Die ehrgeizige medizinische Drohnenlieferung von Zipline in Afrika

Sie können die Drohne hören, bevor sie sichtbar ist, die wie eine Mücke über dem Hügelgelände des Kabgayi District Hospital in Ruanda wimmert. Das kleine Flugzeug taucht durch einen Nebelfleck in etwa 100 Fuß Höhe auf, verschwindet schnell wieder und kreist in einem länglichen Muster, während es auf eine Höhe absinkt, die niedrig genug ist, um abzustürzen. Nach einer Weile der Stille ist es plötzlich zurück und stürzt über das Dach von Kabgayis Unfallstation, um seine Nutzlast mit einem dumpfen Schlag auf die Einfahrt fallen zu lassen. Auf dem Boden liegt ein roter Pappbehälter, ungefähr so ​​groß wie ein Schuhkarton, der an einem Fallschirm aus Wachspapier und biologisch abbaubarem Klebeband befestigt ist. Die Vorrichtung mag einem Kunstprojekt für Kinder ähneln, aber ihr Inhalt ist lebensrettend. Darin dicht gepackt befinden sich zwei Einheiten menschlichen Bluts, die vermutlich bald für Transfusionen bei Operationen oder komplizierten Geburten oder zur Behandlung junger Malaria-Opfer verwendet werden.

Die Plastikbeutel mit Blut gehören zu den ersten kommerziellen Produkten, die jemals per Drohne geliefert wurden, Teil einer Partnerschaft zwischen der ruandischen Regierung und dem Robotikunternehmen Zipline aus dem Silicon Valley, das Ende 2016 mit der Einführung der Bluttropfen in Kabgayi begann derzeit sieben von 21 geplanten Einrichtungen beliefert, steckt noch in den Kinderschuhen. Doch es hat bereits Wirkung gezeigt. Früher fuhren Krankenhausmitarbeiter dreimal pro Woche zur Beschaffung von Blutprodukten in die 60 Kilometer entfernte Hauptstadt Kigali, eine drei- bis vierstündige Hin- und Rückfahrt. Notfälle bedeuteten zusätzliche Fahrten – manchmal mit lebensbedrohlichen Verzögerungen. Jetzt tippt ein Kabgayi-Labortechniker einfach eine Bestellung auf einem Smartphone ein, und das Verteilungszentrum von Zipline, das fünf Kilometer vom Krankenhaus entfernt liegt, wird innerhalb von 15 Minuten eine Drohne dort haben. Früher war es ein ernstes Problem, Blut zu haben, wenn wir es brauchten, sagt Espoir Kajibwami, ein Chirurg, der bis Februar als medizinischer Direktor von Kabgayi fungierte. In Notfällen, sagt er, würde das Krankenhaus den Patienten oft in das nationale Überweisungskrankenhaus in Kigali schicken, anstatt auf das Eintreffen des Blutes zu warten.

Diese Geschichte war Teil unserer Juli-Ausgabe 2017

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Die Blutlieferungen von Zipline erfolgen zu einer Zeit großer Aktivitäten in der Welt des drohnengestützten Handels. Im vergangenen Dezember, drei Jahre nach der Ankündigung seines vielbeachteten Prime Air-Dienstes, führte Amazon seine erste kommerzielle Drohnenlieferung an ein Bauernhaus im ländlichen England durch. Im Monat zuvor hat die Convenience-Store-Kette 7-Eleven 77 On-Demand-Drohnenlieferungen von Pizza, Slurpees und rezeptfreien Medikamenten an Kunden in Reno, Nevada, abgeschlossen. UPS, das den Betrieb von Zipline durch einen Zuschuss in Höhe von 1,1 Millionen US-Dollar von seiner gemeinnützigen Stiftung finanziert hat, lieferte im Februar ein Paket mit einer Drohne, die vom Dach eines seiner charakteristischen braunen Lastwagen gestartet wurde. Flirtey, der Drohnenhersteller hinter dem 7-Eleven-Piloten, hat auch die Lieferung von Medikamenten in unterversorgten Teilen von Appalachia getestet. Eine andere US-Firma, Matternet, hat in Zusammenarbeit mit UNICEF Testflüge durchgeführt, um HIV-Testkits für Kinder in Malawi zu liefern.

