一台名為“MIRA”的外科手術機器人將於2024年登上國際空間站（ISS），並在微重力環境下展開手術模擬測試。或許在不遠的將來，類似的機器人就可以在深太空進行遠程自主手術了。MIRA的全稱是“Miniaturized in vivo Robotic Assistant”，即“小型活體機器人助手”。

此前，內布拉斯加大學林肯分校的研究人員獲得了美國能源部“既定的促進競爭研究計劃”（Established Program to Stimulate Competitive Research，EPSCoR）所提供的10萬美元獎金，用於開發這款手術機器人。在未來，這項技術可以為宇航員在遠離地球（比如執行飛往火星的任務時）的情況下提供外科手術解決方案，以應對緊急的醫療事件。

不過，在2024年登上國際空間站之後，MIRA首先要接受相關的測試，這些測試將在一個微波爐大小的實驗箱內進行。研究人員希望通過一系列無需醫生或宇航員指導的自主測試，來微調該機器人在微重力環境下的手術操作，這些自主測試包括切斷繃緊的橡皮筋，以及模擬手術動作推動串在電線上的金屬環等。

內布拉斯加大學林肯分校的工程學教授謝恩·法利特（Shane Farritor）在一份聲明中說：“美國國家航空航天局是這項研究的長期支持者，作為這項努力的成果，我們的機器人將有機會登上國際空間站。”據法利特估計，MIRA可能還要50至100年才能獨立開展手術。就2024年的測試而言，其目標並不是該機器人的自動化水平，而是在微重力條件下對其操作能力進行微調。

MIRA機器人重量約為0.9千克，呈纖長的圓柱形，底部具有兩根可移動的操作臂，末端配有抓取和切割的工具。在進行真正的手術操作之前，研究人員還需要進行大量的測試和微調工作。接下來的一年裡，法利特和他的團隊將為MIRA編寫定製程序，配置各項參數，使其能夠在標準化的空間站實驗箱內進行測試。他們還需要進行大量的極端條件測試，以確保MIRA在太空中能按預期運行，並且在發射過程中安然無恙。

在之前的測試中，外科醫生已經成功使用MIRA進行了結腸切除手術。在另一項測試中，一名前美國國家航空航天局宇航員成功對MIRA進行了遠程操控，在距離手術室1448公里的地方完成了模擬手術任務。

MIRA是由法利特參與創立的初創公司Virtual Incision開發的，自2006年成立以來，該公司已經吸引了超過1億美元的風險投資。

太空手術會面臨哪些問題？

在2018年6月19日發表於《英國外科雜誌》（British Journal of Surgery）的一篇文章中，研究者提出了一個棘手的問題：如何應對太空外科手術中漂浮的傳染性體液？根據這篇名為《太空中的外科手術》（Surgery in space）的綜述論文，逃逸的血液、尿液和糞便僅僅是宇航員在太空外科手術過程中面臨的眾多複雜問題的一小部分。

來自美國匹茲堡大學和英國倫敦國王學院醫院的研究人員梳理了60年來的學術文獻，對太空手術可能帶來的並發症進行了最全面的匯總。“在漫長的太空旅行中，未來的宇航員或殖民者將不可避免地遇到一系列常見病症，”研究人員在論文中寫道，“新的病症可能會由長期失重、宇宙輻射暴露和創傷等引起。”至少就目前而言，人類對於處理這些問題還毫無準備。

太空中有很多東西可以傷害到宇航員，但目前並沒有多少處理這些危險的方法。研究人員在綜述中寫道，目前國際空間站上處理突發醫療事件的方法包括盡快將宇航員送回地球。如果是在火星上，返回地球進行治療顯然並不現實。根據計算，即使在最佳條件下，前往火星的旅程也需要大約9個月時間。讓地球上的醫生通過醫療機器人實施遠程手術同樣不是個好主意。“地球和火星之間的距離是7820萬公里，意味著任何地方的無線電信號通訊延遲都在4到22分鐘之間，”研究人員寫道。

如果在太空中有進行手術的必要，就必須由訓練有素的人來親手完成。這本身也會帶來問題。現有航天器的存儲空間過於狹小，無法容納一家小型醫院所擁有的一切。“攜帶處理每一種太空病症所需的設備將是不可能的，”研究人員寫道。以往的研究提出，解決這一問題的方法之一是3D打印。與其發射攜帶所有已知醫療工具的飛船，不如建立一個數據庫，將所有醫療工具的3D打印模板囊括進去。通過這一方法，宇航員醫生就可以在需要的時候打印出所需的工具。

外科手術本身就是一個挑戰。為了對抗飛船上的微重力環境，患者必須忍受身體被限制住。在患者被固定住之後，從開放傷口裡滲出的體液將是另一個更加棘手的挑戰。“由於表面張力的存在，血液往往會聚集起來，並且在器械的破壞下形成圓珠狀的液滴，”研究人員寫道，“這些液滴會從身體表面漂浮起來，並散佈在整個艙內，帶來的潛在的生物危害。”

更糟糕的是，在病人被固定住時，由於沒有重力的作用，病人的腸道無法固定就位，可能會漂浮起來並靠在腹壁上。這會增加病人腸道在手術過程中被意外切除的風險，腸胃細菌也可能逃逸到病人體內和飛船環境中。避免血液和其他體液污染的一個方法是，將病人置於一個與飛船其他部分隔離的“密封艙室”內。研究人員稱，這種艙室或許可以做成特製的“創傷救治艙”（traumapod）形式，這是一個密封的醫療艙，設置在未來飛船的內部。