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今日新冠病毒研究催生明日科技創新


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伊利諾伊州埃文斯頓市西北大學的工程師們,正在為與新冠病毒鬥爭的一線醫護人員開發新技術。當前的病毒大流行帶來一個意外收穫,那就是可能產生影響深遠的技術創新。

在西北大學綿延的校區,該校技術學院的長廊上,喬西亞·海斯特在一個“移動計算實驗室”裡遵守安全的社交距離規定。

他所在的一個工程師小組正在研發對抗新冠病毒流行病的技術。

西北大學計算機工程系助理教授喬西亞·海斯特說:“我們正在開發你們所說的智能PPE,也就是智能個人防護裝備。你可以把它視為帶著微型傳感器的面罩,它可以檢測各方面,例如新冠病毒的症狀,疲勞感,甚至檢測面罩是否適合臉型,戴的正不正確。”

海斯特面臨的挑戰是要製造出無需電池運轉的傳感器,降低成本,同時要製造出目前還沒有,但要在幾個月而不是幾年內批量生產的產品。他說:“我們一旦做出足夠的部分,可以大量地發送出去,生產成本將會大幅降低。難點之一是把電池的成本的體積降到最小,一旦我們可以真的不用電池,基本上就像打造一個便宜的微型計算機一樣。”

在技術學院的另一邊,生物醫學工程教授約翰·羅傑斯不僅領導一個創新便攜傳感器的團隊,他還在西北大學校區的實驗室直接製造它們。

西北大學生物醫學工程系教授約翰·羅傑斯說:“我們開發的裝置的體積大小很像一片創可貼,因此我們真的可以把它們放在身體的任何部位,而不必局限於手腕。我現在正戴著一個裝置,它就在我鎖骨正上方的脖子下面。我們最初開發這個裝置來測量中風後的人的語言和吞嚥動作。”

由於醫療保健人員對感染病毒的擔憂加重,羅傑斯和他的團隊改裝了這個設備,來應付當前挑戰。他說:“這個系統可按需修改來觀測與新冠病毒相關的呼吸道症狀,也就是呼吸急促和咳嗽。”

在不到三週的時間裡,他的團隊修改了這個裝置,並把它們發送到芝加哥地區的兩所醫療機構,他們收集機器學習算法分析出來的數據,這些算法專門用來監測新冠病毒症狀。他說:“我們和一些公司做了各種交流,他們想把這些裝備用在員工身上,以便追踪他們的健康狀況。”

這就帶來了下一批挑戰,提高產量。他說:“我們還成了一些公司,以用來進行更廣泛的商業化部署,使我們的規模能夠達到通過慈善、基金會以及聯邦研究資助等途徑無法達到的水平。”

當他努力縮小個人防護裝備傳感器的尺寸時,喬西亞·海斯特意識到他在監測病毒和拯救生命方面的研究所具有的影響。他說:“科學挑戰和你能帶來的科學影響絕對會把這個轉變為一個突破性的項目。無論如何,我們之後會得到許多科學知識,將有助於在未來打造這一類的裝備。 ”

這些裝備可能進一步發展出新技術和應用,即使在新冠病毒大流行結束之後和醫療保健的領域之外仍具有長遠利益。

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