Erster Drohnentransport von Forschungsblut in Okinawa!

Wenn das Blutzentrum des japanischen Roten Kreuzes in Okinawa eine Bestellung für Blutprodukte erhält, transportieren sie diese mit dem Auto zu Krankenhäusern im nördlichen Teil der Präfektur. Aufgrund der geografischen Besonderheiten Okinawas, wie der begrenzten Anzahl an Autobahnen und der Verkehrsstaus, die dadurch entstehen, dass die Einwohnenden ausschließlich mit dem Auto unterwegs sind, dauert der Transport von Blutprodukten etwa eine Stunde pro Fahrt. Darüber hinaus trägt das Blutzentrum eine gesellschaftliche Verantwortung für die schnelle Lieferung von Blutprodukten, um den Bedarf in der Krankenhausversorgung zu decken. Dafür ist unter diesen Verkehrsbedingungen ein Notfalltransport nötig. Außerdem ist die Temperaturregulierung während des Transports von Blutprodukten von entscheidender Bedeutung und das Blut muss innerhalb eines streng festgelegten Temperaturbereichs kühl gehalten werden. Aus diesem Grund ist es wichtig, während des Transports spezielle Kühlmittel zu verwenden.

Das ANA Drone Business Team hat die Verwendung von Drohnen für den Transport von medizinischem Zubehör in Gebieten untersucht, in denen logistische Herausforderungen vorliegen, wie abgelegene, bewohnte Inseln und dünn besiedelte Bergregionen, und verfügt über Expertise in diesem Bereich. Die Idee, Drohnen einzusetzen, um die wichtige Aufgabe des Transports von Blutprodukten zu erfüllen, führte zu dieser Initiative.

Der größte Vorteil des Einsatzes von Drohnen ist die Verkürzung der Transportzeit und die künftige Einsparung von Arbeitskräften. Sobald sich die Leistung der Drohnen verbessert, können diese direkt von Blutzentren zu Krankenhäusern fliegen, wodurch die Zeit, die für den Transport von Blutprodukten benötigt wird, von etwa einer Stunde mit dem Auto auf nur 35 Minuten per Drohne reduziert wird. Dies wird eine schnellere Lieferung auch in Notfällen ermöglichen und die Chance, schnell auf medizinische Krisen zu reagieren, erheblich verbessern. Darüber hinaus ist es mit der Drohnenfernsteuerung möglich, den Bedarf an Personal für den Transport zu reduzieren. Da Drohnen über Kommunikation betrieben werden können, wird davon ausgegangen, dass eine Person mehrere Drohnen gleichzeitig steuern kann, wenn die Technologie weiter voranschreitet. Damit könnte die logistische Herausforderung des Arbeitskräftemangels bei Lieferdiensten angegangen werden, der bereits gegenwärtig ein gesellschaftliches Problem darstellt.

Es lagen auch Herausforderungen bei der Temperaturregulierung der Blutprodukte während des Drohnentransports vor. In Zusammenarbeit mit der Firma SUGIYAMA-GEN CO., LTD., die Kühlmittel für den Transport von Blutprodukten herstellt, wurde eine neue isolierte Box speziell für den Transport per Drohne entwickelt. Durch die Verwendung von Kühlmitteln und der isolierten Box konnten die Blutprodukte auch während des Drohnentransports für einen bestimmten Zeitraum auf einer konstanten Temperatur gehalten werden.

Bei der in diesem Projekt verwendeten Drohne handelt es sich um die Wingcopter 198, eine VTOL-Festflügler-Drohne, die von der Wingcopter GmbH in Deutschland hergestellt wird. Mit einer Breite von 198 cm und einer Länge von 167 cm verfügt diese Drohne über eine Lieferbox, die sich unten mittig am Rumpf befindet. Für dieses Experiment wurde eine Kühlbox mit konstanter Temperatur im Inneren gelagert, um das Forschungsblut zu transportieren. Jede Drohne kann zwei Behälter mit Blutprodukten transportieren.

