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2022年12月16日 星期五
· 帶物聯網感測器的洪水監測系統
洪水和暴雨等自然災害,對世界各地的生命和財產構成威脅。如果沒有適當的洪水監測系統,這些自然事件往往會導致災難,嚴重影響經濟損失、社會混亂和城市環境破壞。雖然物聯網解決方案無法防止洪水氾濫,但即時資料監控,可以透過為社群建構主動解決方案,來幫助最大限度地減少潛在的損害。在物聯網洪水監測系統的幫助下,我們可以獲得有關降雨量、水位可能有多深,以及不斷變化的條件的即時資訊。
關於洪水
根據世界資源研究所的資料,到 2030 年,世界上受洪水影響的人數將翻一番。科學研究工作者顯示,自 1958 年以來,由於全球變暖,美國東南部(田納西州)在過去 60 年裡增加了 33%,近年來降雨量繼續增加。因此,即使 2021 年沒有毀滅性的洪水,它也將在 2022 年發生,因為這不是一個偶然的情況,而是一個正常化的情況。
說到這裡,不僅田納西州,而且美國一個非常大的城市紐約市,也在 8 月 22 日進入了罕見的暴雨。這場暴雨也是紐約 133 年來更嚴重的暴雨。
如今,受暴雨的影響,美國東南部和東北部地區的數十萬戶家庭和公司,正經歷停電困境。不僅在田納西州,而且在美國許多地區,由於未準備好的暴雨,災後必須在接下來的幾天內進行重建救援和恢復。
據統計,人類活動在世界許多地方造成毀滅性洪水的可能性就是一個例子。 未來發生毀滅性洪水的可能性將增加 9 倍。與此同時,全球降雨量增加了約 20%。有效監測和處理洪水災害,已成為社會發展的一個重要問題。
鑑於洪水的頻率和嚴重性,許多科技公司使用物聯網提出許多解決方案和對策。其中,帶有感測器的洪水監測系統被廣泛使用。
關於洪水監測系統
資料收集
有效的洪水監測系統應基於即時收集當地降雨量、河流水位和流量資料。 這可以透過安排相應的液位感測器和雨量計感測器來實現。操作員可以遠端掌握監測場景的水位和降雨量,並透過資料平台設定固定水位或降雨報警值。一旦該地區的降雨量超過警報值,或河流的水位超過設定的水位,將觸發警報,並透過電子郵件和簡訊通知工作人員。工作人員可以即時分析和採取措施。
資料上傳
即時資料上傳是洪水監測系統的核心。系統的監控主機負責資料處理。它每 2 秒鐘計算每個感測器的資料,收集這些資料,並透過 WIFI、乙太網、4G 或 Lora 等無線傳輸方法上傳到使用者雲平台。因此,在選擇洪水監控系統時,你應該選擇一個資料傳輸,不會受到外部訊號干擾的監控主機。即使附近有多個洪水監測系統同時工作,它們也可以確保它們不會相互干擾。
資料檢視和分析
洪水監控系統收集的資料,最終以無線方式傳輸到 freecloud 平台,或客戶自己的平台。工作人員不僅可以透過登入平台檢視即時資料,還可以設定警報值,並透過平台檢查各種感測器的工作條件。選擇一個可以在電腦上登入,並透過行動應用 app,遠端檢視資料的平台。透過這種方式,員工即使在移動時也能掌握資料,並及時做出反應。
Renke 洪水監測系統
技術創新和數位賦權,是提高洪水和乾旱災害預防水準的有效方法。為了科學有效地應對自然環境、地質災害和洪水災害的變化,Renke 根據政府的要求獨立開發了一個洪水監測系統。該系統由資料採集系統、太陽能電源系統、全天候保護盒、天氣觀測支架、影像監控系統和環境監測平台組成。透過佈署感測器收集終端,實現了智慧資料收集和整合上傳,結合後端環境監測平台,改進了防洪減災監測系統,加強了分析和判斷,即時釋出了警報資訊,為其安全穩定的執行提供了全面全面的保證。
