L'ambiziosa consegna medica con drone di Zipline in Africa

Puoi sentire il drone prima che sia visibile, piagnucolare come una zanzara sopra i terreni collinari del Kabgayi District Hospital del Ruanda. Emergendo attraverso una macchia di nebbia, a circa 100 piedi nell'aria, il piccolo aereo scompare rapidamente di nuovo, girando in cerchio in uno schema oblungo mentre discende verso un'altitudine abbastanza bassa da poter cadere. Dopo un periodo di silenzio, è improvvisamente tornato, piombando sul tetto del reparto di pronto soccorso di Kabgayi per far cadere il suo carico utile sul vialetto con un tonfo. A terra giace un contenitore di cartone rosso, grosso quanto una scatola da scarpe, attaccato a un paracadute di carta oleata e nastro biodegradabile. L'aggeggio può assomigliare a un progetto artistico per bambini, ma i suoi contenuti salvano la vita. All'interno sono racchiuse due unità di sangue umano, che probabilmente verranno presto utilizzate per trasfusioni durante interventi chirurgici o parti complicati, o per curare le giovani vittime della malaria.

Le bustine di sangue di plastica sono tra i primi prodotti commerciali mai consegnati tramite droni, parte di una partnership tra il governo ruandese e la società di robotica Zipline con sede nella Silicon Valley, che ha iniziato a introdurre le gocce di sangue a Kabgayi alla fine del 2016. Il servizio, che sta ora consegnando a sette delle 21 strutture pianificate, è ancora agli inizi. Eppure ha già avuto un impatto. In passato, il personale ospedaliero effettuava tre viaggi alla settimana per procurarsi emoderivati ​​nella capitale, Kigali, a 60 chilometri di distanza, con un viaggio di andata e ritorno di tre o quattro ore. Le emergenze significavano viaggi aggiuntivi, a volte con conseguenti ritardi pericolosi per la vita. Ora, un tecnico di laboratorio di Kabgayi esegue semplicemente un ordine su uno smartphone e il centro di distribuzione di Zipline, situato a cinque chilometri dall'ospedale, avrà un drone lì entro 15 minuti. Prima era un problema serio avere sangue quando ne avevamo bisogno, dice Espoir Kajibwami, un chirurgo che ha servito come direttore medico di Kabgayi fino a febbraio. In casi di emergenza, dice, l'ospedale spesso mandava il paziente all'ospedale nazionale di riferimento di Kigali piuttosto che aspettare che arrivasse il sangue.

Questa storia faceva parte del nostro numero di luglio 2017

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Le consegne di sangue di Zipline arrivano in un momento di grande attività nel mondo del commercio abilitato ai droni. Lo scorso dicembre, tre anni dopo aver annunciato il suo tanto pubblicizzato servizio Prime Air, Amazon ha condotto la sua prima consegna commerciale di droni in una fattoria nell'Inghilterra rurale. Il mese prima, la catena di minimarket 7-Eleven ha completato 77 consegne con droni su richiesta di pizza, Slurpee e farmaci da banco ai clienti di Reno, in Nevada. UPS, che ha contribuito a finanziare le operazioni di Zipline attraverso una sovvenzione di 1,1 milioni di dollari dalla sua fondazione di beneficenza, ha consegnato un pacco a febbraio con un drone lanciato dalla cima di uno dei suoi caratteristici camion marroni. Flirtey, il produttore di droni dietro il pilota 7-Eleven, ha anche testato la consegna di medicinali in zone sottodimensionate degli Appalachi. Un'altra azienda statunitense, Matternet, ha condotto voli di prova in collaborazione con l'UNICEF per fornire kit per il test dell'HIV infantile in Malawi.

Eppure Zipline, che utilizza droni ad ala fissa che hanno una portata maggiore e sono più resistenti alle intemperie rispetto ai più comuni modelli multicopter, è il primo al mondo a offrire consegne regolari di prodotti medici di emergenza.

