"Маски-шоу": Новая маска способна отслеживать реакцию людей на видимые объекты (фото+видео)
4 года назад 17200
Ученые Массачусетского университета в Амхерсте представляют новую легкую маску для глаз, которая может незаметно фиксировать пульс, движения глаз и сигналы сна, например, при ношении в повседневной среде. Она поможет исследовать физическое и психическое состояние человека, а также повысить точность и удобство использования гарнитур виртуальной реальности. Подробности о новой разработки публикует журнал Matter.
Ученые отмечают, что «возможность отслеживать пульс и движение глаз с помощью одного носимого устройства позволит проводить множество исследований сна и психосоциальных исследований, а также повысить точность и удобство использования игровых гарнитур и гарнитур виртуальной реальности». Первый автор исследования С. Зохре Хомаюнфар представит результаты на этой неделе на осеннем онлайн-собрании Американского химического общества.
Записывать сигналы о здоровье и поведении на лице или рядом с ним сложно, «потому что большинство людей действительно чувствительны и реагируют на предметы, помещенные на их лицо или голову». Ганесан добавляет, что «до сих пор объединение множества различных чувствительных элементов в одну одежду казалось обременительным, особенно когда речь идет о маленьких масках для глаз».
Исследователи заявляют, что их легкая адаптируемая маска для глаз под названием «Чесма» оснащена тканевыми электродами двух видов, которые можно просто пришить к различным готовым предметам одежды и при желании уменьшить. Эта возможность позволяет им интегрировать электроды в легкую пенную маску для записи электроокулографии и сердечных сигналов. Их конструкция позволяет автоматически размещать электроды на лице, не требуя специальной подгонки.
Это видео демонстрирует, как Chesma отслеживает движение глаз в реальном времени. Предоставлено: С. Зохре Хомаюнфар.
Маска содержит пять гидрогелевых электродов на основе серебряных (Ag) нитей, необходимых для преобразования биологических сигналов на основе ионов в электрический ток. Исследователи воспользовались процессом осаждения из паровой фазы для создания электродов.
Предоставлено: Массачусетский университет в Амхерсте
Маска также содержит один датчик давления ткани (PressION), расположенный над артерией для отслеживания пульса в качестве индикатора сердечной функции, при этом все устройство подключено к двум микроконтроллерам с водоотталкивающими серебряными нитями в качестве разъемов.
Команда протестировала новую маску для глаз на испытуемых, когда они жевали, разговаривали, а также во время различных движений головы и глаз. Они также использовали одно и то же устройство более года и после 15 стирок не обнаружили ухудшения характеристик.
Эндрю ожидает, что «уникальная бимодальность» Chesma — комбинация электродной сети с датчиком давления — позволит провести множество новых передовых исследований, которые были невозможны до сих пор, например, для изучения качества сна, нарушений сна, психического здоровья, нейродегенеративных заболеваний и шизофрении.
Некоторые самодельные маски оказались опаснее, чем их полное отсутствие
Несмотря на то, что промышленность отошла от шока первых дней пандемии COVID-19 и теперь выпускает достаточно лицевых масок разных типов, большинство людей в мире в силу разных причин используют самодельные варианты. Все понимают, что они менее эффективны, чем профессиональные медицинские модели, но вот вопрос: на сколько именно? В Университете Дьюка (США) разработали простой способ тестирования масок и проверили самые популярные образцы.
Тестовое устройство состоит из темной камеры, куда через линзу подается лазерный луч. Он рассеивается и охватывает обширное пространство внутри камеры, подсвечивая все частички, которые летают в воздухе. Человек в маске подносит лицо к камере и говорит несколько фраз, выдыхая внутрь воздух. Камера фиксирует вспышки лазера, когда капельки жидкости в выдохе пересекаются с лучом.
Первый вывод: капли жидкости активно выделяются даже при обычном разговоре в маске. Человеку не нужно ни кашлять, ни чихать – он может распространять инфекцию через маску, полагая, что защита работает. Но настоящим сюрпризом для исследователей стал тот факт, что медицинские маски N95 с клапаном выпускают гораздо больше частиц, чем маска из тряпки. Причина в том, что клапан закрывается на вдохе, но открывается на выдохе, поэтому носитель маски защищен от заражения, но сам может быть распространителем вируса.
Самое же странное и печальное показала проверка масок из флиса и подобных ему распространенных материалов. Структура этой ткани разбивает крупные капли слюны на мелкие, которые гораздо легче проходят через барьеры и разносятся по воздуху. Это именно тот парадоксальный случай, когда лучшее вообще не надевать маску, чем использовать флисовое изделие, хотя житейская логика вроде бы говорит обратное.
Учёные проверили маски и выяснили, что одна из них увеличивает риск заражения COVID-19
Исследователи из Университета Дьюка в Северной Каролине протестировали различные маски, чтобы понять, какие из них действительно эффективно останавливают вирус. Тест прошли 14 масок: и те, которые носят медицинские работники, и флисовые, и даже вязаные.
