「Nvidia人工呼吸器」オープンソース：コンピュータアーキテクチャのマスターによって構築され、コストが98％削減され、黄仁訓が賞賛

この人工呼吸器は、コンピューターアーキテクチャの巨匠ビル・ダリー氏によって設計されました。

コンピューターの先駆者たちも新型コロナウイルスとの戦いに加わっている。NVIDIAの主任科学者ビル・ダリー氏は今週、オープンソースで低コストの人工呼吸器の設計を発表した。

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ダリー氏は、人工呼吸器の設計には数週間しかかからなかったと語り、キャリアの中で半導体産業やスーパーコンピューターの発展に重要な貢献をしてきた学者にとって、このプロジェクトは比較的単純なものだった。人工呼吸器は市販の電子部品を使って作ればよく、費用は約400ドルで、迅速に製造できる。

それに比べて、従来の人工呼吸器は2万ドル以上かかることがある。これは、市場が不安定ではなかったCOVID-19パンデミック前の話だ。

Dally 氏は、NVIDIA の主任科学者として同社の技術戦略開発全般を監督するほか、米国技術アカデミー、米国芸術科学アカデミーの会員であり、IEEE および ACM の会員でもあります。 2009 年に NVIDIA に入社する前、Dally 氏は MIT とスタンフォード大学で教授を務め、MIT の Han Song 助教授の博士課程の指導教官でした。システムアーキテクチャの面では、彼はチューリング賞受賞者のデイビッド・パターソンとほぼ同等に有名です。

2009 年に NVIDIA に入社して以来、Dally 氏は AI、コンピューター ビジョン、自動運転車、ロボット工学、グラフィックスなどの分野に重点を置く 200 人を超える科学者のチームを率いてきました。

GTC 2018 での Bill Dally。

「大規模なパンデミックにより人工呼吸器が不足するような状況は見たくない」とダリー氏は語った。 「しかし、最悪の事態が起こった場合、人々は備えなければならないと思う。」

人工呼吸器とCOVID-19

現在、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは世界中で収束の兆しが見えず、人工呼吸器は医療機器の需要において重要な位置を占めている。 Bill Dally 氏のオープンソース人工呼吸器設計は、この状況を大幅に緩和できる可能性があります。

人工呼吸器の設計: http://op-vent.stanford.edu/

新型コロナウイルス（COVID-19）に感染した人のうち、約0.3～0.6％の患者が重症急性呼吸窮迫症候群を発症し、人工呼吸器によるサポートが必要になります。

ダリー氏の目標は人工呼吸器の「最小バージョン」を作ることだ。彼が設計した装置は、基本的に、比例ソレノイドバルブと、バルブを通って患者に流れるガスの流れを調節するマイクロコントローラーという、すぐに入手できる 2 つの部品から構成されています。

少し前、NVIDIAのCEOであるジェンスン・フアン氏は、同社の研究者に新型コロナウイルスと戦う方法を探すよう呼びかけた。ビル・ダリー氏はすぐに作業を開始し、テクノロジーや医療分野の専門家に連絡を取り、ビデオ会議を通じてコミュニケーションをとった。

黄仁鉉：「大丈夫だと思います」

ビル・ダリーさんは4月上旬、自主隔離中にタホ湖の冷たい水上でボートに乗っていたとき、あるアイデアを思いついた。

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ダリー氏は、電磁石を使って開閉する比例ソレノイドバルブをオンラインで注文し、ワインセラーのサーモスタットシステムを制御するマイクロコントローラーを取り出した。ダリー氏は電子機器工場で昼夜を問わず働いた後、何千行ものコードを書き、一般的な配管継手とバルブを使用して人工呼吸器のプロトタイプを製作しました。

4月4日、ダリー氏は自宅のガレージでNvidiaの従業員と人工呼吸器を使っているビデオを共有した。黄仁訓はすぐにこう言った。「大丈夫だと思います！」

専門家のアドバイスを集める

プロジェクトをさらに進めるために、ダリー氏はさまざまな専門家に協力を求めた。彼は、元教え子で自動運転とロボット工学の専門家であるポール・カープラスと医学生のエマ・トランを見つけ、すぐにスタンフォード大学医学部の学部長アンドリュー・ムーア、医療機器会社の創設者ブライアント・リン、麻酔科医のルース・ファニングとつながりました。

ダリー氏は、没入型環境とシミュレーション学習の専門家であるデビッド・ガバ氏にも連絡を取り、機器のテストを依頼した。

4月17日、Gabaは高度な肺シミュレーターで人工呼吸器のプロトタイプをテストし、さまざまな人工呼吸器設定で正常および2レベルのCOVID-19肺疾患状態をモデル化しました。 Dally は、期待どおりに動作していると報告しています。

わずか5分で組み立てられます

ダリーがガレージで組み立てた試作型の人工呼吸器は、今日でも問題なく機能しています。シンプルで信頼性が高いです。ダリー氏は、ユニットの空気圧部品を5分で設置できると語った。人工呼吸器にはシンプルなディスプレイが付いており、標準的なキャリングケースに収まります。ダリー氏は、この人工呼吸器はバッグを使った緊急呼吸補助法よりも明らかに効果的だと考えている。流量、圧力、量を正確に調節でき、部品数も少なく、消費電力も少なく、コストも安い。

Nvidia の主任科学者が設計した人工呼吸器は、空気の流れを正確に測定し、バルブのエラーを補正し、最大圧力を制御し、患者主導の人工呼吸を可能にするほか、警報状態などを監視するセンサーも備えている。

「オープンソース人工呼吸器」のニュースが発表された後、ヤン・ルカン氏などの著名な学者が懸念を表明した。ダリー氏は現在、米国食品医薬品局（FDA）の緊急使用許可に必要な書類手続きを進めており、流行との戦いの最前線にいる医療従事者の緊急ニーズを満たすため、できるだけ早く大量生産を開始したいと述べた。