراحان قلب امکان اجرای عمل‌هایی را با کمترین برش و تهاجم به بدن و قفسه سینه بیمار تنها از طریق سوراخی سانتیمتری فراهم می‌آورد. بدیهی است اجرای یک عمل جراحی که به میزان قابل توجهی نیاز به برش و نفوذ به بافت بدن بیمار را تقلیل می‌دهد، مدت زمان بهبود و بازیابی بیمار را هم به‌طرز معنی‌داری کاهش می‌دهد.

از طرفی، به کمک این روبات انرژی و کارآمدی جراحان نیز افزایش می‌یابد چرا که به‌جای سرپاماندن و یک نفس دور میز اتاق عمل مشغول‌بودن، پشت میز فرمان جراحی و با فاصله دو سه متری از تخت عمل می‌نشینند و آن به اصطلاح چاقوهای جراحی روباتیک را با چندتا دستگیره و قلاب شبیه به دسته فرمان‌های بازی رایانه‌‌ای به کار می‌اندازند. البته همین فاصله چندمتری اتاق عمل را که میان جراح و تخت عمل ایجاد می‌شود، در عالم تئوری می‌توان فاصله‌ای مثلا قاره‌ای درنظر گرفت.

هریک از بازوهای جراحی یک روبات داوینچی از یک مکانیسم هدایت مچی موسوم به EndoWrist برخوردار است که امکان حرکت و جابه‌جایی چالاکانه و با دقت آن توسط دست انسان را فراهم می‌آورد.

ناگفته نماند هر چند سامانه جراحی داوینچی برای تأییدیه‌گرفتن و مجوز ورود و استفاده در آمریکا هنوز در راهروهای سازمان نظارت غذا و داروی آمریکا (FDA) معطل است، ولی قبلا در اروپا به کار گرفته شده و امتحانش را پس داده است. البته پاییز گذشته مهندسان جان هاپکینز نوعی پیش‌نمایش از سامانه داوینچی تطابق‌یافته برای ماهواره‌ها را در مرکز پرواز فضایی ناسا در مریلند ارائه کردند. آنچه به عنوان مدل تجربی روبات جراح فضایی به نمایش درآمد، از همان کنسولی که برای جراحی استفاده می‌شود، برخوردار است؛ ضمن ‌آن‌که به یک چشمی (عدسی سر دوربین یا میکروسکوپ) از نوع سه‌بعدی برای عملیات و بهره‌برداری از راه دور و همچنین فیدبک لمسی مجهز است که همان حس لامسه جراح اتاق عمل را تداعی می‌کند، به‌طوری که اپراتور می‌تواند مسیر و طرز عملکردش را عملا احساس کند.

گفته می‌شود، اواخر امسال این سامانه با آزمون سخت و دشواری روبه‌رو خواهد شد. چرا که قرار است در جریان یک مأموریت شبیه‌سازی تعمیر و اصلاح پیچیده ماهواره‌ای خودی نشان دهد. در این آزمایش بزرگ، یک روبات کنترل از راه دور از نوار پلاستیکی محافظت‌کننده امنیت روکش عایق حرارتی ماهواره اصطلاحا میانبر زده و راه دیگری برای دسترسی به خود ماهواره برای انجام عملیات مربوطه پیدا کند. چنین وظیفه‌ای از آن جهت امتحان دشواری محسوب می‌شود که انجام هرگونه امور ترمیمی و اصلاحی برای مدخل سوخت‌گیری و تجدید نیروی ماهواره بدون دورزدن این لایه محافظتی غیرممکن است. برای همین نیز این تکلیف دشوار نیازمند کنترل و هدایت دقیق است.

با این اوصاف، نیاز به اپراتور راه دور مشکلات بالقوه دیگری را نیز مطرح می‌سازد که از همه معروف‌تر همان تأخیر ذاتی یا به عبارتی، وقفه ارتباط و گفت‌وگوی بین اپراتور و روبات است. این مشکل حتی امر ناوبری را با دشواری بیشتری نیز روبه‌رو می‌سازد چرا که صحبت از بعد فاصله‌ای از زمین تا فضا در میان است، اما چنانچه مهندسان دانشگاه جان هاپکینز از عهده رویارویی با این چالش قابل توجه برآیند، ناسا یک راه حل حسابی، ماندگار و قابل رشد و ترقی برای مساله بغرنج تعمیر و ترمیم ماهواره‌ها به چنگ خواهد آورد؛ راه حل غنیمتی که سزاوار عنوان طویلش خواهد بود: «روانه‌سازی روبات‌های کنترل از راه دور برای اجرای جراحی در فضا».

مترجم: حوریه هادی

منبع: discovery/ NASA/ Johns Hopkins University