其中,水位監測和降雨監測是洪水監測系統的關鍵部分。透過監測水位、總降雨量、即時降雨量、每日降雨量、當前降雨量和其他資料,它為洪水和水資源的綜合管理提供及時的服務。此外,它還支援各種環境監測終端,如溫度和溼度感測器、風速感測器、風向感測器、照度感測器、二氧化碳感測器和 PM2.5、PM10 感測器。
雨量計由漏鬥和固定在傾斜杆上的小容器組成。在容器傾倒之前,收集一定數量的降水,傾倒所有收集的水,並將電訊號傳送到資料發射器。我們的傾斜鬥雨量計可以讀取當天的降雨量、即時降雨量、昨天的降雨量、總降雨量、小時降雨量、最後一小時的降雨量、24小時最大降雨量、24小時最大降雨期、24小時最低降雨量和24小時最低降雨期。
液位感測器是一種用於測量液位的裝置,它將液位的高度轉換為輸出的電訊號。 測量範圍可以客製化,它可以在河流、湖泊和水庫中長期工作。
整個系統可以由太陽能供電,具有大容量的鉛蓄電池,並且可以在雨天和陰天連續工作七天,以確保裝置的正常執行。同時,它支援無線 4G 訊號或 RS485 訊號上傳模式,有效地降低了系統的整體成本,提高了系統可靠性,並適用於各種戶外環境。該系統安裝簡單,操作簡單,無佈線,有效解決了現場無電無網路電纜的施工問題。系統設計符合國家和行業標準,並滿足網路和共享的需求。它廣泛用於水文部門,用於河流、湖泊、水庫、水道和地下水等水文引數的即時監測。
Renke 洪水監測系統的特點
1. 遠端監控:洪水監測系統可以即時遠端檢視,當前環境中的溫度、溼度、降雨量、水位、水溫、照度、風速、風向和其他監測資料,以及現場裝置的執行狀態。
2. 即時監控:攝影機捕獲的影片影像,透過影像字元疊加,將資料同步到環境監控平台。透過影像監控,可以即時監控當前的水位、降雨情況和當前環境資訊,這便於遠端控制。
3. 超限警報:當任何監控資料超過管理員設定的上限時,平台將以簡訊、電話、電子郵件等形式,向管理員傳送警報資訊。
4. 歷史資料查詢和分析:洪水監測系統支援查詢司法管轄區內,一個或多個水和雨監測站的歷史資料。根據你的查詢需求,選擇相應的網站、時間範圍和資料型別(小時資料、每日資料、月資料、季資料),支援資料比較和分析,並以 PDF 和 Excel 格式匯出歷史資料報告。
5. 資料儲存:天氣監控主機用於資料採集系統,內建資料儲存,可以儲存 52 萬條記錄。當通訊失敗時,裝置將自動儲存它,並在恢復通訊後上傳儲存的資料。
6. 多端檢視:該系統支援多種方法,如 PC 和手機客戶端,可以隨時隨地檢視資料。
7. 大螢幕視覺化:集中滾動顯示每個監測點的環境監測資料,即時顯示水位、降雨和其他元素的動態曲線,資料清晰直觀,方便管理人員檢視系統。
· 巴塞隆納智慧城市如何將物聯網帶入生活
了解為什麼巴塞隆納是新交通領域的先驅城市
世界各地的城市都開始瞭解物聯網(IoT)的巨大潛力。在巴塞隆納,這些可能性已經開始成為現實。從 2012 年開始,該市在城市系統中佈署了響應式技術,包括公共交通、停車場、街道照明和廢棄物管理。這些創新節省了大量成本,改善了居民的生活品質,並使該市成為年輕的物聯網行業的中心。