Fondata nel 2011 con il nome Romotive, l'azienda ha acquisito notorietà per la prima volta come produttore di Romo, un animale domestico robotico alimentato da iPhone, prima che il CEO Keller Rinaudo decidesse di cercare un prodotto che avrebbe un maggiore impatto sociale. Presto lui e i cofondatori di Zipline William Hetzler e Keenan Wyrobek stavano perlustrando il mondo in via di sviluppo per scoprire come la logistica basata sui droni potesse aiutare a salvare vite umane.

Un tecnico della Zipline usa un meccanismo a catapulta per lanciare un drone che trasporta bustine di sangue verso l'ospedale Kabgayi. Una volta che un drone è sopra l'ospedale, il suo pacco cade a terra tramite il paracadute.

In due viaggi separati in Tanzania nel 2014, Rinaudo e Hetzler, che avevano lavorato insieme per la prima volta come matricole di Harvard per costruire una palestra di arrampicata su roccia nel campus, hanno incontrato un ricercatore che lavorava con una ONG locale che aveva creato una struttura basata su messaggi di testo sistema di sorveglianza sanitaria. Attraverso una rete di operatori sanitari della comunità, il progetto ha monitorato centinaia di emergenze sanitarie in tutto il paese, inclusi morsi di serpente, possibili casi di rabbia e gravi emorragie postpartum. Spesso, tuttavia, raggiungere i pazienti remoti con il trattamento in tempo era proibitivo in termini di costi o logisticamente impossibile. Hai questo database pieno di tragiche storie umane, dice Hetzler, 30 anni. L'ovvio pezzo mancante era un modo per rispondere molto rapidamente a quella domanda e portare il prodotto in un luogo in cui non sarebbe altrimenti facilmente accessibile. La coppia è uscita dalle loro visite con la sensazione di poterlo costruire.

Sotto la direzione tecnica di Wyrobek, gli ingegneri di Zipline hanno iniziato a lavorare presso la sede dell'azienda a Half Moon Bay, in California, sviluppando un'imbarcazione con due motori elettrici in grado di trasportare un carico utile di 1,5 chilogrammi e funzionare in quasi tutte le condizioni atmosferiche. Con il progredire della tecnologia, il Ruanda è emerso come il luogo ideale per testare la visione Zipline. Simile alla Tanzania, il suo vicino a est, il piccolo paese dell'Africa orientale ospita una popolazione prevalentemente rurale che è afflitta da problemi di trasporto. La maggior parte dei 478 centri sanitari del Ruanda e molti dei suoi 35 ospedali distrettuali sono accessibili solo tramite strade sterrate mal tenute, che spesso si snodano tra le sue famose mille colline e sono difficili da attraversare con i veicoli, in particolare durante la stagione delle piogge biennale . A differenza della Tanzania, però, il Ruanda è compatto: con 12 milioni di abitanti in un'area grande quanto il Maryland, è il paese più densamente popolato dell'Africa continentale. Ciò significava che i droni di Zipline, che hanno un raggio di volo di 150 chilometri, potevano servire quasi la metà del paese da un unico sito di lancio.

L'idea di Zipline ha preso piede con le autorità ruandesi, incluso l'ente dell'aviazione civile del paese, che ha modificato i regolamenti per consentire il funzionamento dei suoi droni. A metà del 2016, Zipline ha firmato un accordo con il governo ruandese per costruire un centro di distribuzione vicino alla città di Muhanga.

Il tecnico di laboratorio Prosper Uzabakiriho raccoglie un pacco per l'ospedale di Kabgayi contenente sangue caduto dal paracadute di carta dal drone Zipline.