Doch Zipline, das Starrflügeldrohnen verwendet, die eine größere Reichweite haben und bei schlechtem Wetter widerstandsfähiger sind als die üblicheren Multicopter-Modelle, ist das erste Unternehmen weltweit, das eine regelmäßige Lieferung von medizinischen Notfallprodukten anbietet.

Das 2011 unter dem Namen Romotive gegründete Unternehmen erlangte zunächst als Hersteller von Romo, einem iPhone-betriebenen Roboterhaustier, Bekanntheit, bevor sich CEO Keller Rinaudo entschied, ein Produkt mit größerer sozialer Wirkung zu suchen. Bald durchkämmten er und die Mitbegründer von Zipline, William Hetzler und Keenan Wyrobek, die Entwicklungsländer, um zu erfahren, wie drohnenbasierte Logistik helfen könnte, Leben zu retten.

Ein Zipline-Techniker verwendet einen Katapultmechanismus, um eine Drohne mit Blutbeuteln in Richtung des Kabgayi-Krankenhauses zu starten. Sobald eine Drohne über dem Krankenhaus ist, fällt ihr Paket per Fallschirm zu Boden.

Auf zwei getrennten Reisen nach Tansania im Jahr 2014 trafen Rinaudo und Hetzler, die zunächst als Harvard-Studenten zusammengearbeitet hatten, um auf dem Campus eine Kletterhalle zu bauen, einen Forscher, der mit einer lokalen NGO zusammenarbeitete, die ein SMS-basiertes erstellt hatte Gesundheitsüberwachungssystem. Über ein Netzwerk von Gemeindegesundheitshelfern verfolgte das Projekt Hunderte von Gesundheitsnotfällen im ganzen Land, darunter Schlangenbisse, mögliche Tollwutfälle und schwere postpartale Blutungen. Häufig war es jedoch unerschwinglich oder logistisch unmöglich, entfernte Patienten rechtzeitig mit einer Behandlung zu erreichen. Sie haben diese Datenbank voller tragischer menschlicher Geschichten, sagt Hetzler, 30. Das offensichtlich fehlende Teil war eine Möglichkeit, sehr schnell auf diese Nachfrage zu reagieren und das Produkt an einen Ort zu bringen, an dem es sonst nicht leicht zugänglich ist. Das Paar kam von ihren Besuchen mit dem Gefühl, dass sie das aufbauen könnten.

Unter der technischen Leitung von Wyrobek machten sich die Ingenieure von Zipline am Hauptsitz des Unternehmens in Half Moon Bay, Kalifornien, an die Arbeit und entwickelten ein Fahrzeug mit zwei Elektromotoren, das eine Nutzlast von 1,5 Kilogramm tragen und bei fast jedem Wetter eingesetzt werden konnte. Mit fortschreitender Technologie entwickelte sich Ruanda zu einem idealen Ort, um die Zipline-Vision zu testen. Ähnlich wie Tansania, sein Nachbar im Osten, ist das kleine ostafrikanische Land die Heimat einer überwiegend ländlichen Bevölkerung, die mit Transportproblemen geplagt ist. Ein Großteil der 478 Gesundheitszentren Ruandas und viele der 35 Distriktkrankenhäuser sind nur über schlecht gepflegte, unbefestigte Straßen zu erreichen, die sich oft in die berühmten tausend Hügel winden und mit dem Fahrzeug schwer zu durchqueren sind, insbesondere während der zweimal jährlich stattfindenden Regenzeit . Im Gegensatz zu Tansania ist Ruanda jedoch kompakt: Mit 12 Millionen Einwohnern auf einer Fläche von der Größe Marylands ist es das am dichtesten besiedelte Land auf dem afrikanischen Festland. Damit könnten die Drohnen von Zipline, die eine Flugreichweite von 150 Kilometern haben, von einem einzigen Startplatz aus fast das halbe Land bedienen.