西班牙是受 2008 年經濟衰退影響最嚴重的國家之一,整個歐洲的復甦一直緩慢。面對這些經濟挑戰,巴塞隆納利用技術將自己轉變為資料驅動、感應、智慧城市系統的模型。Xavier Trias,2011 年至 2015 年巴塞隆納市長,在城市服務技術創新平台上執行。上任後,他組建了一個名為 Smart City Barcelona 的新團隊,負責整合現有專案,並確定新的機會,以加強對該市所有人員和企業的服務。巴塞隆納智慧城確定了 12 個需要干預的領域,包括交通、水、能源、廢棄物和開放政府,並啟動了 22 個專案,包括跨城市系統的 83 個不同專案。
在啟動物聯網計劃時,巴塞隆納奠定了堅實的基礎:這些專案利用了城市內 500 公里的光纖電纜。這個廣泛的網路始於 30 年前,當時該市用早期光纖技術連線了兩座市政建築。光纖網路現在提供 90% 的光纖到家庭覆蓋率,並作為整合城市系統的骨幹網。
光纖網路是巴塞隆納居民和遊客與網際網路的直接連結。該市利用光纖基礎設施提供全市範圍的 WiFi。自 2013 年以來,熱點數量增加了 62%,達到 670 個 WiFi 熱點,最大距離為 100 米,WiFi 使用者數量翻了一番。
巴塞隆納還利用這種廣泛的光纖網路,在城市服務中建構單個物聯網系統。 為了提高能源效率,該市安裝了 19,500 個智慧電錶,用於監控和最佳化城市目標地區的能源消耗。在廢棄物管理方面,家庭將廢物存放在市政智慧垃圾箱中,這些垃圾箱可以監控廢棄物水準,並最佳化收集路線。這些感測器可以進一步增強,並制訂了計劃,以整合危險或冒犯性廢棄物的感測。
在交通方面,巴塞隆納奉行多式聯運戰略,推進電動汽車的使用和腳踏車共享,同時大力投資改善公共汽車和停車系統。新的數位巴士站將等待公車變成了互動式體驗,更新了巴士位置、USB 充電站、免費 WiFi 和工具,以幫助騎手下載應用程式,以幫助他們瞭解更多關於城市的資訊。
對於司機,巴塞隆納實施了一個感測器系統,引導他們找到可用的停車位。 嵌入瀝青的感測器,可以感知車輛是否停在給定的位置。透過引導司機前往開放空間,該計劃減少了擁塞和排放。司機使用的定位停車應用程式 ApparkB 也允許他們線上支付停車費用。在實施後的一年內,該市每天透過申請發放 4000 份停車許可證。
該市同時實施 2012 年釋出的巴塞隆納照明總體規劃,該計劃使用智慧技術,來提高城市燈柱的效率和實用性。到 2014 年,1100 多個燈柱已過渡到LED,降低了能耗。當行人近在附近時,燈柱會感應;當街道空蕩蕩的時,燈光會自動變暗,以進一步節約能量。燈柱也是該市 WiFi 網路的一部分,在整個城市提供一致的免費網際網路接入。此外,他們配備了感測器,可以收集空氣品質資料,將資訊傳遞給城市機構和公眾。累積而言,這些改進在整個城市照明系統中節省了 30% 的能源。
為了最大限度地提高該市公園的效率,巴塞隆納實施了物聯網技術,以遠端感應和控制公共噴泉的公園灌溉和水位。使用感測器來監測雨水和溼度,公園工人可以確定每個區域需要多少灌溉。 然後,電閥系統被遠端控制,以在整個城市輸送必要的水。該計劃在 68% 的公共公園實施,幫助該市實現了 25% 的節約節約 55,000 美元。
這些系統共同構成了一個「網路網路」,生成的資料可供城市機構,和尋求更好地瞭解當地環境的公民,使用這些資料來改善城市營運。巴塞隆納的整合感測器網路透過 Sentilo 中繼,Sentilo 是一個專門為該市開發的平台,現在是開源的,可供其他政府重複使用。透過這個平台,資料被管理和共享到公民和城市工人。為了方便公民訪問,該市開發了 44 個資訊站亭,居民可以在那裡找到資訊、訪問服務並向政府提出請求。
