7 个开源硬件项目致力于解决 COVID-19

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Opensource.com

开源硬件运动长期以来一直倡导维修权的重要性，完全拥有您购买的技术，并能够像音乐一样混音和复制小工具。因此，在这个充满挑战的时期，开源硬件正在为冠状病毒大流行造成的一些问题提供一些答案。

正在发生的事情概述

首先，世界各地的硬件开发人员正在使用开源来解决供应链的薄弱环节，这与过去 30 年推动了新型软件技术激增的理念相同。硬件运动过去的成功案例包括 RepRap 项目、开源生态学和开源蜂箱，证明了这是可以做到的。

创造者们对使用 3D 打印和其他技术来按需创建替换零件和制造安全设备越来越感兴趣。例如，香港理工大学实验室 3D 打印了面罩供医院工作人员使用。意大利初创公司 Isinnova 与米兰的 FabLab 合作，为疫情严重的意大利北部地区的复苏设备 3D 打印了替换阀门。公司还在发布设计，以适应我们的人际互动，例如 Materialise 的这款 3D 打印免提开门器。这些替换零件和解决问题的例子是一个极好的开端，并且似乎正在拯救生命。

另一种传统的硬件技术正在兴起：缝纫。法新社报道称，世界各地对口罩的需求迫切，世界卫生组织也发布了关于口罩重要性的指导。由于一次性口罩优先供应给医护人员，在捷克共和国，人们正在开始缝制自己的口罩。（重复使用的口罩确实会引入无菌问题。）Facebook 群组“Czechia sews face masks”开始解决他们国家的这个问题，成千上万的成员使用家中的缝纫机。

开源硬件设备和机械项目也越来越受欢迎。首先，有精密的、功能强大的测试设备。其次，有医疗设备，在没有其他选择的情况下，最多可以归类为野战级。这些项目在下面详细概述。

为了了解更多信息，我采访了总部位于芝加哥的 Tapster Robotics 的创始人兼首席执行官 Jason Huggins。Tapster Robotics 使用 3D 打印、计算机数控 (CNC) 加工和 Arduino 等开源电子产品设计和制造桌面机器人。他既有技术诀窍，也有工业能力来产生影响。他希望投入公司的资源来帮助这场战斗。

“基本上，我们现在正处于二战动员时刻。即使我不是医生，我们也应该都遵循希波克拉底誓言。无论我做什么，我都不想让问题变得更糟，”Huggins 解释说。“作为对立面，世界卫生组织执行主任迈克尔·瑞安博士评论说：‘速度胜过完美’，”Huggins 辩称。

哇。

这个人是疾病传播方面的全球权威。如果您是领导者（在任何职位上），请观看此视频。如果您不是，也请观看。pic.twitter.com/bFogaekehM

— Jim Richards Sh?wgram (@JIMrichards1010) 2020 年 3 月 15 日

Huggins 在危机时期交付方面拥有丰富的经验。他的努力在帮助 Healthcare.gov 在最初推出后进行扩展方面发挥了重要作用。他还创建了软件行业标准的测试框架 Selenium 和 Appium。凭借这些经验，他的建议非常值得考虑。

我还采访了总部位于西雅图的 Tyson Law 律师事务所的律师 Mark Tyson，他与初创公司和小企业合作。他拥有在快速发展的行业中与灵活的公司合作的直接经验。在构建总体问题时，Tyson 开始说

《好撒玛利亚人法》保护志愿者（即“好撒玛利亚人”）在紧急情况下给予帮助的决定而免于承担责任。虽然这些法律的具体细节因州而异，但它们有一个共同的公共政策理由：即鼓励旁观者帮助面临紧急情况的其他人。可以想象，这种理由可以证明在不太传统的环境中应用这些类型的法律是合理的，例如，将车祸受害者从危险中拉出来。

在应用这种具体情况时，Tyson 指出

“在采取行动之前，创作者明智的做法是与律师交谈，进行特定于州的风险评估。同样明智的做法是要求更大的机构，如医院或保险公司，通过合同接受潜在的责任风险——例如，通过使用赔偿协议，医院或其保险公司同意赔偿创作者的责任。”

Tyson 理解情况的紧迫性和严重性。使用合同的这种选择并非旨在成为障碍；相反，它可能是一种帮助规模化采用以更快地发挥更大作用的方式。这取决于您或您的组织做出决定。

