Tijekom jednog posjeta Tanzaniji rodila se ideja o dronovima koji prijevozom medicinskih dobara u nepristupačna područja spašavaju živote. Istraživač iz Ifakara Health Institute pokazao je Keenanu Wryobeku dug popis slučajeva u kojima su državnim liječnicima nedostajali važni lijekovi za liječenje njihovih pacijenata. Wryobek, koji je kasnije postao suosnivač tvrtke Zipline International Inc., tako je iz prve ruke otkrio da opskrba medicinskim proizvodima nije ni blizu usporediva sa situacijom u SAD-u te da nedostatak konzervirane krvi uzrokuje smrtne slučajeve. Čak ni uobičajeni lijekovi kao što su topički antibiotici za liječenje pacijenata s posjekotinama ondje često nisu dostupni. Sudbina jednog mladića posebno je potaknula Wyrobeka: Malena posjekotina na mladićevoj ruci nakon nekoliko dana inficirala se jer nije primio antibiotik na vrijeme. Da je odmah bila tretirana, rana bi brzo zacijelila. Ovako se infekcija proširila dok u konačnici nije morao biti amputiran dio ruke. „Darivanje krvi relativno će jednostavno pomoći ženi koja je pri rađanju djeteta izgubila puno krvi“, kaže Wryobek, koji je sada voditelj proizvodnje i inženjeringa u Ziplineu. „Ali kad potrebna opskrba konzerviranom krvi nije osigurana, takav slučaj može biti smrtonosan.“ „Tijekom svojeg radnog vijeka radio sam na nekoliko vrlo važnih projekata u kojima potrebna količina nije bila točno odmjerena. Bilo je i nekoliko projekata koji su bili u potpunosti nevažni, no nevjerojatno su se prodavali. Tražio sam smislen proizvod za koji je moguće izračunati točnu mjeru“, kaže Wryobek.
Posao sa značajem
Ovo je postignuto 2016.: Zipline je razvio i proizveo pouzdane dronove visokog dometa i preciznosti te je na temelju njih izgradio sustav dostave medicinskih dobara u Ruandi, zemlji u unutrašnjosti Istočne Afrike. „Naš prvi sustav logistike letova ujedno je i prvi sustav dostave isključivo dronovima u svijetu“, kaže izvršni direktor Ziplinea Keller Rinaudo. „I taj sustav u Ruandi svakodnevno spašava ljudske živote!“ Otkad je usluga pokrenuta u Ruandi, Ziplineovi dronovi obavili su preko 7.000 letova i pritom dostavili više od 13.000 vrećica krvi, a od toga na tisuće njih u misijama spašavanja života.
Brzinom od preko 100 kilometara na sat medicinski proizvodi stižu na cilj brže nego bilo kojim drugim prijevoznim sredstvom – i to posve bez pilota. Dronovi pokrivaju radijus od 80 kilometara i sa sobom mogu ponijeti teret mase do 1,75 kilograma. Nakon manje od 30 minuta naručeni lijekovi meko slijeću padobranom na određenu lokaciju veličine nekoliko parkirnih mjesta. „Za nas je izazov napraviti letjelicu koja će u svim vremenskim uvjetima pouzdano doletjeti do odredišta i pritom uspješno riješiti nepredvidive poteškoće“, kaže Wryobek.
