Coronavirus, Raspberry Pi Zero per i ventilatori polmonari: l'idea arriva dalla Colombia

Coronavirus, Raspberry Pi Zero per i ventilatori polmonari: l'idea arriva dalla Colombia

Le piccole schede di controllo sono economiche e hanno la giusta potenza di calcolo per poter gestire un ventilatore polmonare e consentirne una produzione in tempi rapidi

di pubblicata il , alle 11:01 nel canale Scienza e tecnologia
Raspberry
 

La diffusione della pandemia COVID-19 con la sua emergenza sanitaria e le conseguenti misure di distanziamento sociale hanno portato ad un'impennata nella richiesta di schede Raspberry Pi: da una parte vi è gente comune ed hobbysti che cercando di ingannare il tempo a casa, ma la Raspberry Pi Foundation ha iniziato a riservare una parte del suo inventario per la realizzazione di schede destinate all'uso con i ventilatori polmonari.

I ventilatori polmonari con scheda Raspberry Pi Zero sono attualmente in fase di test in Colombia su polmoni artificiali. Nel caso in cui gli esiti dovessero essere positivi si passerà al test sugli animali e quindi sull'uomo. In caso di risultati positivi la produzione in volumi potrebbe essere avviata già entro i prossimi mesi.

Pi Zero è il modello base della famiglia Pi di Raspberry e ha un costo di 5 dollari. E' equipaggiato con processore single-core Broadcom BCM2835 da 1GHz e 512MB di memoria RAM. Giusto a titolo di confronto un Raspberry Pi 4B dispone di processore Broadcom BCM2711, soluzione quad-core Cortex A72 a 64-bit, e 1GB di memoria RAM al costo di 35 dollari. Dato che Pi Zero è pi che sufficiente per le esigenze di un ventilatore pomonare, ha senso da un punto di vista di contenimento dei costi preferirlo al Pi 4.

Spesso è difficile riuscire ad incrementare la scala produttiva di un dispositivo come una scheda di controllo perché bisogna dipendere dalla disponibilità dei componenti che la costituiscono e talvolta i tempi possono dilatarsi per settimane o mesi. Il CEO e fondatore di Raspberry Pi Foundation ha però sottolineato che l'attenzione è quella di "costruire magazzino" non "costruire su ordinazione" e pertanto ha la possibilità di riuscire a gestire l'impennata della domanda.

Nel primo trimestre dell'anno sono state realizzate 192 mila schede Raspberry Pi Zero e l'obiettivo è quello di incrementare la produzione a 250 mila pezzi a trimestre.

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8 Commenti
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MitchBook14 Aprile 2020, 12:05 #1
Non pensavo che un ventilatore polmonare avesse bisogno di così tanta potenza, ero convinto bastasse qualcosa di poco più potente di un Arduino. Chissà che controlli ha bisogno di fare e quanti sensori hanno queste attrezzature e che ai non addetti come me risultano totalmente sconosciuti.
deggial14 Aprile 2020, 12:12 #2
Originariamente inviato da: MitchBook
Non pensavo che un ventilatore polmonare avesse bisogno di così tanta potenza, ero convinto bastasse qualcosa di poco più potente di un Arduino. Chissà che controlli ha bisogno di fare e quanti sensori hanno queste attrezzature e che ai non addetti come me risultano totalmente sconosciuti.


dipende da quanto è ottimizzato il software e soprattutto da quanto middleware c'è in mezzo. sono sicuro che un Arduino o altro PIC basterebbero
pabloski14 Aprile 2020, 12:23 #3
Originariamente inviato da: MitchBook
Non pensavo che un ventilatore polmonare avesse bisogno di così tanta potenza, ero convinto bastasse qualcosa di poco più potente di un Arduino. Chissà che controlli ha bisogno di fare e quanti sensori hanno queste attrezzature e che ai non addetti come me risultano totalmente sconosciuti.


Premesso che non conosco l'implementazione dei ventilatori polmonari. Tuttavia, l'elemento discriminante è la complessità degli algoritmi di controllo. Cioè non è questione di quanti sensori c'hai, ma di che tipo di algoritmo usi per elaborare i dati.

Per esempio, ho avuto la necessità/scimmia di creare un citofono smart con riconoscimento facciale. Bene, qualcuno dirà che un citofono del genere si può creare con Arduino o con ESP32. Ovviamente si, se si tratta di di gestire il pulsante per suonare e magari anche l'input audio. Il problema diventa incredibilmente più complesso se entra in scena una telecamera. E diventa insostenibile che vuoi fare cose semplici ( ritenute semplici al giorno d'oggi ), come identificare la posizione delle facce nell'immagine.

Considera che il riconoscimento vero e proprio è fatto da una Nvidia Jetson Nano.

Ma già identificare la posizione delle facce, gestire l'audio un pò più seriamente ( rumore, eco, ecc... ), diventa un compito insormontabile per un Arduino e similari. Il RPi Zero si è dimostrato essere il minimo accettabile. E non è che faccia faville!! Avevo preso un paio di quelle board cinesi. Purtroppo il supporto software è orribile.
DarIOTheOriginal14 Aprile 2020, 15:42 #4
Credo che il problema vero sia l'affidabilità/ridondanza.

