沖繩首次成功使用無人機運輸研究用血液!

2025/03/03

ANA 集團自 2016 年起,憑藉其在安全航空操作方面的專業知識,一直致力發展以無人機為基礎的社區貢獻項目。作為該計劃的一環,ANA Holdings Inc.的無人機業務團隊在日本沖繩成功首次使用無人機運輸研究用血液。

沖繩血液運輸的挑戰

當沖繩紅十字會血液中心接獲血液製品的需求時,需要用汽車將血液製品運送到縣北部的醫院。然而,由於沖繩特殊的地理環境,如高速公路數量有限,以及居民完全依賴汽車出行所造成的交通擁堵,這種運輸方式單程約需一小時。此外,血液中心承擔著為醫院緊急供應血液製品的社會責任,必須在這種交通條件下進行緊急運輸。同時,血液製品運輸過程中的溫度控制至關重要,必須將血液製品保持在嚴格規定的溫度範圍內,因此運輸過程中必須使用特殊的製冷劑。

ANA 無人機業務團隊一直致力於研究如何在物流問題嚴峻的區域(如有人居住的偏遠島嶼和人口稀少的山區)使用無人機運送醫療物資,並積累了豐富的專業知識。正是這種背景下,提出了利用無人機解決血液製品運輸挑戰的構想,從而啟動了此次計劃。

無人機遙控操作

為何選擇無人機?

使用無人機的最大優勢在於縮短運輸時間和降低日後勞動力成本。隨著無人機性能的提升,它們將能夠直接從血液中心飛行到醫院,將血液製品的運輸時間從汽車運輸的約一小時縮短至僅需 35 分鐘。如此一來,即使在緊急情況下,也能更快速地運送血液製品,大幅提升醫療危機的應變能力。此外,利用無人機的遙控技術可以減少運輸所需的人力。由於無人機可以透過通訊進行操控,未來隨著技術進步將可實現一人同時操控多架無人機,這有望解決目前社會已面臨的物流配送人力短缺問題。

溫度控制在無人機運輸中也是一項挑戰。在此次計劃中,ANA 與開發血液製品冷卻劑的 SUGIYAMA-GEN CO., LTD. 合作,研製了專為無人機運輸設計的全新保溫箱。透過使用該公司的冷卻劑和保溫箱,即使在無人機運輸過程中,也能將血液製品穩定地保持在一定的溫度範圍內。

將冷卻劑及研究用血液裝放於保溫箱的過程

無人機型號介紹

本次項目使用的無人機為德國 Wingcopter GmbH 製造的 Wingcopter 198,這是一款垂直起降 (VTOL) 的固定翼無人機,機身寬 198 厘米,長 167 厘米。無人機的機身下方設有運輸箱。此次實驗中將恆溫冷卻箱放入運輸箱內,用於運送研究用血液。每架無人機可運輸兩包血液製品。

Wingcopter 198 的運輸箱

無人機可透過電腦專用軟件進行遙控,減輕操作員負擔並提高運作效率。這款無人機不需要長跑道即可起降,加上具備每小時 90 公里的高效巡航速度,能夠快速向偏遠地區運送緊急醫療用品和物資。根據貨物重量,單次充電可飛行最遠 100 公里,非常適合將緊急醫療用品和物資配送至山區和離島等交通不便的地方。

與會產生二氧化碳的汽車或飛機相比,Wingcopter 198 採用電力驅動,飛行過程中不直接排放二氧化碳。雖然其整體環境影響取決於發電方式,但透過減少直接排放和燃料消耗,無人機提供了更環保的運輸選擇。

無人機運送研究用血液示範實驗

2024 年 11 月 27 日至 12 月 1 日期間,在沖繩進行了從浦添市至名護市運送研究用血液的示範實驗。在這個過程中,研究用血液的品質經過仔細檢查,以確認不存在任何問題。

無人機從浦添市起飛,途經恩納村漁港更換電池後,飛行總距離約 53 公里,在約 50 分鐘內抵達名護漁港。在風力較弱的日子,無人機可繞過恩納村的停留點直接飛往名護漁港,僅用 39 分鐘就完成了行程。到達名護漁港後,研究用血液被汽車運送到沖繩北部醫院,這段路程只需 8 分鐘。