说完这一切，让我们探索正在使用或正在开发（并且可能很快就可以部署）的项目。

7 个开源硬件项目对抗 COVID-19

Opentrons

Opentrons 的开源实验室自动化平台由一套开源硬件、经过验证的实验室设备、耗材、试剂和工作站组成。Opentrons 表示，其产品可以显著扩大 COVID-19 检测规模，其系统可以在“下订单后的几天内每天自动化多达 2,400 次检测”。它计划到 7 月 1 日将检测样本数量增加到 100 万份。

该公司已经与联邦和地方政府机构合作，以确定其系统是否可以在紧急使用授权下用于临床诊断。Opentrons 在 Apache 2.0 许可证下共享。我最初是从与该项目有关的生物学家 Kristin Ellis 那里了解到它的。

Chai Open qPCR

Chai 的 Open qPCR 设备使用聚合酶链反应 (PCR) 来快速检测来自表面（例如，门把手和电梯按钮）的拭子，以查看是否存在新型冠状病毒。这种在 Apache 2.0 许可证下共享的开源硬件使用 BeagleBone 低功耗 Linux 计算机。来自 Chai Open qPCR 的数据可以使公共卫生、市政和商业领导者能够就清洁、缓解、设施关闭、接触者追踪和检测做出更明智的决策。

OpenPCR

OpenPCR 是 Josh Perfetto 和 Jessie Ho（Chai Open qPCR 背后的创造者）的 PCR 检测设备套件。与他们之前的项目相比，这更像是一个 DIY 开源设备，但它具有相同的用例：使用环境测试来识别现场的冠状病毒。正如项目页面所述，“能够检测这些病原体的传统实时 PCR 仪器的价格通常超过 30,000 美元，并且不适合现场使用。”由于 OpenPCR 是用户构建的套件，并且在 GPLv3.0 许可证下共享，因此该设备旨在普及分子诊断的访问。

而且，像任何好的开源项目一样，都有衍生品！瑞士 GaudiLabs 的 WildOpenPCR 也在 GPLv3.0 许可证下共享。

PocketPCR

Gaudi Labs 的 PocketPCR 恒温循环仪用于通过升高和降低小试管中液体的温度来激活生物反应。它可以由简单的 USB 电源适配器供电，可以连接到设备，也可以单独使用，具有不需要计算机或智能手机的预设参数。

与本文中描述的其他 PCR 选项一样，该设备可能有助于冠状病毒的环境测试，尽管其项目页面并未明确说明。PocketPCR 在 GPLv3.0 许可证下共享。

Open Lung 低资源呼吸机

Open Lung 低资源呼吸机是一种快速部署的呼吸机，它使用球囊呼吸面罩 (BVM)（也称为 Ambu-bag）作为核心组件。Ambu-bag 是批量生产、经过认证的、小型的、机械结构简单的，并且可以适应有创管道和面罩。OPEN LUNG 呼吸机将使用微电子技术来感应和控制气压和流量，目标是实现半自主运行。

这个早期项目拥有一个庞大的团队，由数百名贡献者组成，由 Colin Keogh、David Pollard、Connall Laverty 和 Gui Calavanti 领导。它在 GPLv3.0 许可证下共享。

Pandemic 呼吸机

Pandemic 呼吸机是一种 DIY 呼吸机原型。与 RepRap 项目一样，它的设计中使用了常见的硬件组件。该项目由用户 Panvent 在 10 多年前上传到 Instructables，生产它有六个主要步骤。该项目在 CC BY-NC-SA 许可证下共享。此视频展示了系统的运行情况

Folding at Home

Folding at Home 是一个用于模拟蛋白质动力学的分布式计算项目，包括蛋白质折叠过程和与多种疾病相关的蛋白质运动。这是一个号召公民科学家、研究人员和志愿者使用他们的家用计算机来帮助运行模拟的行动，类似于已退役的 SETI@Home 项目。如果您是一位拥有强大计算机硬件的技术专家，那么 Folding at Home 非常适合您。

Folding at Home 使用马尔可夫状态模型（如上所示）来模拟蛋白质可能采取的可能形状和折叠途径，以便寻找新的治疗机会。您可以在华盛顿大学生物物理学家 Greg Bowman 在它是如何工作的以及您如何提供帮助的帖子中找到有关该项目的更多信息。

该项目涉及来自许多国家（包括香港、克罗地亚、瑞典和美国）的学术实验室、贡献者和企业赞助商的联盟。Folding at Home 在 GitHub 上以 GPL 和专有许可证的混合形式共享，并且是 Windows、macOS 和 GNU/Linux（例如 Debian、Ubuntu、Mint、RHEL、CentOS、Fedora）的多平台。