机器人外科医生被送往国际空间站解剖模拟宇航员组织

上周，一台小型机器人外科医生成功发射到国际空间站。它还进行了一系列同样令人印象深刻的实验，包括机器学习设备和人造视网膜原型。

很快，机器人外科医生可能会开始在轨道上进行实践——尽管它不会是一个穿着白大褂、拿着手术刀的金属人形机器，但它的任务仍然令人着迷。

周二（1 月 30 日），科学家们通过诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座航天器向国际空间站 (ISS) 发送了一系列创新实验。周四（2 月 1 日），这批 8,200 磅的货物安全抵达国际空间站。

船上的一个实验是一个两磅（0.9公斤）重的机器人设备，大约和你的前臂一样长，有两个可控臂，分别握住一个抓握器和一把剪刀。这种医生机器人由一家名为 Virtual Incision 的公司开发，旨在有一天能够与地面上的人类医生进行交流，同时将自己插入宇航员患者体内，以高精度进行医疗程序。

例如，美国宇航局的阿耳忒弥斯计划希望在 2026 年登上月球——此外，这应该为人类可以说他们已经到达这颗红色星球的那一天铺平道路。这些任务预计将为遥远的未来铺平道路，人类将踏上更深的太空旅行，也许前往金星，或者，如果我们真的有梦想的话，甚至可以飞向太阳系之外。因此，为了确保宇航员在太空中保持安全——他们实际上并不是为了生存而生存的环境——科学家们希望确保太空医疗与火箭同步进步，火箭将把宇航员带到他们要去的任何地方。 

我想到的一个简单的例子是，2021 年，NASA 飞行外科医生约瑟夫·施密德 (Josef Schmid) 如何通过 HoloLens 技术“全息移植”到国际空间站。这有点像虚拟现实遇上 FaceTime 遇上增强现实（如果这有意义的话）。

然而，正如该团队所解释的那样，这项机器人手术任务不仅可以使探索太空的人们受益，而且可以使生活在地球上的人们受益。法里特说：“如果你有一位非常优秀的外科医生，那么这位专家可以拨通不同的地点并帮助进行远程手术或远程手术。” “如今，只有大约 10% 的手术室是机器人，但我们认为没有任何理由不应该是 100%。”

对于专家较少且手术室有限的农村地区的医院来说，这将是一个特别重要的优势。事实上，正如法里托解释的那样，虚拟切口不仅由美国宇航局资助，而且还由军方资助。 “两个团队都想在疯狂的地方进行手术，”他说，“而我们的小型机器人就具备这样的移动能力。”

还涨了什么？

当天鹅座飞船前往国际空间站时，小机器人医生并不孤单。在法里特讨论虚拟切口的同一演讲中，其他专家也谈到了他们周一提交的内容。

首先，医生有一个机器人朋友加入他的轨道实验室——一只机械臂。该臂之前已经在空间站的限制范围内进行了测试，但通过这次新任务，团队希望在完全无压的条件下对其进行测试。

NanoRacks 公司的项目总监梅·墨菲 (May Murphy) 表示：“拔掉插头、重新插上插头、移动物体，这就是我们在第一次调查中所做的事情。” “我们正在提高复杂性......我们将关闭正在使用的工具，我们将能够使用螺丝刀类似物和类似的东西；这将使我们能够做更多的工作”。

“我们可以考虑的不仅仅是取消一些工作人员必须花时间工作的东西，”她继续说道。 “现在，我们还有能力在更恶劣的环境中完成额外的工作，但我们不一定想让机组人员暴露在其中。”

与此同时，欧洲航天局派出了一台可以制造小型金属零件的 3D 打印机。这里的目标是了解 3D 打印金属的结构与地球上的 3D 打印金属相比，在太空中的表现如何。出于类似的原因，3D 打印半导体（大多数电子设备的关键组件）也将接受测试。

“当我们谈论让飞行器在太空中停留更长时间而无法上下运输补给时，我们需要能够在太空中打印一些较小的部件，以帮助飞行器随着时间的推移保持完整性，”美国宇航局国际空间站项目副科学家梅根·埃弗里特说。