這些改進已經為城市節省了資金,並減少了寶貴的能源和水的消耗。巴塞隆納估計,物聯網系統幫助節省了 5800 萬美元的水資源,每年增加了 5000 萬美元的停車收入,併創造了 4.7 萬個新工作崗位。透過智慧照明,該市報告每年額外節省 3700 萬美元。
為了利用該市物聯網專案周圍的能源,巴塞隆納積極培育了當地技術行業。 該市擁有 2.3 億美元的公共資金,重新開發了一個工業區,建立了 22@Barcelona,新創企業正在將公共資料,用於新應用程式和開發物聯網技術。這些新創企業包括 things.io,它目的在成為物聯網世界的主要服務提供商。其中一些本土公司已經開始在市場上取得成功。One 22@Barcelona 居民 Worldsensing 開發了一種地下停車感測器,城市可以使用該感測器來管理公民停車。
巴塞隆納在 22@Barcelona 區試點了 Fastprk 工具,幫助產品透過現實世界的實施來發展。雖然巴塞隆納最終購買了不同的工具,來進行更廣泛的實施,但 Fastprk 正在尋找一個市場,在莫斯科安裝了 10,000 台。除了培養當地公司外,22@Barcelona 還在吸引私人投資。思科宣佈計劃向一個專注於萬物聯網(IoE)的新中心投資 3000 萬美元。 對於思科來說,這將是繼巴西和韓國的發展之後的第三個 IoE 創新中心,從而使巴塞隆納成為歐洲大陸的主管者。
透過投資城市系統的物聯網,巴塞隆納取得了廣泛的好處。從減少擁塞和減少排放,到節約水電成本,再到經濟發展,該市對生產更智慧城市基礎設施的承諾,正在改變治理品質以及居民、工人和遊客的生活品質。
· BIM 實際應用中的問題
不只是縮時,還有粉塵、噪音、位移偵測 |
在建築項目中實施 BIM 具有挑戰性,但一旦採用,BIM 方法會帶來多重好處,尤其是在生產力領域。BIM 有助於自由地創建可視化、剖面和立面圖,並有助於將這些資訊整合到建築物、基礎設施和設施的建設和維護過程中。
BIM 實際應用中的問題,通常與 BIM 方法或軟體的能力無關,而是與現有系統中的有效實施,以及培訓和裝備團隊掌握利用其眾多優勢,所需的技能有關。
以下是組織在實施 BIM 時面臨的一些最常見問題。在開始實施之前解決這些問題可以節省項目並大大提高所獲得的收益。
領導力薄弱
當一家公司,或者更確切地說是經理,在不理解這意味著什麼的情況下要求實施BIM ,僅僅因為他們聽說這是未來或「在」什麼,通常不會有好的結果。
這是 BIM 實施項目面臨的最重要的挑戰。儘管公司充分了解這種管理建築業務的新方式的一般好處,但客戶並不完全了解該方法,對公司工作方式的真正範圍和影響。
如果沒有了解 BIM 真正維度,並採取措施讓所有員工參與項目的強有力的領導,成功就困難得多。
實施成本高
任何商業組織中可能出現的最大問題,是 BIM 實施的高成本。我們談論的不是設備和技術成本,而是不太明顯但非常重要的費用。
在實施 BIM 時,你需要考慮業務營運的所有元素,從合規應用到供應商組件規範,都需要簡化並整合到單個系統中。
此外,如下所述,你應該考慮培訓或僱用,具有足夠 BIM 知識和經驗的員工的潛在成本。
在大中型公司中,將他們的設備與 BIM 對齊可能更容易,因為他們擁有能夠適當適應的大型團隊。在較小的公司中,一次甚至在一段時間內將整個團隊投入到 BIM 項目中更加困難。
對他們來說,一個可行的選擇是利用外部顧問的經驗和知識,他們將幫助他們保持團隊完整,促進將 BIM 技術更好地集成到他們的業務模型中。
抗拒改變