"МЫ ПООЩРЯЕМ ЛЮДЕЙ НОСИТЬ МАСКИ, НО МЫ ХОТИМ, ЧТОБЫ ОНИ НОСИЛИ МАСКИ, КОТОРЫЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО РАБОТАЮТ"
Авторы исследования сравнили распространение капель из дыхания участников, когда они были в маске, с результатами контрольного испытания, когда их рот был ничем не прикрыт. Наименее эффективными оказались флисовые маски. Они фактически наоборот увеличивали риск заражения.
Исследователь из Университета Дьюка Мартин Фишер, который проводил тесты, сказал что,
"МЫ БЫЛИ ЧРЕЗВЫЧАЙНО УДИВЛЕНЫ, ОБНАРУЖИВ, ЧТО КОЛИЧЕСТВО ЧАСТИЦ НА ФЛИСЕ НА САМОМ ДЕЛЕ ПРЕВЫШАЕТ КОЛИЧЕСТВО ЧАСТИЦ, С КОТОРЫМ СТАЛКИВАЕТСЯ ЧЕЛОВЕК БЕЗ КАКОЙ-ЛИБО МАСКИ."
После флиса самыми бесполезными оказались банданы и трикотажные маски, но они хотя бы не увеличивают риск заражения.
Лучшими оказались маска-респиратор М95, хирургическая маска и маска из полипропилена. Еще, как ни странно, хорошо себя показали хлопковые маски, сделанные вручную.
Созданы маски, уничтожающие попавшие на них бактерии и вирусы
Преимущества ношения масок для замедления распространения COVID-19 теперь хорошо изучены,но ученые все еще ищут для них более надежные материалы. Фильтровальная«бумага», состоящая из нанопроволок оксида титана,оказалась весьма многообещающей.
Новый материал настолько хорош в улавливании патогенов и уничтожении их при воздействии ультрафиолета, что, по словам разработчиков, его также можно использовать в кондиционерах и системах вентиляции. Хотя маска на основе нанопроволоки выглядит так, как будто она сделана из обычной фильтровальной бумаги, на самом деле проволока придает материалу дополнительные антибактериальные и противовирусные свойства, что делает его гораздо более эффективным в уничтожении микробов, и к тому же многоразовым.
«Поскольку наш фильтр исключительно хорошо поглощает влагу, он может улавливать капли, переносящие вирусы и бактерии», — поясняет физик Ласло Форро из Лаборатории физики сложных веществ в EPFL в Швейцарии. «Это создает благоприятную среду для процесса окисления, который запускается обычным светом».
Фотокаталитические свойства диоксида титана являются в данном случае ключевыми: когда ультрафиолетовый свет попадает на маску, ее волокна превращают влагу, содержащуюся в нанопроволоках, в окислители (включая перекись водорода). Эти вещества попросту уничтожают патогены при контакте, не оставляя им шанса.
В ходе экспериментов команда продемонстрировала, как фильтр может уничтожать бактерии Escherichia coli (кишечной палочки) и разлагать цепи ДНК, по существу уничтожая опасные микроорганизмы в самой маске.
Стандартные одноразовые бумажные маски, обычно сделанные из слоев нетканого полипропиленового пластикового микроволокна, также эффективны в предотвращении распространения респираторных заболеваний. Но они, как правило, просто задерживают патогены и не поддаются санитарной обработке — так что это разовая мера.
«В условиях больницы эти маски помещают в специальные контейнеры и с ними обращаются соответствующим образом», — объяснил Форро. «Однако их использование во всем мире — где их выбрасывают в открытые мусорные баки и даже оставляют на улице — может превратить их в новые источники загрязнения».
Новый материал все еще нуждается в тестировании конкретно с SARS-CoV-2, но исследователи уверены, что нанопроволочные маски могут быть полезны в борьбе с глобальной пандемией, учитывая результаты, которые они наблюдали с E. coli и нитями ДНК.
Специальный пистолет выстрелит медицинскую маску прямо в лицо (видео)
Снижение количества людей использующих во время пандемии медицинские маски, побудило инженера Аллен Пана создать аппарат, призванный заставить граждан одевать это одно из самых простых, но эффективных средств для борьбы с распространением коронавируса.
Инженер с удивлением обнаружил, что все больше людей отказываются от ношения масок. Разочарованный такой ситуацией, Аллен Пан решил создать продукт, который привлечет внимание, и подчеркнет важность ношения средств индивидуальной защиты.
В демонстрационном ролике представлено оригинальное устройство, которое с низкой долей вероятности получит массовое распространение, но призвано напомнить людям о необходимости использования масок.
«Пистолет» изобретателя при помощи пневматической системы, использующей сжатый углекислый газ, выстреливает медицинскую маску в направлении лица пользователя. Тестирование системы проводилось на манекенах, а затем инженер испытал работу устройства на себе.
Для работы «масочного пистолета» используются специальные маски с массивными магнитами, закрепленными на концах шнуровки маски. Во время выстрела маска попадает на лицо человека, а магниты, оборачиваясь вокруг головы, «слипаются» на задней части шеи, закрепляя маску на месте.
