飛機上的病毒如何傳播,又該如何阻止他們蔓延?
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0:02 - 0:05可不可以請大家舉一下手——
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0:05 - 0:08這裡有多少人,在過去一年有搭過飛機?
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0:08 - 0:09非常好,
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0:09 - 0:12事實證明,你與每年超過三十億的人口
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0:12 - 0:15分享了同樣的飛行經歷。
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0:15 - 0:17當我們把這麼多人
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0:17 - 0:20放在那些全世界
滿天飛的金屬艙里時, -
0:20 - 0:23有時會發生這樣的事情:
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0:23 - 0:25比如傳染性疾病的感染。
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0:25 - 0:27我最初進入這個課題
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0:27 - 0:30是在去年聽說了埃博拉疫情爆發的時候。
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0:30 - 0:35事實證明,儘管埃博拉病毒是在很有限的
範圍內,以飛沫傳染的方式進行傳播的, -
0:35 - 0:39但仍有很多其它的疾病
會在機艙中傳播。 -
0:39 - 0:43最糟的是,當我們看到這些數據時,
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0:43 - 0:44真的令人感到害怕。
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0:44 - 0:48假如一個攜帶有H1N1病毒的傢伙
決定了要登上飛機, -
0:48 - 0:52光是單次航班,他就會把
疾病傳播給17個人。 -
0:52 - 0:54再假如還有另一個傢伙感染了SARS,
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0:55 - 0:57登上了一個三小時的航班,
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0:57 - 0:59那麼他可以把疾病傳播給22個人。
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1:00 - 1:03我沒有料想到病毒在飛機上
的傳播力如此驚人。 -
1:03 - 1:06看一下這張圖,我們會發現,
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1:06 - 1:10要事先篩檢出這些疾病是非常困難的,
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1:10 - 1:13所以,那些上了飛機的人
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1:13 - 1:15他們可能患了疾病,
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1:15 - 1:17只是當時仍在潛伏期
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1:17 - 1:19尚未表現出任何症狀,
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1:19 - 1:21於是他們就可能把疾病傳染
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1:21 - 1:23給機艙中的其他旅客。
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1:23 - 1:25那麼這究竟是如何發生的呢?
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1:25 - 1:28空氣是由機艙內上方
及側邊的出氣口進入, -
1:28 - 1:30正如圖上的藍色箭頭所示。
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1:30 - 1:34然後,空氣經由高效的
過濾設備排出機艙, -
1:34 - 1:39其中99.7%的病菌都可被除去。
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1:39 - 1:40然而,實際情況是,
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1:40 - 1:43空氣是以複雜的混合氣流
模式在機艙內流通, -
1:43 - 1:46所以如果有人打了噴嚏,
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1:46 - 1:49周圍空氣就會多次成渦旋態打轉,
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1:49 - 1:52然後才有機會從過濾器排除。
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1:52 - 1:55所以我認為,很明顯,
這是個嚴重的問題, -
1:55 - 1:59我沒有足夠的錢
去買台飛機, -
1:59 - 2:01所以乾脆搞一部電腦來代替。
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2:01 - 2:05事實表明,利用流體動力學進行模擬,
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2:05 - 2:13比親自搭飛機採集數據更能精確地
得到我們所需要的結果, -
2:13 - 2:16那麼要如何開始呢?
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2:16 - 2:21你可以從網路上的技術資料中
找到這些二維平面圖。 -
2:21 - 2:24我將它們導入到這個3D模型軟體中,
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2:24 - 2:25實際地建構一個3D模型。
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2:25 - 2:30然後把剛才建置的模型分成小部分,
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2:30 - 2:34有效編排後,讓電腦能夠
更好地讀取信息。 -
2:34 - 2:37然後我告訴電腦,
機艙內氣體流動的狀況, -
2:37 - 2:39運用一些物理學知識,
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2:39 - 2:44然後只要坐在一邊,
等電腦模擬出結果就可以了。 -
2:44 - 2:48所以,傳統機艙中
得到的結果是這樣的: -
2:48 - 2:51你會注意到,當中間這個人打噴嚏時,
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2:51 - 2:55我們也會“啪的一聲”,被噴得滿臉都是,
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2:55 - 2:57非常噁心。
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2:57 - 3:00從正面來看,你會注意到旁邊的兩位乘客
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3:00 - 3:03也完全無法避免。
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3:03 - 3:05我們從側面來看,
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3:05 - 3:10你也會注意病原體
可以橫跨整個機艙。 -
3:10 - 3:12我的第一反應是"這下真的不妙了"。
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3:12 - 3:16所以我又模擬了超過32種不同的情況,
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3:16 - 3:19最後想到這個辦法。
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3:19 - 3:23我稱之為全方位進氣導引器(專利申請中),
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3:23 - 3:27此裝置能將病原體
傳播的可能性減少55倍, -
3:27 - 3:30將空氣清新度提升190%。
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3:30 - 3:33那麼它具體是怎麼工作的呢?
