Логотип Зефирнет

Физика унитазов: ученые смыты успехом

Дата:

Детектор туалета
Прослушивание: датчик диареи, установленный над унитазом. (Предоставлено Майей Гатлин)

В Red Folder на этой неделе основное внимание уделяется такому скромному, но очень важному приспособлению, как унитаз.

Холера, бактериальное заболевание, вызывающее диарею, поражает миллионы людей во всем мире и приводит к смерти около 150,000 XNUMX человек в год, поэтому ее раннее выявление может помочь смягчить ее распространение. Тем не менее, мониторинг вспышек холеры и других кишечных заболеваний, которые могут вызывать диарею, является сложной задачей.

Шаг вперед инженер Майя Гатлин из Технологический институт штата Джорджия и коллеги, которые создали неинвазивный микрофонный датчик, способный улавливать и анализировать так называемые «события экскреции». Команда преобразовала звуковые образцы дефекации в спектрограмму, а затем передала их алгоритму машинного обучения, который научился успешно классифицировать каждое событие на основе его характеристик, таких как одиночный тон для дефекации и более случайные тона для диареи. Теперь команда планирует собрать реальные акустические данные, чтобы их модель машинного обучения могла работать в самых разных условиях ванной комнаты. Звучит мрачно.

Гатлин представила свои результаты на 183-е собрание Акустического общества Америки, который проходил на этой неделе в Нэшвилле, штат Теннесси.

Гатлин и его коллеги — не единственные исследователи туалетов в Технологическом институте Джорджии. Шеннон Йи ведет Изобретите туалет заново, целью которого является создание туалета, не нуждающегося ни в подводе воды, ни в выходе из канализационной системы. Цель состоит в том, чтобы улучшить санитарию в местах, где канализация недоступна, а утилизация человеческих отходов осуществляется на индивидуальной основе.

Патогены на подъеме

Пандемия COVID-19 заставила многих из нас осознать, что вирусные частицы и другие неприятные вещества в фекалиях могут быть выброшены в воздух при смыве унитаза. Хотя ученые знали об этом по крайней мере 60 лет, природа этих ядовитых шлейфов была плохо изучена.

Теперь исследователи из Университета Колорадо в Боулдере сфокусировали лазеры на сливном унитазе, чтобы узнать больше. Они использовали тип туалета, типичный для общественного пользования в Северной Америке — без крышки и с подковообразным сиденьем. Один лазер непрерывно освещал унитаз, а другой испускал световые импульсы. Две камеры наблюдали за туалетом, и установка позволила исследователям отслеживать аэрозольные капли воды, которые выбрасывались, когда туалет был смыт.

«Мы ожидали, что эти аэрозольные частицы просто всплывут, но они вылетели, как ракета», — говорит Колорадо. Джон Кримальди. Действительно, капли вылетали из унитаза со скоростью 2 м/с и достигали высоты 1.5 м, что для некоторых людей примерно соответствует высоте лица (извините за еще одну мрачную концепцию).

Торчать

В то время как более крупные капли выпадают из воздуха очень быстро, более мелкие остаются во взвешенном состоянии в течение нескольких минут. А потенциальные патогены имеют более одного шанса попасть в воздух, потому что предыдущие исследования показали, что они могут сохраняться в поддоне в течение нескольких смывов.

Исследование согласуется с Предыдущее исследование в котором использовался портативный счетчик частиц, и предполагается, что следует серьезно подумать о конструкции и вентиляции общественных туалетов и кабинок, чтобы свести к минимуму распространение болезней. Кримальди и его коллеги сообщают о своих результатах в Научные доклады.

Spot_img

Последняя разведка

Spot_img