Questo sito collinare, eretto su un ex campo di mais, è ora noto come il nido: un terreno recintato costituito da una tenda bianca in stile circo che ospita una struttura per la conservazione del sangue, 13 droni (soprannominati cerniere) e un piccolo staff di giovani americani e ruandesi. Su un lato della tenda, due lanciatori in acciaio inossidabile, rivolti in direzioni opposte per tenere conto del cambiamento dei venti, utilizzano un sistema di pulegge elastiche per catapultare i droni da 12 chilogrammi in aria a 84 chilometri all'ora. Dall'altro, due materassini gonfiabili marroni attutiscono l'atterraggio delle cerniere al ritorno. Una volta che i droni sono in volo, navigando su un paesaggio ondulato costellato di banani, campi di manioca e case dai tetti di lamiera, un operatore monitora il loro percorso su un iPad, rimanendo in contatto costante con il controllo del traffico aereo a Kigali. Tutti i percorsi, sviluppati utilizzando una mappa satellitare 3-D seguita da rilievi manuali dettagliati del terreno, sono preprogrammati utilizzando la navigazione satellitare cinematica in tempo reale, che, insieme a un sistema di navigazione inerziale, consente al carico utile di scendere entro un'area target di cinque metri di diametro. La precisione è estremamente importante, afferma Hetzler, aggiungendo che se le gocce fossero meno precise, i pacchi potrebbero finire sui tetti, sugli alberi o in altri punti inaccessibili che potrebbero distruggere l'operazione. Dice che l'azienda sta sviluppando una tecnologia che automatizza il processo di rilevamento del terreno.

I piani di Zipline per il Ruanda includono l'ampliamento a un'ampia gamma di prodotti medici, compresi i vaccini di emergenza contro la rabbia; farmaci per curare l'HIV, la tubercolosi e la malaria; contraccettivi; e kit di test diagnostici.

Eppure il sangue rappresentava un punto di partenza naturale. Dopotutto, ha una durata di conservazione di soli 42 giorni, deve essere conservato in frigorifero ed è spesso necessario in caso di urgenza.

Oggi, il Ministero della Salute del Ruanda conserva il sangue in un centro nazionale a Kigali e in quattro depositi regionali in tutto il paese; le sue 58 strutture attrezzate per gestire le trasfusioni di sangue, principalmente ospedali, tengono un piccolo inventario dei gruppi sanguigni comuni e devono continuamente rifornirsi dai depositi o dal centro nazionale. A volte le scorte disponibili sono sufficienti per trasfusioni di emergenza. Spesso non lo è, soprattutto se il paziente ha un gruppo sanguigno meno comune. In questi casi, la struttura deve indirizzare il paziente o prelevare il sangue in auto, moto o camion.

Tra le persone più vulnerabili ai ritardi nella consegna del sangue ci sono le donne in gravidanza. Sebbene il tasso di mortalità materna in Ruanda sia diminuito di oltre due terzi dal 2000, un miglioramento legato all'aumento dell'uso di contraccettivi e all'abbandono del parto in casa, le complicazioni del parto rimangono una delle principali cause di morte. L'Organizzazione Mondiale della Sanità stime che il Ruanda ha una morte materna ogni 344 nati vivi, 20 volte il tasso negli Stati Uniti e 97 volte il tasso nei paesi con i migliori risultati in Europa. Più della metà delle morti materne si verifica dopo il parto e il 26% è il risultato di un'emorragia. Un accesso più rapido e affidabile al sangue potrebbe aiutare a ridurre questo numero, insieme alla perdita di vite umane a causa di incidenti e anemia indotta dalla malaria, che è comune nei bambini piccoli.

Kabgayi, uno dei più grandi ospedali distrettuali del Ruanda, deve far fronte a una richiesta di sangue maggiore rispetto alla maggior parte degli altri. Secondo Kajibwami, l'ex direttore medico, la struttura dell'era coloniale, diversi vecchi edifici in mattoni sul sito di un'ex missione cattolica, utilizza fino a 100 unità al mese. Circa la metà di questa domanda proviene dal reparto maternità, che ha registrato oltre 4.600 nascite nel 2016. L'alto volume di pazienti dell'ospedale è stato evidente in una mattina di febbraio dalla folla seduta su panche di legno nella sua area di accoglienza all'aperto: donne in abiti colorati a fantasia, uomini con giacche sfilacciate, scolari in uniforme e persino un piccolo gruppo di prigionieri vestiti con grembiuli rosa e arancioni.