Die Idee von Zipline fand Anklang bei den ruandischen Behörden, einschließlich der Zivilluftfahrtbehörde des Landes, die die Vorschriften änderte, um den Betrieb ihrer Drohnen zu ermöglichen. Mitte 2016 unterzeichnete Zipline einen Vertrag mit der ruandischen Regierung über den Bau eines Vertriebszentrums in der Nähe der Stadt Muhanga.

Der Labortechniker Prosper Uzabakiriho holt ein Paket für das Kabgayi-Krankenhaus ab, das Blut enthält, das mit einem Papierfallschirm von der Zipline-Drohne getropft wurde.

Dieses auf einem ehemaligen Maisfeld errichtete Gelände auf einem Hügel ist heute als Nest bekannt: ein eingezäuntes Grundstück, das aus einem weißen Zelt im Zirkusstil besteht, in dem sich ein Blutlager, 13 Drohnen (mit dem Spitznamen Zips) und ein kleiner Stab junger Menschen befinden Amerikaner und Ruander. Auf einer Seite des Zeltes setzen zwei Edelstahlwerfer, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen, um wechselnden Winden Rechnung zu tragen, ein System von Bungee-Flaschenzügen ein, um die 12 Kilogramm schweren Drohnen mit 84 Stundenkilometern in die Luft zu katapultieren. Auf der anderen Seite dämpfen zwei braune aufblasbare Matten die Landung der Reißverschlüsse bei der Rückkehr. Sobald die Drohnen in der Luft sind und über eine hügelige Landschaft mit Bananenstauden, Maniokfeldern und Häusern mit Blechdächern fliegen, überwacht ein Bediener ihren Weg auf einem iPad und bleibt in ständigem Kontakt mit der Flugsicherung in Kigali. Alle Routen, die unter Verwendung einer 3-D-Satellitenkarte, gefolgt von detaillierten manuellen Bodenvermessungen, entwickelt wurden, sind mit kinematischer Echtzeit-Satellitennavigation vorprogrammiert, die es – zusammen mit einem Trägheitsnavigationssystem – ermöglicht, die Nutzlast innerhalb eines Zielbereichs von fünf Metern abzusetzen im Durchmesser. Die Genauigkeit sei extrem wichtig, sagt Hetzler und fügt hinzu, dass Pakete auf Dächern, in Bäumen oder an anderen unzugänglichen Stellen landen könnten, wenn die Tropfen weniger präzise wären, was den Betrieb zerstören könnte. Er sagt, dass das Unternehmen eine Technologie entwickelt, die den Bodenvermessungsprozess automatisieren wird.

Die Pläne von Zipline für Ruanda umfassen die Skalierung auf eine breite Palette medizinischer Produkte, einschließlich Notfall-Tollwutimpfstoffe; Medikamente zur Behandlung von HIV, Tuberkulose und Malaria; Kontrazeptiva; und diagnostische Testkits.

Blut war jedoch ein natürlicher Ausgangspunkt. Schließlich ist es nur 42 Tage haltbar, muss gekühlt gelagert werden und wird häufig dringend benötigt.

Heute lagert das ruandische Gesundheitsministerium Blut in einem nationalen Zentrum in Kigali und vier regionalen Depots im ganzen Land; Seine 58 Einrichtungen, die für die Abwicklung von Bluttransfusionen ausgestattet sind, hauptsächlich Krankenhäuser, führen einen kleinen Bestand gängiger Blutgruppen und müssen ständig von den Depots oder nationalen Zentren nachgefüllt werden. Manchmal reicht der Vorrat für Nottransfusionen aus. Oft ist dies nicht der Fall, insbesondere wenn der Patient eine seltenere Blutgruppe hat. In diesen Fällen muss die Einrichtung den Patienten überweisen oder das Blut mit dem Auto, Motorrad oder LKW abholen.

