受到搜索外生命的启发的模型计算COVID-19传播的风险
找到地球以外的先进文明的机会是什么?1961年,天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)开发了一种数学公式,以估计以银河系寻找智能外星人的可能性。他的简单方程仅由七个变量组成,激发了关于其他令人困惑现象的新讨论。几十年后,他著名的公式继续影响宇宙中寻求周期生活的寻找。
受Drake方程式的启发,来自约翰·霍普金斯·惠廷工程学院的流体力学专家已经开发了一个公式来回答当下的问题:是什么决定了某人抓住Covid-19的机会?
在发表在液体的物理学,研究人员提出了数学模型估计Covid-19的空气传播风险。这种新模型的见解可以帮助评估预防性努力(例如戴面膜和社会距离)的良好方式,在不同的传输方案中保护我们。
“ Covid-19的传输途径仍然有很多混乱。这部分是因为没有共同的'语言'使人们容易理解风险因素该论文的合着者,机械工程系的教授拉贾特·米塔尔(Rajat Mittal)说,“参与其中。”如果我们可以更清楚地和定量的方式来形象化这个过程,我们可以更好地决定要恢复哪些活动以及避免哪些活动。”
越来越清楚的是,Covid-19最常见的是通过空中传播的人,通过咳嗽,打喷嚏,说话或呼吸产生的小呼吸液滴。临床传染病。
米塔尔说,但是被Covid-19感染的风险在很大程度上取决于情况。该团队的型号考虑了10个传输变量,包括感染和未感染者的呼吸率,被驱逐病毒的液滴的数量,周围环境和暴露时间。这些变量被乘以在一起,得出了将个人感染Covid-19的可能性的计算。
所提出的公式称为传染性空气传播不平等,或简称CAT不平等。
这项研究的机械工程教授,研究的合着者查尔斯·梅尼维(Charles Meneveau)说:“猫不平等特别有用,因为它将复杂的流体动力运输过程转化为一系列简单的术语,易于理解。”“正如我们所看到的,在公共卫生和环境危机中,像我们现在面临的公共卫生和环境危机中显然至关重要。”
根据场景,猫不平等的风险预测可能会有很大差异。例如,以健身房为例。我们都听说在健身房室内锻炼可以增加您获得Covid-19的机会,但是这真的有多风险?
“想象一下在健身房的跑步机上有两个人;两者都比平常更难呼吸。感染者正在驱逐更多的液滴,而未感染的人正在吸入更多的液滴。在那个狭窄的空间中,传播风险增加了一定范围200,”米塔尔说。
该团队补充说,该模型对于量化面具戴口罩和社交距离的价值很有用。如果两个人都戴着N95口罩,则传播的风险降低了400倍,而获取该病毒的机会不到1%。但是,根据模型,即使是简单的布面膜也会显着降低传输概率。团队还发现,社会距离与风险有线性相关性。如果将距离加倍,则将保护因子加倍,或将风险降低一半。
与大多数Covid-19型号一样,有些变量是已知的,有些变量仍然是一个谜。例如,我们仍然不知道需要多少个吸入的SARS-COV-2病毒颗粒来触发感染。环境变量(如风能或HVAC系统)也很难固定。
即使有了这些不确定性,研究人员也认为,他们的模型为了解我们的选择如何增加或降低我们获得病毒的风险提供了有用的框架。传染病模型通常被设计为专家理解。另一方面,团队开发的模型都可以访问每个人,从科学家和政策制定者到试图评估自己的风险的普通人。
该团队希望采用简单的数学方法来解决一个复杂的问题,将激发有关Covid-19传输的新对话,就像Drake模型启发了对智能外星人生活的新搜索一样。
“有了更多信息,您可以计算出非常具体的风险。更普遍地,我们的目标是介绍所有这些变量如何相互作用传播米塔尔说。“我们认为我们的模型可以告知未来的研究,这些研究将在我们对Covid-19的理解中缩小这些差距,并更好地量化我们所涉及的所有变量模型。”
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