大多數員工習慣於使用他們熟悉,並精通的傳統工具。有許多障礙阻礙專案參與者使用最新技術和 BIM。障礙包括害怕失敗、離開舒適區、學習如何使用軟件的時間,以及在許多情況下,缺乏經理和公司管理層的支持。
在這種環境中實施完全不同的綜合技術,需要管理層做出適當的策略決策,讓員工使用可用的知識和經驗來執行實施,而不改變現有的工作模式。
缺乏合作
從 BIM 技術中獲得最大收益與最大化,所有專案成員協作的能力直接相關。無論領導者是誰,所有關鍵參與者都參與其中,這對整個團隊來說是最大的好處。
不確定
正如我們所提到的,在組織中正確實施 BIM,以獲得最大利益是一個複雜的過程,需要許多參與者的參與。因此,充分規劃和定義不同的活動非常重要。
有必要將 BIM 納入公司目標的正確措施中,既不能達不到預期的收益,也不能過量,產生超出用戶處理能力的 BIM,這顯然是一種浪費。
與非 BIM 系統共存
在同一辦公室內使用 BIM 和非 BIM 系統,會帶來人員配備問題。借助 CAD 等單一軟體平台,任何員工都可以參與相關項目。但是,在 BIM 應用中,只有一小部分工作人員可用。
應根據團隊成員的規模、時間和可用性,仔細選擇 BIM 試點或 BIM 培訓專案。團隊成員的這種劃分,可能會降低組織的團隊效率和計費時間。
另一方面,擁有大量資產的 BIM 用戶公司面臨著現有資產(不是用 BIM 設計的)與要根據該方法整合的新資產的長期共存問題。將非 BIM 資產整合到新的基於 BIM 的資產管理工具中,將是有效過渡的一個關鍵方面。
· 主題公園鼓勵遊客使用行動裝置的 4 種智慧方式
行動裝置的使用正變得越來越普遍,它也正在慢慢滲透到遊樂園行業。然而,該行業並沒有真正利用這個機會,因為人們認為,在公園內使用手機將破壞參觀主題公園的全部目的。
然而,一段時間以來,這種看法已經改變,主題公園正在慢慢納入透過個人裝置和普通裝置應用程式吸引遊客的方法。
很少有遊樂園策略性地,將智慧手機和平板電腦的使用納入其中,透過自助諮詢和回饋站,提供資訊娛樂和增強遊客體驗。
以下是一些公園為鼓勵在公園內使用平板電腦和行動裝置而正在做的事情的列表:
個人智慧手機/平板電腦:
- 行動應用程式:遊客可以在移動裝置上享受公園的完整指南。他們可以使用該應用程式來找出公園裡各種有趣的遊樂設施、興趣點、詳細的描述和照片等。該應用程式還包含一個支援 GPS 的互動式地圖,以幫助遊客在公園中導航,避免迷路。
- 行動成名程式:此功能為數量有限的人提供成長的成長選項。有了這個功能,遊客可以使用平板電腦或手機預訂搭便車,然後他們可以去吃點東西,而不是等待,當等待時間縮短到幾分鐘的騎行時,應用程式會提醒他們,他們可以回去加入佇列。
常見裝置:
- 回饋應用程式:許多遊樂園引入了應用程式,遊客可以在參觀完後立即對公園內的遊樂設施或餐飲店進行評價。這些應用程式是餐館和公園對其服務立即做出反應的好方法。反饋應用程式建立一個論壇,並鼓勵訪問者提交他們的想法、問題或建議,包括消極和積極的。這將有助於公園的管理層衡量哪些想法真正有用,哪些是可以實施的,哪些是孤立的。 該應用程式的統計功能幫助公園所有者響應問題和想法,並提供幫助以提高公園的線上評級。
- 擴增實境體驗:為了讓客人以更好的方式連線到各種遊樂設施和景點,許多公園都想出了功能,遊客可以透過應用程式與遊樂設施互動,甚至在嘗試之前就建立對遊樂設施的期待。
問題和挑戰:
上述用例非常有益,對客戶體驗有很大貢獻。然而,在主題公園為遊客佈署通用平板電腦將帶來很多挑戰,例如:
- 平板電腦被濫用
- 裝置安全
- 追蹤
- 確保裝置正常執行時間