Zu den Personen, die am anfälligsten für Verzögerungen bei der Blutabgabe sind, gehören schwangere Frauen. Obwohl die Müttersterblichkeitsrate in Ruanda seit dem Jahr 2000 um mehr als zwei Drittel zurückgegangen ist, eine Verbesserung, die mit der Zunahme des Gebrauchs von Verhütungsmitteln und der Abkehr von Hausgeburten zusammenhängt, bleiben Geburtskomplikationen eine der Haupttodesursachen. Die Weltgesundheitsorganisation Schätzungen dass in Ruanda auf 344 Lebendgeburten ein Müttersterblichkeit kommt, 20-mal so häufig wie in den Vereinigten Staaten und 97-mal so häufig wie in den leistungsstärksten Ländern Europas. Mehr als die Hälfte der Todesfälle bei Müttern treten nach der Geburt auf, und 26 Prozent sind das Ergebnis von Blutungen. Ein schnellerer und zuverlässigerer Zugang zu Blut könnte dazu beitragen, diese Zahl zu reduzieren, zusammen mit Todesopfern durch Unfälle und durch Malaria verursachte Anämie, die bei kleinen Kindern häufig vorkommt.

Kabgayi, eines der größten Bezirkskrankenhäuser Ruandas, sieht sich mit einem höheren Blutbedarf konfrontiert als die meisten anderen. Die Einrichtung aus der Kolonialzeit, mehrere alternde Backsteingebäude auf dem Gelände einer ehemaligen katholischen Mission, verbraucht laut Kajibwami, dem ehemaligen medizinischen Direktor, bis zu 100 Einheiten pro Monat. Etwa die Hälfte dieser Nachfrage kommt von der Entbindungsstation, die 2016 mehr als 4.600 Geburten verzeichnete. Das hohe Patientenaufkommen des Krankenhauses war an einem Februarmorgen an der Menge zu erkennen, die auf Holzbänken im Empfangsbereich unter freiem Himmel saß: Frauen drin bunt gemusterte Kleider, Männer in ausgefransten Jacken, uniformierte Schulkinder und sogar eine kleine Gruppe von Gefangenen in rosa und orangefarbenen Kitteln.

Obwohl viele Kabgayi-Patienten aus schwer erreichbaren umliegenden Dörfern stammen, ist das Krankenhaus selbst, das direkt an einer gut ausgebauten asphaltierten Straße nach Kigali liegt, nicht schwer zu erreichen. Die Einrichtung ist auch zu nahe am Distributionszentrum von Zipline für Drohnenlieferungen, um ohne Pläne zur Skalierung auf andere Krankenhäuser sinnvoll zu sein: Wenn die Drohnen nicht richtig funktionieren, rechnete das Unternehmen bei der Auswahl von Kabgayi als Eröffnungsstandort damit, dass es immer noch Blut liefern könnte schnell per LKW. Die meisten Einrichtungen, die Zipline warten will, sind jedoch wesentlich abgelegener. Das Personal des Muhororo District Hospital – der zweiten Piloteinrichtung von Zipline, die Ende Februar ihre erste Drohnenlieferung erhielt – konnte einen ganzen Tag damit verbringen, auf zerfurchten unbefestigten Straßen und gelegentlichen Erdrutschen zu kämpfen, um in Kigali eine Blutentnahme durchzuführen.

'Genauigkeit ist extrem wichtig.'