根据 Everett 的说法，这还可以帮助科学家了解某些在地球上无法 3D 打印的材料是否可以在太空中 3D 打印。她说：“一些初步数据表明，与地球相比，我们实际上可以在太空生产更好的产品，这将直接转化为能源生产能力更好的电子产品。”

周一启动的另一项实验着眼于微重力对骨质流失的影响。它将研究所谓的间充质细胞（与骨髓相关）的作用以及暴露在太空环境中时可能发生的变化。这可以深入了解宇航员骨质流失（这是太空探索者的一个有据可查的主要问题）以及人类衰老的动态。梅奥诊所检验医学和病理学教授阿巴·祖贝尔 (Abba Zubair) 表示：“我们还将研究与骨形成有关的基因以及重力如何影响它们。”

美国宇航局生物和物理科学部主任丽莎·卡内尔谈到了即将进行的 Apex-10 任务，该任务将观察植物微生物如何在太空中相互作用。这也有助于解释如何提高地球上的植物生产力。

计算机和视网膜

演示期间讨论的其他两个关键实验包括太空计算机和人造眼——准确地说，是人造视网膜。我们将从后者开始。

LambdaVision 公司的首席执行官妮可·瓦格纳 (Nicole Wagner) 有一个惊人的目标：让数百万因黄斑变性和色素性视网膜炎等晚期视网膜退行性疾病失明的患者恢复视力。

为此，她和她的团队正在尝试开发一种基于蛋白质的人工视网膜，该视网膜是通过称为“静电逐层沉积”的过程构建的。简而言之，这包括将多层特殊蛋白质沉积到支架上。 “把脚手架想象成一块紧密编织的纱布，”瓦格纳说。

然而，正如她解释的那样，地球上的这一过程可能会受到重力的影响。层中的任何缺陷几乎都会破坏人造视网膜的性能。那么……在微重力下呢？她说，迄今为止，LambdaVision 已经执行了超过八次飞往国际空间站的任务，实验表明，微重力确实会产生更均匀的层，从而为视网膜产生更好的薄膜。

“在这次任务中，”她说，“我们正在考虑将粉末状的细菌视紫红质发送到国际空间站，然后将其重新悬浮到溶液中，我们将使用特殊的仪器，在本例中是光谱仪，来观察细菌视紫红质的情况。”在国际空间站上检测蛋白质的质量和纯度，并验证用于将蛋白质溶解到溶液中的过程。”

你能想象如果有一天医生能够委托在太空中开发一些人造视网膜，然后运送到地面植入患者体内吗？整个过程可以让某人恢复视力吗？

至于太空计算机，星载计算机2号项目的首席研究员马克·费尔南德斯提出了一个假设。他说：“宇航员进行太空行走，在一天的工作结束后，要检查手套的磨损情况。”“每个宇航员在每次太空行走后都必须这样做，然后才能再次使用手套。”

费尔南德斯解释说，通常情况下，该团队会对可能受到污染的手套拍摄一堆高分辨率照片，然后将这些图像发送出去进行分析。

他说，这种分析通常需要大约五天的时间才能完成并返回。因此，为了解决这个问题，该团队与 NASA 和微软合作开发了一个人工智能模型，可以直接对空间站进行分析并标记关注的区域。每个任务大约需要 45 秒才能完成。 “我们的时间将从五天缩短到几分钟，”他说，并补充说，该团队还进行了通常在空间站上大约 12 分钟内进行的 DNA 分析。他强调说，通常情况下，这需要几个月的时间。

但是，该团队希望确保 Spaceborne Computer-2 的服务器在国际空间站上正常运行，因此天鹅座有效载荷也能正常运行。这将标志着该公司的第三次国际空间站任务。

卡内尔说：“国际空间站国家实验室为我们国家带来了如此多的好处。” “它为下一代科学家和工程师创造了一个充满新可能性的宇宙。”

最初发布于Space.com。