成本仅为传统呼吸机2%！英伟达首席科学家发布开源呼吸机设计

5 月 1 日，英伟达首席科学家比尔•戴利（Bill Dally）开源了一款低成本、易组装的呼吸机设计。这款呼吸机成本约为 400 美元，而传统呼吸机的价格在供需正常的状态下则超过 2 万美元。更惊人的是，戴利说要一进步把这款呼吸机的成本降到 100 美元。

在新冠疫情之下，呼吸机是紧俏物资，价格更是飞涨。显然，这款呼吸机在成本上形成碾压。那么，它的功能是否满足医疗需求呢？

图｜Dally 的呼吸机外观(来源：英伟达）

戴利表示，相比其他急诊呼吸装置，这款呼吸机可以调节空气压力、流量和容量，让医生更容易调节和监控输入病人肺部的氧气。“一些急诊呼吸装置不能调节压力，” 他在接受采访时说， “它可能会对人体造成伤害”。

在自家车库的工作室里，戴利设计并组装了这台设备原型。

它的关键部件是一个比例电磁阀和一个微控制器，用来调节气体流量。戴利表示，新冠疫情期间，这些关键零件需要大约六周时间才能拿到。为了弥补短缺，零件可用 3D 打印，零件备齐后，能在 5 分钟内组装完毕。

这款呼吸机连有一个简单的显示器，整体只有一个小型的仪器安全箱大小。

相比其他急诊呼吸装置，这款呼吸机更安全，它可以精确地调节流量，压力和容量，且使用的零件更少、功率更小、成本更低。

这款呼吸机安装了多个传感器，可以准确地测量气流，补偿阀门误差，控制最大压力，使病人自主呼吸，以及监测报警状态等其他功能。项目公开在斯坦福网站上，项目地址：http://op-vent.stanford.edu/

目前，新冠病毒已造成全球医疗危机，目前全世界都迫切需要呼吸机。

在感染新冠的病人中，0.3% 到 0.6% 的病人会发展为急性呼吸窘迫综合征（ARDS）而必须使用呼吸机，戴利解释说。

在英伟达 CEO 黄仁勋 ( Jensen Huang) 号召公司研究团队寻找帮助应对新冠的方法后，戴利也开始研究，并通过电话和视频会议，与科技领域和医疗领域的专家迅速取得联系。

戴利的目标是制造“尽可能简单”的呼吸机。

四月初，当戴利在Lake Tahoe划皮划艇时有了灵感。

他上网订购了一个电磁阀，电磁阀通过一块电磁铁来控制阀门的开关，然后他拿出了为自家酒窖冷却系统做的微控制器。在家里的电子工作室里熬了几个夜，写了几千行代码之后，做出了一个由常见管道装置和阀门组成的呼吸机原型。

图｜英伟达首席科学家 Bill Dally 制作廉价简便呼吸机（来源：英伟达）

4 月 4 日，戴利和英伟达的同事们分享了一段在车库拍摄的视频，视频中的原型设备正在给一个橡胶手套慢慢地充气和放气。

黄仁勋表示: “它起作用了! ”

为了继续推进这个项目，戴利借鉴了各个学科的专业知识。

他向从前的学生保罗•卡普拉斯（Paul Karplus）询问关键部件的机械工程问题，卡普拉斯因在自动驾驶车辆和机器人方面的工作而闻名。

他还通过一位四年级的医科学生 Emma Tran，与医学领域的专家建立了许多联系。

戴利快速得到了斯坦福大学医学院首席住院医师 Andrew Moore 博士、著名医疗设备专家兼两家公司的创始人 Bryant Lin 博士，以及麻醉师 Ruth Fanning 博士等人的反馈。他还求助于拟真环境与模拟学习方向的顶级专家 David Gaba 博士，以测试该设备的能力。

4 月 17 日，Gaba 博士通过一个复杂的肺模拟器，模拟了正常肺部和两种水平的新冠肺炎，测试了呼吸机原型的各种设置参数。

结果和预期一致。

来自世界各地的 200 多名科学家参与了该项目，他们的研究领域包括人工智能、计算机视觉、自动驾驶汽车、机器人和图形学。戴利本人则拥有 120 多项专利。他曾在加州理工学院、麻省理工学院和斯坦福大学担任计算机科学系主任，于 2009 年加入英伟达，担任首席科学家。

戴利目前正在研究美国食品药品监督管理局的紧急使用许可文件，下一步会寻找批量生产的方法。

来源：麻省理工科技评论