NVIDIA首席科學(xué)家Bill Dally于近期公布了一個(gè)開源呼吸機(jī)設(shè)計(jì)，該呼吸機(jī)成本低廉且易于組裝。

此呼吸機(jī)由Dally設(shè)計(jì)，僅用時(shí)幾周時(shí)間。Bill Dally是NVIDIA首席科學(xué)家，他有著傳奇般的技術(shù)生涯，其在半導(dǎo)體和超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域更是有著卓著貢獻(xiàn)。據(jù)Dally介紹，該呼吸機(jī)成本低廉，僅需400美元，依靠一些現(xiàn)成的零件就能快速制造出來。

相比之下，傳統(tǒng)呼吸機(jī)的價(jià)格往往超過2萬(wàn)美元，而且還是在沒有遇到設(shè)備短缺需求激增的情況下。

在一間擺有示波器、電壓表和其他實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的簡(jiǎn)易家庭式電子車間中，Dally說到：“我不希望看到我們的患者多到，以至于沒有足夠呼吸機(jī)供他們使用。”

“但是我希望如果我們真的遇到了這種情況的話，我們能夠做好像這樣的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，”他補(bǔ)充說。

呼吸機(jī)和新型冠狀病毒

當(dāng)前，全球各地都迫切需要呼吸機(jī)來應(yīng)對(duì)這場(chǎng)席卷全球的醫(yī)療危機(jī)。

Dally解釋說，在COVID-19感染患者中，有0.3%到0.6%的人會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的急性呼吸窘迫綜合征，需要呼吸機(jī)幫助呼吸。

Dally的目標(biāo)是打造“最簡(jiǎn)單可行”的呼吸機(jī)。

他所設(shè)計(jì)建造的呼吸機(jī)主要包括兩個(gè)關(guān)鍵部件——一個(gè)比例電磁閥和一個(gè)微控制器，用于調(diào)節(jié)通過閥門的氣體流向患者，這兩種部件都很容易獲取。

Dally擁有120多項(xiàng)專利。他曾在加州理工大學(xué)（Caltech）、麻省理工大學(xué)（MIT）和斯坦福大學(xué)（Stanford）任教、研究，并擔(dān)任計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任。

2009年起，他開始領(lǐng)導(dǎo)NVIDIA研究團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)包括了200多名科學(xué)家，他們來自全球各地，關(guān)注于AI、計(jì)算機(jī)視覺、自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人和圖形等各個(gè)領(lǐng)域。

在NVIDIA CEO黃仁勛呼吁公司領(lǐng)導(dǎo)們尋求方法，幫助應(yīng)對(duì)COVID-19疫情之后，Dally開始探索如何能夠?yàn)閷?duì)抗疫情做出貢獻(xiàn)。

他快速連線了科技和醫(yī)療領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)專家，與他們建立了聯(lián)系。

黃仁勛：“It works！”

之后，4月初，當(dāng)他在涼爽清澈的塔霍湖（Lake Tahoe）上劃獨(dú)木舟時(shí)，忽然靈感涌上心頭。

NVIDIA首席科學(xué)家Bill Dally在其家中工作室制作出了他的設(shè)計(jì)原型機(jī)。

Dally首先網(wǎng)購(gòu)了一個(gè)電磁閥，這種電磁閥能通過電磁鐵的擠壓來控制閥門的開關(guān)。

之后，他又從自家酒窖的自制冷系統(tǒng)中取出了一臺(tái)微控制器，這是一種價(jià)格低廉的微型電腦。

隨后，經(jīng)過幾個(gè)日夜的工作，Dally編寫了幾千行代碼，并利用一些普通的管件和一些易于獲取的閥門部件，在他的電子車間里制造出了首個(gè)原型機(jī)。

4月4日，Dally向他的NVIDIA同事們分享了一段視頻，這段視頻由他的妻子在車庫(kù)里拍攝而成的，他們用一只橡膠手套做演示，演示了該呼吸機(jī)如何緩慢地為其供氣和放氣。

黃仁勛對(duì)此的反饋是：“It works！”

匯集專家意見

為了進(jìn)一步推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，Dally深入研究了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。

他找到了Paul Karplus了解機(jī)械工程相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。Paul曾是Dally的學(xué)生，如今其已在自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人領(lǐng)域頗有盛名。

此外，他還找到Emma Tran，一名大四醫(yī)學(xué)生，并與許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)＜医⒘寺?lián)系。

Dally還很快得到了斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院首席住院醫(yī)師Andrew Moore博士、著名醫(yī)療器械專家兼兩家公司的創(chuàng)始人Bryant Lin博士，以及麻醉師Ruth Fanning博士的意見指導(dǎo)。

Dally還找到了David Gaba博士幫助測(cè)試該設(shè)備的能力，Gaba博士是沉浸式學(xué)習(xí)和模擬學(xué)習(xí)領(lǐng)域的頂級(jí)專家。

4月17日，星期五，Gaba博士在一個(gè)復(fù)雜的肺部模擬器上測(cè)試了該原型機(jī)，他模擬了由COVID-19所引起的不同程度的肺部病狀，并測(cè)試不同病狀下呼吸機(jī)的設(shè)置。

結(jié)果顯示，Dally設(shè)計(jì)的呼吸機(jī)能夠像他預(yù)想的那樣工作。

僅需5分鐘即可完成呼吸機(jī)組裝

Dally在其家中車間里建造的這臺(tái)呼吸機(jī)簡(jiǎn)單且可靠。

Dally報(bào)告稱，他可以在5分鐘內(nèi)把設(shè)備的氣動(dòng)部件連接起來。整個(gè)呼吸機(jī)可以連接到一個(gè)簡(jiǎn)單的顯示器上，并且能夠輕易地放入一個(gè)便攜箱中。

Dally說，相比于“球囊式”應(yīng)急呼吸機(jī)，它能夠提供更好的護(hù)理，因?yàn)樗芫_地調(diào)節(jié)流量、壓力和體積。而且，其部件簡(jiǎn)單，功耗低，成本也更低。

該呼吸機(jī)還裝有傳感器，能夠精準(zhǔn)測(cè)量氣流、控制最大壓力，補(bǔ)償閥門的低精度，從而使患者能夠自主呼吸，并監(jiān)測(cè)警報(bào)條件等。

Dally目前正在處理美國(guó)食品和藥物管理局（U.S. Food and Drug Administration）緊急使用授權(quán)所需的各項(xiàng)文件。

之后，將尋找方法來規(guī)模化生產(chǎn)該呼吸機(jī)。