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3:33 - 3:38我們只需要把這塊複合材料
裝在飛機上現有的氣孔上, -
3:38 - 3:40這非常合乎成本效益,
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3:40 - 3:42工期非常短。
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3:42 - 3:46我們只要鎖上螺絲便大功告成,
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3:46 - 3:49結果讓我們很驚訝。
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3:49 - 3:52避開了那些有問題的漩渦氣流模式,
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3:52 - 3:56取而代之的是,我們在乘客中間
建立了這些空氣牆, -
3:56 - 3:58來創造出私人的呼吸領域。
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3:58 - 4:01這樣你會發現當中間的乘客
再打噴嚏時, -
4:01 - 4:06我們就能夠有效地迫使帶有病菌
的空氣向下流動,直接經由過濾器排出。 -
4:06 - 4:08同樣從側邊再看一下,
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4:08 - 4:12你可以注意到我們也可以
將這些氣體直接下沉。 -
4:12 - 4:14安裝了這個新的設計,
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4:14 - 4:17現在再看一下同樣的情形,
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4:17 - 4:19你會發現中間乘客打噴嚏時,
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4:19 - 4:26這次我們能夠在病原體感染其他人之前,
直接把牠傳送到濾氣孔。 -
4:26 - 4:28所以,你可以注意到,
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4:28 - 4:31中間乘客身邊的兩位乘客
完全不會吸入病菌。 -
4:31 - 4:34也可以從側面看出,
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4:34 - 4:35這个系統非常有效。
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4:35 - 4:39總而言之,有了這個系統,我們贏了。
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4:39 - 4:42所以當我們再進一步
看看它的效果時, -
4:42 - 4:46可以看到,這不僅在中間位置
的乘客打噴嚏時有效, -
4:46 - 4:51也對窗邊或者走道邊
的乘客非常有效。 -
4:51 - 4:55那麼,這個解決方案對世界有甚麼意義?
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4:55 - 5:00現在我們從電腦模擬
轉移到現實生活中來, -
5:00 - 5:05在利用3D列印
做好這個3D模型後, -
5:05 - 5:11我們能夠看到氣流
直接對著乘客往下流動。 -
5:11 - 5:14過去, 流感SARS讓整個世界
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5:14 - 5:16損失大約四百億元。
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5:16 - 5:19未來,一場嚴重傳染性疾病的爆發
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5:19 - 5:22可能花費全球超過三萬億美元。
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5:22 - 5:27過去,你通常得讓飛機停飛一兩個月,
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5:27 - 5:31投入好幾萬小時的人力、花數百萬元
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5:31 - 5:32來試著解決一些問題。
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5:32 - 5:36但現在,我們只需花上一個晚上
安裝一下這個東西, -
5:36 - 5:38馬上就可以看到結果。
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5:38 - 5:42實際上,現在只需要
把這個結果拿去認證, -
5:42 - 5:45進行飛行測試,再通過這些常規的
批准過程就可以了。 -
5:45 - 5:48這也說明,有時候最好的辦法
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5:48 - 5:52其實就是最簡單的方式。
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5:52 - 5:55但在兩年前,這個項目
根本沒有辦法實施, -
5:55 - 5:58只因為當時的技術還不夠成熟。
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5:58 - 6:02但如今,有了先進的運算方式及
網路的蓬勃發展, -
6:02 - 6:05現在正是創新的黃金時代。
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6:05 - 6:08所以我今天要問大家的是:
『還在等什麼?』 -
6:08 - 6:11以我們共同的力量,
我們今天就可以創造未來。 -
6:11 - 6:12謝謝大家!
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6:12 - 6:15(掌聲)
- Title:
- 飛機上的病毒如何傳播,又該如何阻止他們蔓延?
- Speaker:
- 雷蒙德.王
- Description:
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雷蒙德.王(Raymond Wang)只有十七歲,但他已經在幫助建立更加健康的未來。利用流體力學,他建立了一個飛機上空氣流動的計算模型,並發現了令人不安的事——當有人在飛機上打噴嚏時,氣流實質上會幫助病菌傳播給其他乘客。雷蒙德.王分享了一段令人難忘的動畫,有關於噴嚏是如何在機艙內傳播,以及他獲獎的解決方案:一個可以增加飛機裡新鮮氣流的小型魚鰭狀設備,並使含有病菌的空氣改道退出空氣循環。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 06:28
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