Sebbene molti pazienti di Kabgayi provengano da villaggi circostanti difficili da raggiungere, l'ospedale stesso, che si trova appena fuori una strada asfaltata ben tenuta per Kigali, non è di difficile accesso. La struttura è anche troppo vicina al centro di distribuzione di Zipline per le consegne di droni per avere molto senso, in assenza di piani per estendersi ad altri ospedali: se i suoi droni non funzionassero correttamente, l'azienda ha calcolato quando ha selezionato Kabgayi come sito inaugurale, potrebbe comunque fornire sangue velocemente in camion. Tuttavia, la maggior parte delle strutture che Zipline prevede di servire sono notevolmente più remote. Il personale del Muhororo District Hospital, la seconda struttura pilota di Zipline, che ha ricevuto la sua prima consegna di droni alla fine di febbraio, potrebbe trascorrere un'intera giornata combattendo su strade sterrate dissestate e occasionali frane, per fare una raccolta di sangue a Kigali.

'La precisione è estremamente importante.'

L'impatto di Zipline è difficile da quantificare. La difficoltà di accesso al sangue non è l'unico fattore che inibisce un'assistenza efficace: i medici e altro personale qualificato scarseggiano e molti pazienti hanno difficoltà a raggiungere le strutture mediche. La maggior parte delle donne in gravidanza prevede di partorire in strutture sanitarie meno attrezzate e più remote che in genere mancano di medici o capacità di trasfusione di sangue. Le nascite complicate, quindi, vengono solitamente inviate agli ospedali, un processo che può causare ritardi critici nel trattamento per i quali i droni non hanno risposta.

Pochi in Ruanda, uno stato fortemente autoritario , osa criticare apertamente il governo oi suoi programmi. Tuttavia, molti di coloro che hanno sentito parlare del progetto sono scettici in privato e si chiedono perché le autorità stiano investendo in aggeggi high-tech non provati quando la domanda di elementi fondamentali come ambulanze e operatori sanitari supera ancora l'offerta. Per alcuni critici, il vantaggio più importante del progetto potrebbe essere il buon PR che genera, che distrae dal governo ruandese record discutibile dei diritti umani e il livelli acuti di povertà in gran parte del paese. Il Ruanda, che dipende fortemente dagli aiuti esteri, si è da tempo commercializzato come un centro regionale di tecnologia e innovazione, un'idea che rimane più un'aspirazione e una strategia per generare interesse esterno, che un riflesso della realtà attuale.

Non aiuta che i costi del progetto non siano divulgati. Il governo del Ruanda paga a Zipline un prezzo fisso per consegna, con una garanzia di volume minimo, ma nessuno dei due divulgherà i termini. Hetzler ammette che le consegne di routine dei droni per il rifornimento sono, per ora, più costose dei viaggi standard su strada, ma afferma che i suoi droni hanno ridotto i costi in caso di emergenza. Inoltre, sostiene, i costi di routine saranno compensati se Zipline renderà possibile una catena di approvvigionamento molto più agile - per il sangue e prodotti più durevoli come i medicinali - in cui un minor numero di articoli deve essere conservato nelle strutture dell'ultimo miglio, riducendo al minimo gli sprechi e altro prevenire efficacemente l'esaurimento delle scorte. E come regola generale, i costi per consegna dovrebbero diminuire all'aumentare del volume dei voli. Bruce Y. Lee, professore alla Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health che l'anno scorso ha guidato un gruppo di ricerca che ha simulato una catena di fornitura di vaccini basata su droni in Mozambico, afferma che i droni hanno certamente il potenziale sia per ridurre i costi che per aumentare la soddisfazione della domanda, a seconda della frequenza dei voli, delle distanze percorse e della velocità dei viaggi su strade locali.