Spesso le apparecchiature mediche hanno vari chip ridondanti in modo che quando uno smette di funzionare, gli altri tamponano la mancanza e l'apparecchio segnala l'errore ma non perde efficacia.
Spesso il software è fatto in modo che quando tutto funziona, gli apparecchi ridondanti svolgono controlli per verificare che l'ouput sia corretto.

In alcuni casi ci sono 5 chip diversi che fanno lo stesso lavoro in 5 modi diversi, e l'apparecchio medico procede solo se almeno 3 su 5 chip hanno lo stesso output finale.

Insomma, più che un problema di potenza vedo un problema di affidabilità, non credo che il pizero sia creato con questo tipo di applicazioni in mente.. poi magari funziona lo stesso, solo che quando un pizero smette di funzionare, un cristiano ci lascia le penne..
zoomx14 Aprile 2020, 15:53 #5
Originariamente inviato da: pabloski
Bene, qualcuno dirà che un citofono del genere si può creare con Arduino o con ESP32. Ovviamente si, se si tratta di di gestire il pulsante per suonare e magari anche l'input audio. Il problema diventa incredibilmente più complesso se entra in scena una telecamera.


L'Arduino no ma l'ESP32, cosa che non mi asppettavo, un po' si vedi ESP32-CAM
Se vai a vedere il progetto di esempio del core per l'IDE Arduino c'è il riconoscimento facciale, nel senso, credo che riconosce la posizione delle facce nell'immagine.
Ma non c'è l'audio.
pabloski14 Aprile 2020, 16:47 #6
Originariamente inviato da: zoomx
L'Arduino no ma l'ESP32, cosa che non mi asppettavo, un po' si vedi ESP32-CAM
Se vai a vedere il progetto di esempio del core per l'IDE Arduino c'è il riconoscimento facciale, nel senso, credo che riconosce la posizione delle facce nell'immagine.
Ma non c'è l'audio.


Eh, ma poi ti fa 1.5 fps!! La pipeline per il riconoscimento facciale non è programmabile, quindi niente deep learning.

E' giusto per applicazioni hobbystiche, ma niente di minimamente serio.
zoomx15 Aprile 2020, 12:27 #7
Però costa solo 7 euro circa, compresa spedizione.

Con Arduino invece puoi pilotare i sensori usati nei mouse ottici ma con pochi pixel, io ho provato con uno da 30x30, velocità discreta, ma appunto, per giocare.

Iltre al raspberry ci sarebbero le MCU che effettivamente sono usate nelle telecamere di sorveglianza, la Xiaomi fa anche l'inseguimento.

O anche quelle usate dentro i droni che fanno l'inseguimento automatico basandosi sull'immagine.

Ovviamente più potenza hai più cose puoi fare e il RaspberryPI è quello che ha la più vasta biblioteca di applicazioni e la più grande comunità dietro rispetto a concorrenti con hardware migliore.
pabloski15 Aprile 2020, 13:40 #8
Originariamente inviato da: zoomx
Iltre al raspberry ci sarebbero le MCU che effettivamente sono usate nelle telecamere di sorveglianza, la Xiaomi fa anche l'inseguimento.


Ma quelli sono SoC custom, con dentro tutto quello che serve. Se vuoi elaborare i video, anche solo la codifica ( perchè sopra dimenticavo la codifica ). Il video di un citofono smart va codificato minimo in MJPEG, ma normalmente si usa H.264. Arduino ed ESP32 non ce la fanno. E nemmeno hanno un'unità video hardware che si occupi della codifica. Il VideoCore del RPi invece ce l'ha.

Per esempio, anni fa comprai una di quelle camere di sorveglianza per interni della Foscam. Il SoC all'interno è l'Hi-3518 della Hi-Silicon ( Huawei ). Se si va a guardare il datasheet, è un banale SoC ARM a 440 MHz. In tutto e per tutto è paragonabile a quelle MCU che si usano in Arduino e compagni.

Solo che c'ha un coprocessore che funge da IVS, per l'elaborazione delle immagini e un altro coprocessore che si occupa esclusivamente della codifica H264 e MJPEG.

Ovviamente non è roba che queste aziende venderebbero ai privati e nemmeno li si trova in board hobbystiche. Per cui si torna al punto di partenza, ovvero scegliere la board che più si avvicina all'obiettivo. E il RPi ha centrato il bersaglio.

Purtroppo le board cinesi basate sugli Allwinner ( che pure fa SoC per questo genere di applicazioni e li vende pure alle aziende per realizzare prodotti come camere di sorveglianza e compagnia ), sono belle dal punto di vista hardware, ma il supporto software....meriterebbero di essere presi a schiaffi fino in Cina.

Ci sarebbe Amlogic. Punto e peggio.

E c'è Rockchip, che però produce solo SoC ad alte prestazioni per tablet e roba simile. Chip che consumano troppa corrente per essere considerati in applicazioni embedded.

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