Diese Drohne kann mit spezieller Software von einem Computer aus ferngesteuert werden. Dies reduziert die Arbeitsbelastung des Steuerers und verbessert die Betriebseffizienz. Außerdem ist für Start und Landung keine lange Landebahn erforderlich. Mit einer effizienten Dienstgeschwindigkeit von 90 km/h kann die Drohne eine schnelle Lieferung von medizinischem Notfallbedarf und die Versorgung in entlegenen Gebieten gewährleisten. Je nach Gewicht der Sendung kann die Drohne nach einer einzigen Aufladung bis zu 100 km zurücklegen, was sie ideal für die Lieferung an schwer erreichbare Orte wie Bergregionen und abgelegene Inseln macht.

Im Gegensatz zu Autos oder Flugzeugen, die während des Transports CO₂ ausstoßen, arbeitet der Wingcopter 198 mit Strom und produziert während des Fluges keine direkten CO₂-Emissionen. Während die Auswirkungen auf die Umwelt insgesamt von der Stromerzeugung abhängen, bietet die Drohne eine nachhaltigere Option für den Transport, da sie die direkten Emissionen und den Kraftstoffverbrauch senkt.

Vom 27. November bis zum 1. Dezember 2024 wurde in Okinawa ein Demonstrationstest durchgeführt, bei dem eine Drohne Forschungsblut von Urasoe nach Nago flog. Während des Transports wurde die Qualität des Forschungsbluts sorgfältig überprüft.

Nach einem Zwischenstopp an einem Fischerhafen in Onna, um die Batterien zu wechseln, legte die Drohne die 53 km lange Strecke von Urasoe bis zum Nago Fishing Port in etwa 50 Minuten zurück. An Tagen mit schwächeren Winden verzichtete die Drohne auf den Zwischenstopp im Dorf Onna und flog direkt zum Nago Fishing Port, wofür sie nur 39 Minuten brauchte. Nach der Ankunft im Nago Fishing Port wurde das Forschungsblut mit dem Auto auf einer 8-minütigen Fahrt zum Okinawa Hokubu Hospital transportiert.

Bei diesem Demonstrationstest wurden mehrere wichtige Aspekte überprüft: die Sicherheit der Flugstrecke, die Durchführbarkeit des Transportvorgangs unter Verwendung praktischer Methoden und Ausrüstungen für den Betrieb vor Ort, die Wirksamkeit der Drohnen bei der Verringerung der Arbeitsbelastung des für den Transport zuständigen Personals sowie die medizinische Bewertung der Qualität des Forschungsbluts.

Im Laufe von fünf Tagen wurden Demonstrationstests in Zusammenarbeit mit Dr. Hiroshi Fujita vom Tokyo Metropolitan Bokutoh Hospital durchgeführt, einem Experten für Transfusionsmedizin. Die medizinische Analyse bestätigte, dass es keinen Unterschied in der Qualität der per Drohnen transportierten Blutprodukte im Vergleich zu den mithilfe von konventionellen Methoden transportierten Blutprodukten gab.

Mit Blick auf die Zukunft plant das Team die Durchführung weiterer Tests in verschiedenen Jahreszeiten, insbesondere bei extrem heißem Wetter, um die Qualität der transportierten Blutprodukte zu bewerten. Darüber hinaus sollen die Drohnenleistungen verbessert werden, um die Reichweite zu steigern, z. B. indem die Toleranz gegenüber der Windgeschwindigkeit erhöht wird und Daten über die Erfolgsraten bei verschiedenen Witterungsbedingungen durch langfristige Demonstrationstests gesammelt werden.

Wir haben Herrn Aoyagi und Herrn Takaoka vom Drone Business Team von ANA Holdings Inc. interviewt.

