在新冠疫情期間，許多人已經(jīng)習慣于戴口罩來保護自己和他人，但這并不意味著口罩總是很舒服——尤其是在運動期間。最近，研究人員在《美國化學會·納米》(ACS Nano)刊文指出，他們開發(fā)出一種動態(tài)呼吸器，可根據(jù)不斷變化的條件(例如運動或空氣污染水平)調(diào)節(jié)其孔徑，從而在不需要最高過濾水平的情況下讓佩戴者更輕松地呼吸。
口罩可過濾空氣中的有害污染物，防止病毒傳播。但在某些情況下，不需要高水平的過濾，例如空氣污染水平較低時，或者人們獨自在戶外鍛煉時——這通常被認為是感染新冠病毒的低風險活動。但目前的口罩無法適應(yīng)不斷變化的條件。隨著時間的推移，呼吸會產(chǎn)生熱、濕、口臭和不適的感覺，尤其是在運動過程中時。研究人員于是想要制造一種能夠根據(jù)不斷變化的條件，自動調(diào)整其過濾特性的呼吸器。
研究人員開發(fā)了一種帶有微孔的動態(tài)空氣過濾器，當過濾器被拉伸時會膨脹，允許更多的空氣通過。由電紡納米纖維制成的過濾器的透氣性大大增加，過濾效率僅損失約6%。
然后，研究團隊在過濾器周圍放置了一個伸張器，該過濾器連接到一個包含傳感器、氣泵和微控制器芯片的輕型便攜式裝置。該裝置與運行人工智能(AI)軟件的外部計算機進行無線通信，該軟件對空氣中的顆粒物以及佩戴者在運動過程中呼吸模式的變化作出反應(yīng)。
將兩個這樣的過濾器放在口罩的每一側(cè)，并在人類志愿者身上進行測試。當志愿者在污染的空氣中鍛煉時，伸張器的孔徑有所增加，但比志愿者在清潔空氣中鍛煉時增加得更小。
研究人員說，值得注意的是，AI軟件允許呼吸器適應(yīng)個人獨特的呼吸特征，這可用于開發(fā)個性化口罩。為了使系統(tǒng)更小、更輕，伸張器最終可以重新設(shè)計，使其成為無泵結(jié)構(gòu)。(記者 張夢然)
總編輯圈點：
疫情徘徊不去，口罩已成日常。但這也讓有運動習慣的人士、兒童的家長、呼吸系統(tǒng)疾病人群等越來越困擾，因為真的很悶啊!本文中的研究似乎提供了一種解決之道，當不需要嚴密防護的時候，口罩能讓人呼吸通暢;一旦進入需要密閉防護的場合，它又恢復過濾“功力”，便捷且貼心。但也有兩個疑問需要解決：其一，當重要人物使用這種口罩，芯片會不會遭黑客攻擊?其二，它的價格，是普通人承受得起的嗎?
關(guān)鍵詞： 人工智能驅(qū)動 動態(tài)口罩 動態(tài)呼吸器 口罩
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