Die Auswirkungen von Zipline sind schwer zu quantifizieren. Der schwierige Zugang zu Blut ist nicht der einzige Faktor, der eine wirksame Versorgung behindert: Ärzte und anderes qualifiziertes Personal sind knapp, und viele Patienten haben Schwierigkeiten, medizinische Einrichtungen zu erreichen. Eine Mehrheit der schwangeren Frauen plant, in weniger ausgestatteten, abgelegeneren Gesundheitseinrichtungen zu entbinden, in denen es normalerweise an Ärzten oder Bluttransfusionsmöglichkeiten mangelt. Komplizierte Geburten werden daher in der Regel in Krankenhäuser überwiesen – ein Prozess, der zu kritischen Behandlungsverzögerungen führen kann, auf die Drohnen keine Antwort haben.

Nur wenige in Ruanda, ein stark autoritärer Staat , wagen es, die Regierung oder ihre Programme offen zu kritisieren. Doch viele, die von dem Projekt gehört haben, sind privat skeptisch und fragen sich, warum Behörden in unerprobte Hightech-Gizmos investieren, wenn die Nachfrage nach grundlegenden Dingen wie Krankenwagen und Gesundheitspersonal immer noch das Angebot übersteigt. Für einige Kritiker könnte der wichtigste Vorteil des Projekts die gute PR sein, die es generiert, die von der ruandischen Regierung ablenkt fleckige Menschenrechtsbilanz und das akute Armut in weiten Teilen des Landes. Ruanda, das stark von ausländischer Hilfe abhängig ist, hat sich lange Zeit als regionales Zentrum für Technologie und Innovation vermarktet – eine Idee, die eher ein Streben und eine Strategie ist, um externes Interesse zu wecken, als eine Widerspiegelung der aktuellen Realität.

Es hilft nicht, dass die Kosten des Projekts nicht offengelegt werden. Ruandas Regierung zahlt Zipline einen Festpreis pro Lieferung mit einer Mindestmengengarantie, aber keiner von beiden wird die Bedingungen preisgeben. Hetzler räumt ein, dass routinemäßige Drohnenlieferungen zum Auffüllen derzeit teurer sind als normale Fahrten auf der Straße, aber er sagt, dass seine Drohnen die Kosten in Notfällen gesenkt haben. Darüber hinaus, argumentiert er, werden Routinekosten ausgeglichen, wenn Zipline eine weitaus agilere Lieferkette ermöglicht – sowohl für Blut als auch für langlebigere Produkte wie Medikamente – in der weniger Artikel in Einrichtungen der letzten Meile aufbewahrt werden müssen, wodurch Abfall minimiert wird und mehr Fehlbeständen wirksam vorzubeugen. Und in der Regel sollten die Kosten pro Lieferung sinken, wenn das Flugvolumen zunimmt. Bruce Y. Lee, Professor an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, der letztes Jahr ein Forschungsteam leitete, das eine Drohnen-basierte Impfstoff-Lieferkette in Mosambik simulierte, sagt, dass Drohnen sicherlich das Potenzial haben, sowohl die Kosten zu senken als auch die Bedarfsdeckung zu erhöhen. abhängig von der Häufigkeit der Flüge, den zurückgelegten Entfernungen und der Geschwindigkeit der Fahrten auf lokalen Straßen.

Im Fall von Zipline bedeutet eine bessere Logistik auch, dass Einrichtungen auf Produkte mit kürzerer Haltbarkeit oder besonderen Lageranforderungen zugreifen können. Zusätzlich zu Blutkonserven aller Art bietet der bestehende Service von Zipline Blutplättchen, gefrorenes Frischplasma und Kryopräzipitat, die alle die Blutgerinnung fördern und bisher zu wenig genutzt wurden, weil sie in Gesundheitseinrichtungen zu schwierig zu lagern waren.

Ein vollständigeres Bild der Auswirkungen von Zipline auf Ruanda wird sich wahrscheinlich erst für einige Zeit herausbilden. Nach der Aufnahme des Betriebs in Muhororo und fünf weiteren Standorten arbeitet das Unternehmen daran, bis Ende dieses Jahres mit den Lieferungen an den 14 anderen geplanten Standorten zu beginnen. Neben der Einführung neuer Produkte plant Zipline den Bau eines zweiten Distributionszentrums im Osten des Landes. Zusammen mit Drohnen der zukünftigen Generation, von denen eine größere Reichweite erwartet wird, würde dies es ermöglichen, ganz Ruanda mit Ausnahme von Kigali abzudecken, wo Produkte bereits in ausreichenden Mengen gelagert werden.