(Aoyagi) Bei diesem Projekt war es aufgrund der winterlichen Wetterbedingungen in Okinawa mit starken Nordwinden nicht leicht, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Bei einer langen Flugstrecke von 53 km war es entscheidend, das Wetter über uns genau einzuschätzen, da Windrichtung und -geschwindigkeit die verbleibende Batteriekapazität bei jedem Flug erheblich beeinflussen konnten. Darüber hinaus befand sich die Flugstrecke teilweise in dem Luftraum, der von bemannten Flugzeugen genutzt wird, die von der Kadena Air Base aus starten und landen, welche vom US-Militär betrieben wird. Dies erforderte eine sorgfältige Vorabkoordinierung. Ein pünktlicher Flugbetrieb war auch wichtig, um die Kältehaltezeit für das transportierte Forschungsblut aufrechtzuerhalten, da die Temperaturregulierung entscheidend war. Wir haben alle Details sorgfältig geplant, einschließlich Abflugzeit, Flugroute, Windberechnungen und Kommunikation mit dem Projektmanager, um sicherzustellen, dass kein Risiko von Verspätungen besteht und der Betrieb strengen Temperaturanforderungen entspricht.

(Aoyagi) Als Drohnensteuerer lege ich Wert auf die Sicherheit und bemühe mich, geeignete Entscheidungen basierend auf der Situation zu treffen. Da sich Vorschriften und Flugbedingungen täglich ändern können, prüfe ich regelmäßig die Informationen des Ministeriums für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus und plane die Flüge sorgfältig, um eine gründliche Vorbereitung zu gewährleisten. Eine intensive Kommunikation mit allen am Betrieb beteiligten Teammitgliedern ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Anstatt allein zu fliegen, habe ich mich mit verschiedenen Mitarbeitenden und dem Drohnenhersteller abgesprochen, um das Experiment durchführen zu können. Um eine reibungslose Ausführung zu gewährleisten, haben wir im Voraus detaillierte Besprechungen geführt, um Zuständigkeiten und Zeitpläne auszutauschen.

(Takaoka) Dieser Demonstrationstest stellte uns vor zahlreiche Schwierigkeiten, vor allem weil er den Transport von Forschungsblut per Drohne beinhaltete, ein hochempfindliches Element, das Temperaturregulierung erfordert. Es könnte Auswirkungen auf das transportierte Forschungsblut (rote Blutkörperchen) haben, wenn die Temperatur von den vorgegebenen 2° C bis 6° C abweicht. Angesichts der Umgebung von Okinawa mussten wir die sommerlichen Temperaturen berücksichtigen und mit anderen Akteuren zusammenarbeiten, um den speziellen Kühlbehälter, der auf der Drohne montiert ist, sorgfältig zu testen, die Temperaturen während der Flüge zu überwachen und die richtigen Lademethoden für das Forschungsblut sicherzustellen. Darüber hinaus mussten wir ein sicheres Betriebssystem einrichten, das den Vorschriften wie den „Richtlinien für den pharmazeutischen Transport per Drohne“ entspricht. Um diese Herausforderungen zu meistern, haben wir mit anderen Zuständigen zusammengearbeitet und mehrere Simulationen durchgeführt, um den Erfolg des Projekts sicherzustellen.

(Takaoka) Aufbauend auf den Erkenntnissen, die aus diesem Demonstrationstest gewonnen wurden, würde ich gerne drohnengestützte Transportdienste für die medizinische Versorgung weiter stärken. In Zukunft hoffe ich, ein System zu schaffen, das nicht nur Blutprodukte, sondern auch anderen medizinischen Bedarf wie Arzneimittel und Testproben zur Verfügung stellen kann, die strenge Transportbedingungen und eine schnelle Lieferung erfordern. Außerdem plane ich, mit Drohnenherstellern zusammenzuarbeiten, um ein System zu entwickeln, das den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Drohnen ermöglicht. Dies würde die Liefereffizienz erheblich verbessern und die Kosten, einschließlich Personalkosten, senken. Schließlich hoffe ich, dass drohnengestützte medizinische Transporte allgemein mehr in der Gesellschaft durchgeführt werden, was zur Revitalisierung der regionalen Gesundheitsversorgung und zur Bereicherung des Lebens der Menschen beitragen würde.