12 октября 1964 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Восход» с первым в мире многоместным космическим кораблём «Восход-1». И в состав его экипажа наряду с командиром корабля Владимиром Комаровым и научным сотрудником Константином Феоктистовым был включён врач Борис Егоров… Нуждается, знаете ли, человек иногда в ремонте. Правда, в суточном полете услуги медика не понадобились, но теперь летают подолгу и готовятся летать далеко — и вот спустя полвека к космическим тренировкам готовится приступить робот-хирург!

Хирург всегда сопровождал военные корабли и научные экспедиции: вспомним хотя бы Гексли («Младший хирург с “Гремучей змеи”»). И в опубликованной за пять лет до полёта «Восхода-1» повести Ивана Ефремова «Cor Serpentis» подробно описывалась проводимая на звездолёте операция, в ходе которой хирургический робот вычищал нагноение аппендикса у второго астронавигатора:

«…аппарат исчез в раскрытом рту астронавигатора, продолжавшего спокойно дышать. Засветился полупрозрачный экран, косо поставленный над животом больного. Мут Анг придвинулся ближе. В зеленоватом сиянии серые контуры внутренностей были совершенно отчётливы, и по ним медленно двигался членистый прибор. Лёгкая вспышка мелькнула, когда прибор дал импульс запирающей мышце — сфинктеру желудка, проник в двенадцатиперстную кишку и стал ползти по сложным извилинам тонких кишок. Ещё немного — и тупой конец сколопендры упёрся в основание червеобразного отростка».

Вспомним: написано это было через два года после запуска спутника и за два года до полёта Гагарина. Тогда невесомость создавалась только в кабинах идущих на снижение по баллистической кривой самолётов… И именно в таких условиях ныне начинает готовиться к будущим космическим рейсам и работе на них робот-хирург от компании Virtual Incision в Линкольне (штат Небраска). Операцию в повести Ефремова выполнял «членистый металлический аппарат, похожий на крупную сколопендру». Ну а реальный робот-хирург — примерно с кулак. Учитывая, что сколопендры достигают 25 сантиметров, можно сказать, что размеры были угаданы почти точно…

Размеры робота-хирурга палеонтолог Иван Ефремов угадал точно, но вот на сколопендру он не слишком похож.
Размеры робота-хирурга палеонтолог Иван Ефремов угадал точно, но вот на сколопендру он не слишком похож.

Правда, пока что в кабинах самолётов робот будет не заниматься хирургией, а манипулировать различными объектами вроде резиновых жгутов и прочего медицинского инвентаря, «отрабатывая мелкую моторику» в условиях нулевой или очень низкой гравитации. Задача, как говорит знакомый космонавт, в высшей степени нетривиальная. Роботу, конечно, может быть и легче: в его нервную систему не впечатан сотнями миллионов лет эволюции опыт жизни в гравитационном поле Земли. Но это не облегчает работу его создателям и программистам, которым предстоит отбросить Common Sense и следовать лишь ньютоновым законам движения…

А есть ведь ещё и окружающая робота среда, тоже ведущая себя нетривиально. Вот разрез в живой ткани, вот давление в кровеносной системе выдавливает жидкость… Но дальше начинаются различия — в высшей степени существенные. Капля не падает на пол, равномерно ускоряясь, а, свернувшись под действием сил поверхностного натяжения в шарик, принимается порхать по доступному объёму, чутко отзываясь на малейшее дуновение сквознячка… И роботу предстоит научиться работать в таких условиях!

Сначала — соединять края разрезов и вязать узелки (что там медики делают при обучении хирургов?), ловить разлетающиеся капли всяческих телесных жидкостей… Ну а потом переходить и к полномасштабным операциям, которые пока что робот осуществляет только на земле и лишь на свиньях: это вкусное и полезное животное довольно хорошо подходит для медико-биологических экспериментов.

Правда, в отличие от проникавшего через рот фантастического устройства, робот-хирург реальный будет попадать в брюшную полость через небольшой разрез. Ну а сама брюшная полость по традиции хирургов-лапароскопистов будет надуваться инертным газом для того, чтобы предоставить роботу больше пространства для деятельности.

Более ранние конструкции роботов-хирургов от Virtual Incision.
Более ранние конструкции роботов-хирургов от Virtual Incision.

Представляемый на испытания робот-хирург имеет две «ручки», в которые может «брать» различные инструменты, необходимые для того, чтобы резать, скреплять, сшивать ткани, и «головку», в которой смонтирована видеокамера. Весит машинка около четырёхсот граммов. Управляется дистанционно — с Земли, примерно так же, как операторы дронов несут свободу и демократию в Йемен и Пакистан с базы в германском Рамштайне.

Правда, такая схема приемлема лишь для околоземных космических полётов — скажем, работы Международной космической станции. То есть в тех ситуациях, когда временем прохождения сигнала от наземного пульта управления, за которым сидит человек-хирург, до робота-хирурга можно пренебречь… А вот уже на расстояниях, сравнимых с лунными, начнутся проблемы: обмен сигналами занимает 2,5 секунды. Советская космонавтики столкнулась с этой проблемой в 1970 году, когда на поверхность Луны был доставлен «Луноход-1».

При управлении «Луноходом-1» задержки прохождения сигнала давали о себе знать…
При управлении «Луноходом-1» задержки прохождения сигнала давали о себе знать…

Тогда операторов машины специально обучали на тренажёрах с линией задержки, и при управлении роботом они эту задержку учитывали. Но ползающая по Луне восьмиколёсная машинка имеет куда меньше степеней свободы, чем двурукий робот-хирург. По словам работающего с фирмой Virtual Incision профессора хирургии из Медицинского центра Небраскского университета Дмитрия Олейникова, сложность управления медицинским роботом растёт логарифмически по мере возрастания дистанции.

Поэтому и при возвращении пилотируемой космонавтики на Луну, и при более дальних полётах, таких как эвентуальные марсианские рейсы, встанет задача управления роботом-хирургом. Дистанционное управление с Земли в этом случае невозможно — поэтому придётся либо управлять машинкой одному из членов экипажа, имеющему квалификацию хирурга (как делалась операция в «Cor Serpentis»), либо передать управление автоматике. Но это — уже дальняя перспектива, пока речь идёт лишь об отработке самого робота-хирурга.

Вложения в него со стороны НАСА имеют прекрасные шансы оказаться полезными не только для задач охраны здоровья космонавтов, но и для всей медицинской индустрии. Тут возникает прекрасная возможность разложить инвестиции в отработку робота-хирурга, предназначенного для работы в самых жёстких, космических условиях, на большой объем серийного производства. На Земле хватает мест, куда квалифицированного хирурга-человека не заманить — во всяком случае в обозримое время…