跨公園管理大量部署裝置也成為一項巨大的挑戰。
解決方案:
使用 SureLock 等裝置鎖定解決方案,可以解決裝置濫用和篡改設定問題。 世界各地的組織廣泛使用 42Gears 的 SureLock 來滿足其裝置鎖定要求。SureLock 提供強大的裝置鎖定,具有廣泛的定製和維護功能。它還與 SureMDM 等行動裝置管理解決方案很好地整合。
像 SureMDM 這樣的行動裝置管理工具在保護已佈署的裝置、追蹤和定位裝置以及遠端更新裝置,以確保即時正常執行時間方面非常有幫助。
42Gears 中的許多客戶都使用 SureLock 和 SureMDM 的組合來進行類似的業務設定和要求。
· 美國太空總署的科學使首次檢測到減少的人類二氧化碳排放
太空站實驗在地球上發現甲烷「超級排放者」
研究人員首次發現,由於人類活動的排放,全球大氣二氧化碳(CO2)的短期區域波動。
科學家們結合了美國太空總署的衛星和大氣建模,對人類二氧化碳排放變化進行了首次的檢測。 這項新研究使用美國太空總署軌道碳天文台-2(OCO-2)的資料來測量新冠肺炎大流行期間太空二氧化碳排放量的下降。隨著每天和每月資料產品現在向公眾開放,這為近即時跟蹤人類活動,對二氧化碳濃度的集體影響開闢了新的可能性。
以前的研究調查了疫情早期封鎖的影響,發現 2020 年全球二氧化碳水準略有下降。 然而,透過將 OCO-2 的高解析度資料與美國太空總署戈達德地球觀測系統(GEOS)的建模和資料分析工具相結合,該團隊能夠縮小哪些每月變化是由人類活動引起的,哪些是區域範圍內的自然原因造成的。這證實了之前基於經濟和人類活動資料的估計。
該團隊的測量結果顯示,在北半球,2020 年 2 月至 5 月,人類產生的二氧化碳濃度增長下降,夏季反彈,與當年全球排放量下降 3% 至 13% 是一致的。
該團隊表示,這些結果代表了研究人員研究氣候變化區域影響和追緩解決策略結果的飛躍。該方法允許在大氣二氧化碳發生變化後,一兩個月內檢測這些變化,從而提供關於人類和自然排放如何演變的快速、可操作的資訊。
與新冠病毒相關的封鎖讓科學家們意外而詳細地瞥見了人類活動如何影響大氣成分。 最近兩項研究,一項側重於氮氧化物,另一項研究二氧化碳濃度,能夠以前所未有的細節檢測到封鎖的大氣「指紋」。
學分:美國太空總署/凱蒂·傑普森
美國太空總署追蹤新冠肺炎的大氣指紋
地球大氣層的微妙變化
二氧化碳(CO2)是一種存在於大氣中的溫室氣體,其濃度因植物呼吸、與世界海洋的交流,以及化石燃料燃燒和森林砍伐等人類活動等自然過程而發生變化。自工業革命以來,大氣中的二氧化碳濃度增加了近 49%,2013 年人類歷史上首次達到百萬分之 400。
當政府在新冠肺炎疫情早期要求公民呆在家裡時,路上的汽車減少意味著釋放到大氣中的溫室氣體和汙染物數量大幅下降。但馬裡蘭州格林貝爾特戈達德航天飛行中心的美國太空總署全球建模和同化辦公室的研究氣象學家Lesley Ott 說,二氧化碳的「大幅下降」需要放在背景中。這種氣體在釋放後可以在大氣中持續長達一個世紀,這就是為什麼短期變化可能會在全球整體碳循環中消失 —— 這種吸收和釋放的序列涉及自然過程和人類過程。2020 年初的封鎖是今年二氧化碳總數的一小部分。
Ott 說:「2020 年初,我們看到澳洲的大火釋放了二氧化碳,我們看到了印度各地植物的更多吸收,我們看到所有這些不同的影響混淆了。」「挑戰是試圖解開它,並瞭解所有不同的元件是什麼。」