Nel caso di Zipline, una migliore logistica significa anche che le strutture possono accedere a prodotti con una durata di conservazione più breve o requisiti di stoccaggio unici. Oltre alle unità di sangue di tutti i tipi, il servizio esistente di Zipline offre piastrine, plasma fresco congelato e crioprecipitato, che promuovono tutti la coagulazione del sangue e in precedenza erano sottoutilizzati perché troppo difficili da conservare nelle strutture sanitarie.

Un quadro più completo dell'impatto di Zipline sul Ruanda probabilmente non prenderà forma per qualche tempo. Dopo aver iniziato le operazioni a Muhororo e in altri cinque siti, l'azienda sta lavorando per iniziare le consegne nelle altre 14 strutture previste entro la fine di quest'anno. Oltre all'introduzione di nuovi prodotti, Zipline prevede di costruire un secondo centro di distribuzione nell'est del paese. Questo, insieme ai droni di futura generazione che dovrebbero avere gittate più lunghe, consentirebbe di coprire tutto il Ruanda ad eccezione di Kigali, dove i prodotti sono già stoccati in quantità sufficienti.

La sala d'attesa all'aperto di Kabgayi, uno dei più grandi ospedali distrettuali del Ruanda.

I ragazzi giocano a calcio su un campo in collina. Kigali è sullo sfondo.

Altri paesi sono anche in cantiere. Secondo Hetzler, una lunga lista di governi ha espresso interesse per la tecnologia di Zipline e la società ha già stipulato accordi con il Ministero della Difesa e l'Autorità per l'aviazione civile della Tanzania che le consentirebbero il prossimo lancio lì. Per finanziare la sua espansione, Zipline ha raccolto 25 milioni di dollari la scorsa estate, portando il suo capitale totale raccolto a 43 milioni di dollari. Tuttavia, sta scegliendo con attenzione le sue prossime località, con una priorità data ai paesi che offrono una possibilità di impatto sociale e sono disposti ad apportare le modifiche normative necessarie e un fermo impegno finanziario. Alla fine, Zipline mira anche ad operare nei paesi più ricchi, inclusi gli Stati Uniti, dove le normative attualmente limitano il volo dei droni all'interno della linea visiva di un operatore in assenza di una revisione speciale.

Al Kabgayi Hospital, gli operatori sanitari affermano che il servizio ha già aiutato. All'interno del moderno edificio del laboratorio, dove il sangue viene refrigerato in una piccola stanza con piastrelle di ceramica, Prosper Uzabakiriho, un tecnico di laboratorio in camice bianco, afferma che la riduzione dei lunghi viaggi su strada a Kigali ha consentito a molti pazienti di essere curati più prontamente e liberati tempo per il personale per svolgere i propri compiti. Al momento della mia visita a metà febbraio, la struttura aveva ricevuto una media di 11 consegne a settimana dall'inizio dell'anno e dipendeva interamente da Zipline per gli emoderivati ​​durante il normale orario lavorativo. Entro la fine di maggio erano saliti a 20 a settimana, comprese le consegne nel fine settimana. L'autorità dell'aviazione civile del Ruanda non ha ancora dato il via libera per operare di notte, quindi Kabgayi continuerà a fare affidamento sul suo ex fornitore di sangue a Kigali per le emergenze fuori orario. (Secondo il Ministero della Salute, i cinque depositi di sangue esistenti nel paese, che fungono anche da centri per la donazione del sangue, rimarranno operativi anche con l'aumento di Zipline.)

Il chirurgo Kajibwami attribuisce al servizio il merito di averlo aiutato a rispondere a un caso particolarmente urgente: una donna che ha iniziato a emorragia dopo un intervento chirurgico per rimuovere una gravidanza extrauterina. L'operazione successiva, che ha comportato un'isterectomia parziale, ha richiesto sei unità di sangue, più di quelle che Kabgayi aveva in magazzino, e quindi è stata fatta una chiamata urgente a Zipline. Il medico non può dire se il paziente sarebbe morto in altre circostanze. Tuttavia, è grato per la consegna tempestiva. Era molto brutto, dice delle sue condizioni. Sarebbe stato molto difficile gestirlo.

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