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飛機上的病毒如何傳播,又該如何阻止他們蔓延?

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

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。

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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
06:28

Chinese, Traditional subtitles

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