直到最近,衛星技術還無法測量這些型別的變化。 美國太空總署的 OCO-2 衛星具有高精度光譜儀,目的在接收更小的二氧化碳波動,並與全面的 GEOS 地球系統模型相結合,非常適合發現與疫情相關的變化。
戈達德和摩根州立大學的主要作者布拉德·威爾說:「OCO-2 不是為監測排放而設計的,但它目的在看到比我們在新冠病毒中看到的訊號更小。」Weir 解釋說,OCO-2 任務的研究目標之一,是追蹤人類排放如何根據氣候政策而發生變化,預計氣候政策將導致二氧化碳的微小、漸進的變化。「我們希望這個測量系統能夠檢測到,像新冠病毒這樣的巨大破壞。」
該團隊將大氣二氧化碳的測量變化與封鎖,導致的排放變化的獨立估計進行了比較。除了確認這些其他估計外,排放模型和大氣二氧化碳測量之間的一致性還提供了強有力的證據,證明減少是由於人類活動造成的。
GEOS 提供了關於影響二氧化碳排放,和運輸的風力模式,和其他自然天氣波動的重要資訊。Ott 說:「這項研究真的把一切都彙集在一起,以解決一個極其困難的問題。」
仔細觀察溫室氣體
該團隊的結果顯示,從 2020 年 2 月到 5 月,北半球的二氧化碳濃度增加有所下降(相當於全球排放量減少3%和13%),這與活動限制和自然影響應如何影響大氣的電腦模擬一致。
由於另一個破紀錄的氣候異常:印度洋偶極子或 IOD,南半球的訊號沒有那麼清晰。 IOD 是東南亞比正常水準更涼爽的海洋和東印度洋(「正」階段)或相反(「負」階段)的海洋比正常溫度高的週期性模式。2019 年底和 2020 年初,IOD 經歷了一個強烈的積極階段,在撒哈拉以南非洲產生了豐富的收穫季節,併為創紀錄的澳洲火災季節做出了貢獻。該團隊表示,這兩項事件都強烈影響了碳循環,使檢測新冠病毒封鎖訊號變得困難 —— 但也表明瞭 GEOS/OCO-2 在未來跟蹤自然二氧化碳波動方面的潛力。
GEOS/OCO-2 資料為美國太空總署、歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發廳之間的合作夥伴關係,為新冠肺炎地球觀測儀表板中的指標之一提供動力。儀表板彙編全球資料和指標,以跟蹤封鎖、交通量大幅減少和其他與新冠病毒相關的行動如何影響地球生態系統。
GEOS-OCO-2 同化產品可免費下載,研究人員和想要進一步調查的學生可以訪問它。
「科學家可以去這個儀表板說,‘我看到二氧化碳訊號中有一些有趣的東西;那可能是什麼?」Ott 說。「在這些資料集中,我們沒有接觸到各種東西,我認為它有助於人們以一種新的方式進行探索。」
該團隊表示,未來,新的同化和分析方法也可以用於幫助監測氣候緩解計劃和政策的結果,特別是在社群或區域層面。
Ott 說:「有能力監測我們的氣候變化,知道這項技術已經準備就緒,這是我們真正引以為豪的事情。」
.3D 列印將成為醫療領域的新生力量
截至 2015 年年底,美國食品和藥物管理局(FDA),已批准銷售超過 85 種 3D 列印醫療設備,如義肢、手術工具和損傷骨頭的人工替代品。Spritam 是一種用於治療癲癇的藥物,其已經成為第一款獲得 FDA 批准的 3D 列印藥物。3D 列印機的這些用途是創新的,但它們主要提供了另一種醫療技術的方法。生物 3D 列印技術的不斷發展,將成為改變現有醫療領域的新生力量。
類似於常規列印機可以再現數位照片和文檔一樣,3D 列印機可以建構電腦輔助設計(CAD)文件設計的任何東西。根據來自 CAD 文件的指令,當 3D 列印機將材料(通常是塑料、金屬,或在生物列印的情況下,活細胞)沈積到連續的二維層上時,3D 列印機向上移動,噴墨器將微量的材料落在 3D 列印物體的頂部上。這些機器通常採用稱為噴墨印刷的技術。