無人機的飛行行動 1
無人機的飛行行動 2
無人機的飛行行動 3

這次示範測試驗證了幾個關鍵要點:飛行路線的安全性、使用實用方法和設備進行現場操作的可行性、無人機在減輕配送人員工作負擔方面的有效性,以及對研究用血液製品品質的醫學評估。

在東京都立墨東醫院輸血醫學專家 Hiroshi Fujita 醫生的協助下,進行了為期五天的示範測試。醫學分析確認,無人機運送的研究用血液製品與傳統運送方式相比,品質並無差異。

展望未來,團隊計劃在不同季節,特別是極端炎熱天氣下進行更多測試,評估運送血液製品的品質。此外,他們也致力提升無人機性能以擴大作業範圍,如增加抗風速能力,並透過長期示範實驗收集各種天氣條件下的配送成功率數據。

訪問負責人

ANA Holdings Inc.無人機業務團隊的 Aoyagi 先生和 Takaoka 先生接受了我們的採訪。

無人機業務團隊 Aoyagi 先生
無人機業務團隊 Takaoka 先生

Aoyagi 先生,您作為持有無人機遙控駕駛一級國家資格的操作員,在這次行動遇到哪些特別棘手的挑戰?

(Aoyagi) 在這次行動中,要在沖繩的冬季天氣狀況(例如強勁的北風)下做出正確的決策什具挑戰性。由於飛行距離長達 53 公里,我們必須精確地評估上空的天氣狀況,因為風向和風速可能會對每次飛行的剩餘電池容量產生顯著影響。此外,飛行路線與美軍營運的嘉手納空軍基地的載人飛機起降空域重疊,這需要事先進行謹慎的協調。為了妥善保存運送中的研究用血液,温度控制可說是重中之重,因此操作時間上必須做到分毫不差。我們對每個細節都進行了精心規劃,包括起飛時間、飛行路線、風力計算,以及與專案經理的溝通,確保沒有延誤風險,並能符合嚴格的溫度要求。

身為無人機操作員,您在執行任務時最注重什麼?

(Aoyagi) 作為無人機操作員,安全永遠是首要考量,我力求根據實際情況作出恰如其分的決策。由於法規和飛行條件每天都可能有所變化,我會定期查看國土交通省的資訊,並仔細規劃飛行路線,做好萬全準備。與所有參與行動的團隊成員保持密切溝通也是不可或缺的一環。事情並非僅靠個人獨自操作,而是要與各方人員和飛機製造商通力合作完成任務。為了確保順利執行,我們在事前舉行了詳細的會議,分配角色,確認日程。

Takaoka 先生,作為此項專案的專案經理,這次示範實驗中最具挑戰性的部分是什麼?

(Takaoka) 這次示範實驗面臨諸多挑戰,主要是因為過程涉及使用無人機運輸研究用血液,溫控需要嚴格把關。若温度偏離攝氏 2 度至 6 度的範圍,運送的研究用血液(紅血球)就可能會受到影響。考慮到沖繩的環境特性,我們必須應對宛如盛夏的氣温,與相關單位密切合作,反覆測試安裝在無人機上的特製保冷容器,監測飛行過程中的温度,並確保研究用血液的妥善裝載方式。此外,我們還需要建立符合《無人機藥品配送指南》等法規的安全操作系統。為克服這些挑戰,我們與相關單位通力合作,進行多次模擬演練,以確保實驗成功。

您對未來運用無人機的業務發展有什麼願景?

(Takaoka) 以這次示範實驗獲得的寶貴經驗為基礎,我希望能進一步強化以無人機為主的醫療物資運送服務。展望未來,我期望建立一個不僅能處理血液製品,還能運送其他需要嚴格運輸條件和及時配送的醫療用品,如藥品和測試樣本的系統。此外,我計劃與無人機製造商攜手合作,開發能同時操作多架無人機的系統,這將大幅提升配送效率,並降低包括人力在內的各項成本。最終,我希望無人機醫療運輸能廣泛應用於社會,為地區醫療的振興作出貢獻,令人們的生活更多姿多彩。

ANA 集團將繼續致力於以多元方式為地方社會作出貢獻,同時減少二氧化碳排放。