连呼吸机都能搭起来,还有什么树莓派做不了?

作者 donggua

2020-05-03 02.开源硬件 无评论 脚印:

随着新冠疫情蔓延,呼吸机成为了全球极度短缺的医疗器械。

之前就有报道,戴森、特斯拉等科技公司均跨界造起呼吸机。另一家让人意想不到的科技公司,其实也参与到了这场临时救援行动中,那就是树莓派。

疫情中的树莓派

树莓派 4, 图片来自 TechRadar

大家都知道手机、电脑里会有芯片,但我们不时会忘了,生活里其它电子设备其实也需要用计算芯片,从家用电器冰箱、洗衣机到像呼吸机这种医疗设备都需要芯片。

呼吸机厂商快速生产的障碍是芯片产能跟不上。

上个月,英特尔在成都的生产线就收到了一个紧急订单,需在四天内生产 2.5 万颗 BDW 系列处理器,就是为了供给呼吸机的制造。放在平时,这个交付周期至少得两周。在那之前,连英特尔的工程师也没意识到原来自己的 CPU 会用在呼吸机里。

树莓派创始人也没想到自己的产品也会参与到呼吸机制造中。

一直受创客拥戴的树莓派生产平价单板计算机,定价在 5~55 美元间,尺寸只有信用卡般大小,主要用于推广计算机教育。

在处理器短缺中,有人想到了用树莓派中最“低配”的 Raspberry Pi Zero 作为呼吸机的主板。

图片来自 BBC

单板电脑树莓派 Zero 搭载了 Broadcom BCM2835 CPU、512MB RAM,包含一个 mini HDMI 和两个 Micro USB 接口,售价只需 5 美元(约 36 元人民币)

即便如此,这个配置显然已经足够用于管理控制呼吸机中的气压、阀门开关和进行呼吸模式调整。

当然,更重要一点是它的价格和库存都友好。树莓派并不是以订单量来决定生产,而是以库存量作为基准,因此库存更稳定。官方宣称,他们在第一季度已经生产了超过 19 万件 Zero 系列的产品,预计在第二季度将生产速度提升至 25 万件。

本月,另一个位于哥伦比亚的团队也研发出基于树莓派的呼吸机解决方案。

机器人工程师 Marco Mascorro 在设计呼吸机的时候,就已经想到随着疫情发展,呼吸机会出现短缺,因此设计涉及的零部件尽可能都避开了传统“专业呼吸机”这个范畴。

“大脑”用了树莓派;“躯干”也改用更日常的部件来搭建,譬如所需阀门在平常汽车和管道设备店就能找到;软件则是由他们撰写,并根据网上医护人员的反馈进行多番修改,完全开源,所有人都可以用。

基于树莓派和其它容易获得的零部件设计的呼吸机,图片来自:BBC

Mascorro 的设计已经提交测试检验,希望可在五月进入临床测试。

除了呼吸机,还有创客爱好者用 3D 打印机来做保护面罩,然后免费送到医院给医护人员用。而这些 3D 打印机背后用的也是树莓派。

图片来自 TechRadar

医疗设备以外,树莓派在疫情期间还成为了很多人在家办公的工具。树莓派创始人 Eben Upton 表示:

以前,家里有一台共用的电脑基本就够了,但现在家里所有成员都需要有电脑去学习或工作。

(树莓派)没法像你的台式电脑一样,你没法在上面玩高配游戏,但如果你只是想用它来完成编辑文档,浏览网页,用 Gmail 或 Office 365 等基本任务的话,那树莓派 4 可以满足。