Das Open-Air-Wartezimmer in Kabgayi, einem der größten Distriktkrankenhäuser Ruandas.

Jungen spielen Fußball auf einem Spielfeld auf einem Hügel. Kigali ist im Hintergrund.

Weitere Länder sind ebenfalls in der Pipeline. Laut Hetzler hat eine lange Liste von Regierungen Interesse an der Technologie von Zipline bekundet, und das Unternehmen hat bereits Vereinbarungen mit dem tansanischen Verteidigungsministerium und der Zivilluftfahrtbehörde getroffen, die es ihm ermöglichen würden, dort als nächstes zu starten. Um seine Expansion zu finanzieren, sammelte Zipline im vergangenen Sommer 25 Millionen US-Dollar, wodurch sich das Gesamtkapital auf 43 Millionen US-Dollar erhöhte. Dennoch wählt es seine nächsten Standorte sorgfältig aus, wobei Ländern Vorrang eingeräumt wird, die eine Chance auf soziale Wirkung bieten und bereit sind, notwendige regulatorische Änderungen vorzunehmen und eine feste finanzielle Verpflichtung einzugehen. Schließlich zielt Zipline auch darauf ab, in wohlhabenderen Ländern, einschließlich der Vereinigten Staaten, zu operieren, wo die Vorschriften derzeit den Drohnenflug ohne besondere Überprüfung auf die Sichtlinie eines Bedieners beschränken.

Zurück im Kabgayi-Krankenhaus sagen Gesundheitspersonal, dass der Dienst bereits geholfen hat. In dem modernen Laborgebäude, in dem Blut in einem kleinen, mit Keramikfliesen gefliesten Raum gekühlt wird, sagt Prosper Uzabakiriho, ein Labortechniker in weißen Kitteln, dass viele Patienten durch die Reduzierung langer Autofahrten nach Kigali schneller und befreiter behandelt werden konnten Zeit für die Mitarbeiter, um ihre Aufgaben zu erfüllen. Zum Zeitpunkt meines Besuchs Mitte Februar hatte die Einrichtung seit Anfang des Jahres durchschnittlich 11 Lieferungen pro Woche erhalten und war während der normalen Geschäftszeiten für Blutprodukte vollständig auf Zipline angewiesen. Bis Ende Mai waren es 20 pro Woche, einschließlich Wochenendzustellungen. Ruandas Zivilluftfahrtbehörde hat noch keine Genehmigung für einen Nachtbetrieb erteilt, sodass sich Kabgayi für Notfälle außerhalb der Geschäftszeiten weiterhin auf seinen ehemaligen Blutlieferanten in Kigali verlassen wird. (Nach Angaben des Gesundheitsministeriums bleiben die fünf bestehenden Blutdepots des Landes, die auch als Zentren für Blutspenden dienen, auch während der Vergrößerung von Zipline in Betrieb.)

Der Chirurg Kajibwami schreibt dem Dienst zu, ihm geholfen zu haben, auf einen besonders dringenden Fall zu reagieren: eine Frau, die nach einer Operation zur Entfernung einer Eileiterschwangerschaft zu bluten begann. Die anschließende Operation, die eine partielle Hysterektomie zur Folge hatte, erforderte sechs Einheiten Blut, mehr als Kabgayi auf Lager hatte, und daher wurde Zipline dringend angerufen. Ob der Patient unter anderen Umständen gestorben wäre, kann der Arzt nicht sagen. Trotzdem ist er dankbar für die pünktliche Lieferung. Es sei sehr schlimm gewesen, sagt er über ihren Zustand. Es wäre sehr schwierig gewesen, damit umzugehen.

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