个人防护用品

工程了解有关COVID-19的效果,安全性

USC的学生在机器人,面具和液滴色散上工作,以更好地了解如何在夏天与Covid-19一起生活。看视频。

由Avni Shah 10月4日,2020年
用于通过维特比USC的研究人员开发了机器人的硬件包括喷雾感照相机检测喷雾液滴和喷嘴,从该喷雾被释放。所有规格,包括速度和涂层厚度的,可以由用户来定义。更多请见视频。礼貌:南加州大学维特比

COVID-19是十年来的原因有很多的病毒,但主要是作为一种新的病毒,研究人员不断发现更多关于它如何影响个人,它是如何传播,如何对其进行消毒,以及如何被攻击。

USC viterbi的教师航空航天和机械工程系(AME)与一名硕士学位的学生合作,进一步调查四个主题,以帮助进一步了解Covid-19以及如何减轻曝光程度。这些主题包括紫外线和化学消毒,PPE消毒,PAPR设计的设计以及不同的条件如何改变疏散的建议。AME助理教授Ivan Bermejo-Moreno and Mitul Luhar,研究助理教授Anita Penkova和Smith International Sk Gupta担任这些项目的顾问。

贝尔梅霍 - 莫雷诺,谁主持学生最后陈述S 8月份说:“该计划的目标是确定与Covid-19有关的挑战以及工程可以拥有的影响,提出和发展潜在的解决方案并促进协作遥远研究。”

消毒机器人

目前有三种不同的消毒机器人:化学消毒、紫外线消毒或两者的结合。AME硕士研究生Jerry An, Nimish Deogaonkar和Shiyue Qian专注于开发一种化学消毒机器人,建立在ADAMMS早在4月份,这个模型就已经适应了紫外线消毒的任务。该队得到了主任的建议先进制造中心在USC Viterbi SK Gupta。将来,团队希望将这两种技术与一个接口和软件系统结合起来,因此单个机器人可以根据需要执行两个任务。

化学消毒技术的关键要素是在喷雾机构设计决定如何发出的化学喷雾装置应内置和保证系统,其监视是否目标区域涂覆有喷雾足够量的。服务保障体系主要由运动规划技术通报,并通过使物体表面上进行评估流体覆盖成像技术验证。

机器人的硬件包括喷射检测相机以检测喷射液滴和喷嘴,喷射被释放。该团队编写了机器人的软件,以确保它将通过确保优化喷雾模式的重叠来将所需流体的最小量喷射到表面上。仔细选择喷嘴以产生细雾。所有规格,包括速度和涂层厚度的,可以由用户来定义。

目前,机器人只有一个末端执行器,这意味着只有一个设备可以连接到机器人手臂上,用于与外部环境进行交互。最终,团队希望构建一个多端执行器,支持紫外光消毒能力的整合,实现多模态消毒。该团队还希望扩大该项目的规模,对更大的区域和物体进行消毒。

礼貌:南加州大学维特比

如何安全处置个人防护用品

从第一天起,口罩就一直是COVID谜题中有争议的一部分。各个层面的建议都不一样,包括地方、州和联邦政府,而且布料和合适程度等变量可能会影响日常口罩的安全系数。与此同时,一次性口罩与普通垃圾一起被丢弃,产生了尚未预期和妥善处理的潜在生物有害物质。

AME Master的学生Wing-Sum Lai,John Michael Mitchell和Marissa Renteria研究了当前的面具趋势,重点是消毒方法。使用现有数据,例如,一次性掩模在不同的时间段保持不同的表面,并且升高的温度可以降低表面存活时间,该团队设计了替代消毒过程,在漂洗它们或紫外线后在阳光下在阳光下空气干燥面具消毒。

他们的太阳能消毒盒使用了在大多数五金店很容易找到的常见物品,包括镜子、纸板箱、铜胶带和管道胶带。虽然它比紫外线盒更便宜、更安全、更可定制,但紫外线盒仍然是小型产品的首选,如口罩,以获得更有效的消毒时间。

太阳能消毒盒,相比之下,最多可能需要在暑假期间36分在洛杉矶的消毒时间和长达冬季4.5小时,基于团队编制初步研究。该小组是由亨利Salvatori的早期职业椅Mitul Luhar建议。

一种不同类型的口罩,便宜一点

现在,几乎每个人都听到了N95口罩,面具认为最有效的保持COVID-19颗粒,但是很少有熟悉的PAPR,通过过滤器进入呼吸区使用鼓风机迫使空气动力空气净化呼吸器佩戴者。因为这创造了面具的佩戴者个性化的环境中,PAPR被说成是比限制极为严格,面膜更舒适,同时增加空气中的佩戴者和潜在的细菌之间的一个额外的保护层。

为了创新现有的PAPR设计,AME学生张方舟和任伯年在研究助理教授Anita Penkova的建议下,希望找到一种更经济、舒适、耐用和可定制的PAPR使用解决方案。其中一个方面是使PAPR的设计更加通用,认识到一旦大流行结束,PAPR对其所有者将没有多大用处。

由于其完全密封的环境和过滤效率高的过滤系统,在保持安全呼吸空间方面,papr被认为是一个很好的选择。它们也很容易消毒。学生团队在这些特点的基础上,同时使papr适用于其他用途,如浮潜、机械加工和消防。

他们提出的设计包括两个主要部分:一个透明的前盖和一个橡胶圈,模仿人类头部的轮廓,以提供一个完美的密封。还有一些端口可用来附加其他组件。

该团队建议使用聚碳酸酯的主要掩模材料,其利用与包括醋酸酯和PETG的其他材料相比,它将与醋酸盐和PETG的其他材料更好,因为更好的冲击保护和耐热性。要创建这些,团队计划利用校园上的3D打印机。散装印刷订单为100,000个面具,该团队估计总成本,包括材料和劳动力,每面具约为125美元,比通常为PAPR花费的数百美元便宜得多。

了解COVID-19颗粒如何传播在不同的气候

一些公共健康建议已成为家喻户晓:离得远六英尺要戴上口罩,尽量减少COVID-19水滴的扩散。然而,鲜为人知的是,这些建议将如何一致保持在不同的情况。例如,什么是最佳的HVAC设置?一组留在一个房间里,多久可以减少被感染的风险?

硕士生天翼白和弗朗西斯·坎波用于流体流动模拟来考虑这些问题的答案。在他们的研究结果:6英尺可能不够用,特别是当一个人在大声呼喊或咳嗽。以每秒65英尺喷射速度,液滴可能在不到一秒钟,类似于COVID-19微滴如何可能的人咳嗽后表现达到的6英尺的距离。学生们没有注意到占整个传播的距离颗粒的显著横向扩散的模拟。

要充分了解各种条件的影响COVID-19蔓延,球队引为高性能计算设施的需要。现在,他们强调的是,这可能是除了进一步六英尺,这取决于液滴有多大和其他变量是很重要的。


Avni Shah.
作者生物:主治医生沙阿,维特比工程学院