由于手提电脑设备不足,英国国家医疗服务体系购买了树莓派提供给员工作为临时在家办公的工具。

在今年 3 月,树莓派的销售量达到了 64 万件,这是自树莓派于 2012 年创立以来第二高单月销售。

当然,除了呼吸机和办公计算机,不少创客也趁这段时间订购树莓派在家捣鼓,这也是销售增长的来源之一。

平价科技的快乐:放胆去探索

在个人电脑消费市场,一边是配置不断刷新高度,工艺越来越精美的“高配”产品;另一边则是像树莓派一般精简至最基本的“低配”产品。

它们一侧代表着消费电子的尖端,以越来越高的算力试图模糊现实和虚拟的边界;另一侧却一直提醒,科技的世界变得怎样像魔法般神奇,也是从你手上这些简单零部件开始构建的。

图片来自 Raspberry Pi Blog

这次树莓派在疫情期间的广泛应用,也是在提醒我们,其实生活中不少电子设备都只需像 Pi Zero 这种“低配”计算机就能满足,只是在正常的时候我们很少会去关注和思考早已渗透至生活各个方面的产品背后的工作原理。

在 2006 年的时候,Upton 就留意到“过于用户友善”的电子设备让人们对计算机学科兴趣的影响。当时,他在牛津大学担任教学主管,并发现愿意报考计算机科学的学生遇到了断崖式地下滑。

在他看来,当时存在的主流电脑、游戏机和智能手机虽然都很好,但它们却不再邀请用户去实验和创造,只会鼓励用户消费。正因如此,Upton 后来才设计出了鼓励用户自己动手的树莓派。Upton 今年在接受 BBC 采访时表示:

现在,剑桥申请学习计算机科学专业的学生已经比互联网泡沫前最高值还要高,而且我从负责招生的人那里了解到,很多学生当被问及最初是怎样开始和计算机结缘时,他们的答案都是“树莓派”。

Eben Upton,图自 Electronic World

今年,英国公开大学公众对科技认知系教授 John Naughton 曾在一篇《卫报》评论中强调,对计算机技术的理解应该成为信息技术教育的重心,而不是只教孩子如何使用各种现成的软件。

事件缘起是这样的。Naughton 的儿子有一天放学回家对他说:爸爸,你绝对想不到我们今天干了什么。我们今天居然学习怎样去使用 Microsoft Word!

而他儿子自懂事后就一直在用 Word 写作文了。

常有人会这样反对:你说我们现在只是给孩子提供了计算机训练,而不是他们所需要的计算机教育。但当他们离开学校,他们的确得用 Microsoft 办公软件,那我们早点训练他们有什么不对?

我会让他们尝试将“信息教育”换成“性”。你会希望你的孩子接受性训练还是性教育呢?所有争论随之消失。

除了够开放,树莓派另一了不起的地方在于其价格够低。

有的父母想让孩子接触最前沿的技术,愿意花几千上万元来给他们买最好的电脑或手机,但他们也许还是不愿意有天孩子来告诉自己:爸爸妈妈,我在研究这个平板电脑的时候把它弄坏了。因为这个试错成本实在太高了。

定价在 5~55 美元(约人民币 36~390 元)间的树莓派就是要以便宜的价格,让孩子或成年人创客都能更放开去实验和创造,坏了也没那么心痛。

而且,和单纯的编程学习不同,树莓派是“软硬结合”的动手教育,紧密地连接着数字和现实世界。

在欠发达国家,树莓派只需配上屏幕、鼠标和键盘,就能成为更具价格竞争力的教育设备。

而从各种树莓派社区上不断增加的 DIY 教程分享来看,动手制作任何一切也成为了可能。

喜欢游戏的入门创客,可以买现成游戏机套装来组装属于自己的 Gameboy。

图自 YouTube

也有创客在家隔离这段时间直接用树莓派搭了街机,给儿子和自己一起玩。

图自 The Irish Sun

实用派会拿树莓派来做智能门铃,甚至部分还带人脸识别功能。

图自 Geeky Gadgets

更硬核的创客则让树莓派乘着热气球飞到太空,拍摄高空影像和播放尖叫声。为什么要播放尖叫声,因为他们好奇在太空尖叫是不是真的没人听到。

在 33 公里高空拍摄的影像,图自 The Naked Scientist)

科技的民主不仅在于人人都能接触和买得起消费电子产品,更应该是所有人都能获得了解计算机背后工作原理的资源和机会。

只有这样,大家才能在非常规情况下,有能力找得到替代方案;也只有这样,他们才有可能拥有创新的能力。

本文来自微信公众号:爱范儿(ID:ifanr),作者:方嘉文

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