مصمم بالطباعة الثلاثية الأبعاد.. ويمكن إنتاجه بكميات كبيرة لمكافحة «كورونا»

«إنفيديا» تكشف عن جهاز تنفس اصطناعي رخيص الكلفة

الدكتور بيل دالي يستهدف خفض كلفة أجهزة التنفس الاصطناعي من 20 ألف دولار إلى 400 دولار. من المصدر

كشفت شركة «إنفيديا» العاملة في تصميم بطاقات رسوميات الحاسب المتقدمة، عن تمكن كبير الباحثين في الشركة، الدكتور بيل دالي، من تصميم وبناء واختبار نموذج أولي، لجهاز تنفس اصطناعي رقمي، رخيص الكلفة، يمكن إنتاجه من خلال تقنيات الطباعة الرقمية الثلاثية الأبعاد، وبكميات كبيرة لاستخدامه في مكافحة وباء «كورونا»، ومساعدة الآلاف من المصابين الذين يتقدم بهم المرض ويصل إلى ضيق التنفس، خصوصاً في المناطق الفقيرة التي تقل فيها الإمكانات الطبية، أو تتضخم فيها أعداد الإصابات، وتعجز التجهيزات الطبية المتاحة عن ملاحقة أعداد المرضى.

جاء ذلك في تدوينة نشرتها الشركة في مدونتها الرسمية، أوضحت فيها أن الدكتور دالي، الذي يقود العمليات البحثية بالشركة منذ عام 2009، بعد أن غادر منصبه كرئيس لقسم علوم الحاسب في جامعة «ستانفورد»، يعمل مع فريق، يستهدف تخفيض كلفة أجهزة التنفس الاصطناعي من 20 ألف دولار إلى 400 دولار، ثم 100 دولار، للمساعدة في جهود مكافحة وباء «كورونا» عالمياً.

اختبارات أولية

ووفقاً للشركة، فإن الدكتور دالي بدأ عمله في جهاز التنفس الاصطناعي قبل بضعة أسابيع، وأجرى اتصالات مع جامعات ومراكز أبحاث ومستشفيات كبرى، ثم قرر بناء آلة بصمام الملف اللولبي، تستخدم مغناطيساً كهربائياً للضغط على صمام مفتوح وإغلاقه، ثم متحكماً إلكترونياً رخيصاً. وأجرى دالي الاختبارات الأولية على الجهاز في منزله، ثم في معامل الاختبار بنظام مدينة «بالو ألتو» الصحي بولاية كاليفورنيا الأميركية، حيث تمت تجربته على جهاز محاكاة رئوي متطور، ثم تجارب معملية إضافية، انتهت إلى أنه يتطلب الآن الحصول على الترخيص من الجهات المختصة، والإنتاج على نطاق واسع.

تجميع سريع

وأوضح الدكتور دالي، في مقابلة مع موقع «سي نت» المتخصص في التقنية، أنه في ظل وباء «كورونا»، قد يكون من الصعب العثور على أجهزة التنفس الاصطناعي، حيث يستغرق تصنيعها وتوفيرها نحو ستة أسابيع، وللتغلب على هذا النقص، يمكن استخدام الجهاز الجديد بتصميمه المختلف، الذي يتيح طباعة الصمامات الأساسية لعمل الجهاز بطريقة الطباعة الثلاثية الأبعاد، بحيث يمكن تجميع القطع الرئيسة للجهاز في دقائق بدلاً من أسابيع، ومن ثم توفير جهاز مزود بمستشعرات لقياس تدفق الهواء، والتعويض عن عدم دقة الصمام والتحكم في الضغط الأقصى، وتمكين التنفس الذي يبدأه المريض ومراقبة حالات الإنذار، فضلاً عن خواص وميزات أخرى.

إتاحة مجانية

وقام دالي بنشر الوثائق العلمية الكاملة للجهاز على الإنترنت مجاناً، وبذلك تنازل هو والشركة عن حقوق الملكية الفكرية الخاصة بالجهاز، وجعلها مفتوحة، لتكون بمتناول جميع الباحثين والعلماء حول العالم، لاستخدامها في أي جهود أخرى، تستهدف الوصول إلى أجهزة تنفس اصطناعي رخيصة، سريعة الإنتاج. وأنشأ الدكتور دالي موقعاً خاصاً بالجهاز على مستودع «التصميمات المفتوحة المصدر» على الإنترنت، عنوانه: (op-vent.stanford.edu)، إذ يعرض الموقع ملفات عدة عن الجهاز الجديد، تشمل شيفرة المصدر أو الكود البرمجي، المستخدم في إنتاج وتشغيل وضبط أداء الجهاز، إضافة إلى التعامل معه، والرسومات الفنية الكاملة للتصميم، والوثائق الفنية الكاملة لعملية التصنيع، فضلاً عن الملف الكامل لعملية تجميع وبناء الجهاز، سواء بتقديمه كمنتج نهائي بطريقة الأخذ من «على الرف»، أو بطريقة المصدر المفتوح، الذي يقوم على المشاركة بين الجهة المنتجة، والجهة المستخدمة، لوضع أي احتياجات متخصصة أو إضافية حسب الاحتياج.

تصميمات الجهاز

وقسم دالي الملف التوثيقي لتصميمات الجهاز إلى أجزاء، منها جزء يوضح سبب الاحتياج للجهاز، في ضوء الضغوط العاتية التي يفرضها وباء «كورونا» على جميع الدول، ثم يقدم شرحاً مبسطاً لجهاز التنفس الاصطناعي، ويخصص قسماً لشرح ما يطلق عليه «جهاز تهوية صمام الملف اللولبي النسبي»، الذي يمثل المحور الرئيس للتصميم ككل، ثم قسم عن الخصائص الميكانيكية، ومن ثم وصف للمتحكم الإلكتروني في الجهاز، ثم البرمجيات المطلوبة للتشغيل، ثم مواصفات النموذج الأولي، والمكونات الرئيسة وقضايا التوريد، ثم الخيارات المطروحة في عملية التنفس والسيناريوهات البديلة، ثم قسم عن نتائج الاختبارات التي تمت بأسلوب المحاكاة لعمل الجهاز مع الرئة بالجسم البشري، ونتائج الاختبارات الأولية المعملية.

مكونات متوافرة

أوضحت شركة «إنفيديا» أن مكونات جهاز التنفس الاصطناعي الجديد متوافرة بكثرة في الأسواق، ورخيصة الثمن، حيث يمكن بعد تجميعه وضعه في حقيبة صلبة، تجعل منه جهاز تنفس محمولاً وخفيفاً بشكل معقول، يستخدم في المستشفيات التي نفدت منها أجهزة التنفس العادية، أو في مناطق ودول العالم التي لا تتوافر فيها الموارد الكافية، لاقتناء وتشغيل أجهزة التنفس الاصطناعي المعروفة.

طباعة