為了使活細胞能夠經受這個過程,工程師需要解決噴墨內部的高壓和高溫。 Thomas Boland、William Crisp Wilson 和 Tao Xu 獲得了 2006 年的專利,他們成功地將 3D 列印機的多功能性擴展到生活結構。他們對噴墨列印的修改使得 25% 至 85% 的印刷細胞,在孵化 24 小時後仍然存活。生物列印細胞現在可以存活數周,而且工程師正在繼續努力,以進一步延長細胞壽命。
成千上萬的加拿大人需要器官捐贈者
該技術具有潛在的輓救生命的應用。據加拿大政府稱,2014 年有超過 4,500 名加拿大人等待與器官捐贈者匹配。同年,等待名單上的 278 名需要器官移植的加拿大人過世。如果生物列印機發展到可以製造可植入器官的程度,醫療保健系統可以消除器官捐贈者數目,與依賴器官捐贈生存的人數之間的差距。生物技術公司 Organovo 的研究有助於改變這一情況,拯救更多的生命。考慮到上述 278 名加拿大人中,有三分之一死於缺乏可移植腎臟,Organovo 的生物列印功能性人類腎臟組織的能力,為未來器官移植帶來了希望。
除了保證活的器官的可再生來源,生物列印的最先進的用途,將是與器官移植相關的額外的挑戰。接受人類供體的器官需要患者無限期地抑制其免疫系統,拒絕外來組織的動力。因此,器官捐贈的受益者必須在其餘生中,削弱其對疾病的天然保護。在開始生物列印過程之前,患者的醫生將在實驗室中提取健康細胞的樣品以進行繁殖。然後,生物列印機將用患者的細胞建構替代組織,從而允許免疫系統將新組織識別為安全的。不同於等待接受來自相容 DNA 的人的器官,使用生物列印的醫生可以準確地告訴他們的患者,什麼時候新的器官準備好手術。在這兩種方式中,生物列印將消除健康器官何時可用的不確定性,以及患者的身體是否將接受供體的組織。
除了自動化器官捐贈,生物列印可能最終提供替代治療。在威克森林再生醫學研究所,一個培訓醫學生的校園,研究人員正在開發生物列印皮膚,目的是治療燒傷的受害者。嚴重燒傷通常需要使用受害者的一些健康皮膚,來覆蓋受損區域。如燒傷恢復中心所解釋的,使用來自另一個人的皮膚,僅足以在免疫系統做出侵略性反應的醫生去除捐贈皮膚之前的一至三周。因此,唯一的永久性治療需要醫生製造與第一次相同的第二次傷口,而維克森林研究所報告說,其生物列印機可以製造足夠的替換皮膚,以覆蓋通常需要的十倍健康組織的燒傷。
尚未廣泛使用
不幸的是,將受益於器官列印的這些優點的人們,必須等待該技術成為可行且廣泛可用的選擇。複製人體器官的複雜結構是生物列印中最有雄心的目標之一,特別是將生物列印的組織植入人體時。當生物列印機發展時,他們的產品仍然在醫學科學中得到立即應用。Organovo 的腎臟和肝臟組織,可以使研究人員測試其在生物列印組織上的藥物。這些測試的結果可以幫助研究人員確定哪些藥物最有可能在臨床試驗中成功,從而加速釋放新藥物的過程。
在醫學之外,這種避免對人類進行產品測試的嚴格規定的機會,吸引了其他公司的投資。2015 年,Organovo 宣佈與歐萊雅合作,致力於他們的生物列印人類皮膚的研究。化妝品公司打算在生物列印的組織上測試其產品。
在像 Organovo 這樣的公司獲得這種類型申請的批准之前,政府將需要為生物列印產品的品質,和可獲得性制定明確的監管標準。生物列印技術的迅速發展,迫使立法者考慮社會如何使用和控制大規模生產人體纖維的力量。