Kada je riječ o konstrukciji drona, Zipline ne može raditi bez digitalizacije. U početnim godinama tvrtka je uvela jeftin sustav za oblikovanje pomoću računala (CAD). No taj je sustav ubrzo pokazao svoja ograničenja kada je došlo do primjene. Inženjerima je trebalo rješenje s dodatnom funkcionalnošću koje bi automatiziralo određene zadaće i omogućilo interakciju s CAD-ovom bazom podataka. Osim toga novo je rješenje trebalo obuhvaćati i posebne dodatke. „Napravio sam sve što sam mogao kako bi Zipline uvjerio u NX“, prisjeća se Scott Parker, inženjer strojarstva u Ziplineu. „Kod letećih objekata poput našeg vrlo je bitno da svaki sastavni dio odgovara ostatku. S prijašnjim CAD-sustavima za provođenje potrebnih ispitivanja bili su potrebni sati. Uz Siemensov NX CAD-softver podatci se jednostavno prenose. Sve radi brzo i ne može doći do grešaka.“ Tim od trojice inženjera narastao je na tim od devetero ljudi s obzirom na to da je „više ljudi trebalo istovremeno raditi na dronu“, kaže Paul Perry, inženjer strojarstva u Ziplineu. "Letjelica spaja puno različitih disciplina: elektrotehniku, strojarstvo, tehniku proizvodnje i, naravno, zrakoplovni inženjering“, kaže Wryobek. „NX je učinkovit alat koji ujedinjuje sve te discipline.“ CAD-softverom Ziplineovi inženjeri također mogu utvrditi na kojim je mjestima letjelice potrebno upotrebljavati visokokvalitetne materijale iz zrakoplovstva, a na kojima je plastikom ili pjenom moguće postići isti strukturalni integritet i istu mehaničku funkciju – uz značajno niže troškove i smanjenu masu.
Glavna zadaća: Smanjiti masu
Imajući u vidu veliku masu medicinskih proizvoda koje je potrebno dostaviti, ispitivanja mase vrlo su važna. Svaki kilogram manje povećava domet letjelice za pet posto. Uz NX Journal Zipline može izraditi popis sastavnih dijelova odozdo prema gore, a koji sadrži detaljan zbroj pojedinačnih masa, omogućujući optimizaciju drona. Masu je moguće smanjiti brzom analizom debljine i opterećenja, što smanjuje broj ponavljanja i sati ispitivanja za postizanje ciljane mase. „Kod optimizacije dronova u prvom su planu konstrukcijski i termički aspekti“, objašnjava Perry. „Budući da nam je masa najvažnija varijabla, prije svega se bavimo poboljšanjima na konstrukciji. Tako možemo smanjiti masu bez gubitaka u krutosti i čvrstoći.“ Prije nego što dron krene u proizvodnju, on prolazi kroz više simulacija. Tim virtualnim probnim letovima Zipline može primjerice simulirati toplinske karakteristike akumulatora ili termičko ponašanje drona u tropskim uvjetima Ruande. Ziplineovi dronovi dizajnirani su tako da mogu biti sagrađeni bez velikog napora. „Pojednostavljujemo montažu“, kaže Sam Chaknova, Ziplineov inženjer strojarstva. „Dronovi usto moraju biti vrlo jednostavni za održavanje. Samo je tada moguće obaviti održavanje na lokaciji kako bi dronovi mogli uvijek biti spremni za spašavanje života.“ Njegov kolega Jeremy Schwartz, Ziplineov robotičar, dodaje: „Kada jedan od naših dronova poleti u Ruandi, on će tada nositi krv svima kojima je ona hitno potrebna. Ovdje u Kaliforniji to omogućujemo svojim ispitivanjima. To je prekrasna pomisao, da naš dron doista spasi ljudski život!“
Lijekovi za 13 milijuna ljudi
Siemens digitalizacijom i autonomnim dronovima postavlja tržišne standarde za dostavu medicinskih dobara. Tvrtka sa sjedištem u Silicijskoj dolini, Kalifornija, SAD, razvija, proizvodi i upravlja malim robotskim letjelicama za isporuku hitno potrebnih medicinskih proizvoda. Uz Ziplineove dronove ljudi u teško dostupnim područjima s nedostatnom cestovnom infrastrukturom dobivaju u najkraćem mogućem vremenu pouzdan i povoljan pristup lijekovima i vrećicama krvi koji spašavaju živote. U Ruandi su dronovi razvijeni Siemensovim NX-softverom već bili upotrijebljeni tisuće puta te su spasili stotine života – uz gotovo stopostotnu pouzdanost. www.flyzipline.com
*Više u magazinu hi!tech
