無人機提供的除顫器可以挽救生命

小時候，Justin Boutilier 有時會被要求幫助他的父親(一名護理人員和消防員)在他的家鄉加拿大尼亞加拉大瀑布及其周邊地區進行自動體外除顫器 (AED) 演示。

“如果一個孩子可以使用 AED，那么你也可以，”他回憶起父親在參觀當地辦公樓或酒店會議室時的一條信息時說。

二十年后，現任威斯康星大學麥迪遜分校工業與系統工程助理教授的布蒂利埃正試圖幫助重新構想 AED 如何挽救更多生命。

在《制造與服務運營管理》雜志上發表的一篇論文中，Boutilier 詳細介紹了設計配備 AED 的自主飛行無人機網絡的框架，該網絡可以讓救生設備更快地到達心臟驟停患者的身邊。根據 Boutilier 之前合著的一項分析，在院外心臟驟停中，未經治療的每分鐘存活率下降多達 10%。

“救護車的速度不夠快，尤其是在非城市地區，因此無人機非常適合，”Boutilier 說，他的研究利用優化和機器學習技術來提高醫療質量、訪問和交付。“它們的直線飛行速度非常快。然后 AED 的有效載荷相對較輕，因此它適合無人機。無人機在醫療保健中的最佳應用是重量輕且時間至關重要的東西。”

無人機交付 AED 的想法可能聽起來很未來，但自從 Boutilier 和 Boutilier 在多倫多大學的研究生院顧問、新研究的合著者 Timothy Chan 首次看到代爾夫特大學的一個團隊的視頻后，它就慢慢受到關注2016 年荷蘭科技學院展示原型。

2022 年 1 月，作為斯堪的納維亞國家新生計劃的一部分，一名下班醫生使用自動無人機運送的 AED 在瑞典挽救了一名 71 歲男子的生命——這是第一次有記錄的成功救援。近年來，加拿大無人機交付公司還在安大略省進行了模擬心臟驟停情況的測試。

Boutilier 像他這樣充滿希望的研究，利用來自多倫多周圍 10,000 多平方英里區域的心臟驟停和緊急響應時間數據，將有助于推動該技術更接近主流實施。

在論文中，他和 Chan 提出了改進平均響應時間或限制最慢響應時間范圍的系統設計。在這兩個選項之間，他們估計這樣的無人機網絡可以使經歷院外心臟驟停的人的存活率提高 42% 到 76%，每年在該地理區域內挽救多達 144 人的生命。而且，他們指出，少量的無人機可能會產生重大影響。根據他們的分析，一個擁有三架無人機的基地可以將多倫多的平均響應時間縮短一分鐘。

Boutilier 表示，政策制定者將需要考慮道德困境——優先考慮平均響應時間會導致無人機在城市地區更加集中——以及后勤障礙，例如擁擠城市的飛行規定和導航挑戰。

“雖然農村地區更容易讓無人機飛行，而且響應時間從歷史上看更糟，但你將做出的改進可能會很大，”他說。“但不會有那么多心臟驟停。”

Boutilier 現在正在與普渡大學、伊利諾伊大學、匹茲堡大學和北卡羅來納大學的合作者尋求資金，以研究更多的系統設計模型，同時也在探索確保人們能夠有效使用無人機交付的 AED 的方法。

“我認為關于無人機的設計仍然存在很多問題，人類與無人機進行安全有效交互的最佳方式是什么，所以人們對它感到滿意，”他說。“從歷史上看，AED 的使用如此有限，即使它們被放在公共場所也是如此。我認為我們需要小心使用無人機，以確保我們不會最終陷入類似的情況，以便我們弄清楚我們需要什么做這些讓旁觀者可以使用。”