Cuando el MIT anunció planes para dar la bienvenida a algunos estudiantes universitarios, intensificar las operaciones de investigación y aumentar la cantidad de personal en el campus el otoño pasado , su administración enfrentó el desafío de hacerlo de una manera que minimizara el riesgo de una epidemia en el campus. Al estilo típico del MIT, varios equipos de ingenieros e investigadores comenzaron a diseñar y desarrollar soluciones para proteger la comunidad del campus.
Durante el verano, un equipo interdepartamental de investigadores trabajó en conjunto para lanzar un tráiler de prueba Covid-19 fuera del MIT Medical que podría probar hasta 1.500 personas por día. Se colocó un segundo tráiler junto al tráiler de prueba para realizar un análisis térmico inicial de las temperaturas del paciente.
"El tráiler térmico se basa en los esfuerzos de investigación en curso en mi laboratorio, para realizar varios tipos de mediciones sin contacto de humanos tanto en el hogar como en entornos naturales", dice Brian Anthony, investigador principal y director del Laboratorio de Realización de Dispositivos .
Dos estudiantes de posgrado del laboratorio de Anthony, Ivan Goryachev y Ryan Koeppen & # 39; 19, trabajaron junto a un equipo dirigido por Anthony y el becario postdoctoral Xiang "Shawn" Zhang SM & # 39; 15, PhD. & # 39; 19 sobre el desarrollo del tráiler térmico y quioscos posteriores que podrían desplegarse en otras ubicaciones del campus.
“Una vez que aumentaron los casos de Covid-19 en Massachusetts, quedó claro que se necesitaban nuevas soluciones para respaldar las operaciones del campus. Fue entonces cuando nuestro equipo comenzó a explorar cómo aplicar nuestra investigación de detección de signos vitales sin contacto al problema actual ”, dice Koeppen.
Como estudiante de ingeniería mecánica en el MIT, Koeppen desarrolló un interés en el uso de diseños de ingeniería mecánica para aplicaciones médicas. El trabajo de Anthony en ultrasonido y detección en medicina convirtió al Laboratorio de Desarrollo de Dispositivos en la elección perfecta para Koeppen cuando comenzó sus estudios de posgrado el otoño pasado.
Goryachev, por otro lado, tiene experiencia en el aspecto material del diseño de productos. Graduado del programa de Ingeniería Mecánica de la Northeastern University, formó parte del equipo fundador de Sparx Hockey, que produce afiladores automáticos de patines de hielo.
En junio, el equipo de Anthony comenzó a desplegar rápidamente equipos disponibles comercialmente en el remolque de escaneo térmico para medir la temperatura corporal antes de que las personas se sometieran a una prueba de hisopo en el remolque de escaneo térmico. prueba fuera del MIT Medical.
“La idea general, como nos explicó la gente de MIT Medical, es preseleccionar a las personas en un remolque para poder separar a las personas obviamente sintomáticas y enviarlas a un área segura. dentro del MIT Medical para limitar las posibilidades de propagación ”, dice Goryachev.
El primer tráiler utiliza cámaras térmicas para detectar altas temperaturas. Después de ser escaneado, aparecerá un mensaje en una pantalla que indicará si las personas pueden caminar de manera segura hasta el remolque de prueba de hisopos o, si su temperatura es alta y la verifica un segundo termómetro sin contacto, proceda directamente a un área seguro de MIT Medical.
Zhang creó el software y el sistema de imágenes que combina cámaras infrarrojas y visibles calibradas. El sistema rastrea y mide la temperatura de la piel de un sujeto alrededor de los ojos, que refleja la temperatura interna de un individuo. También incorpora sensores adicionales para medir y corregir los efectos ambientales como la temperatura ambiente y la humedad. Goryachev construyó el montaje mecánico y la configuración de rodadura para el sistema de cámara y pantalla.
Mientras Goryachev y Zhang trabajaban en la puesta en servicio del remolque de barrido térmico, Anthony y su equipo comenzaron a descubrir otras posibilidades para implementar esta tecnología más ampliamente en el campus.
"Hemos comenzado a hacer un trabajo preliminar sobre cómo podemos adaptar y ampliar lo que Ivan y Shawn han hecho con el tráiler, en términos de tamaño, costo y características adicionales, para que se puede implementar fácilmente en otras ubicaciones del campus o para otros casos de uso. Koeppen agrega.
El equipo utilizará sensores ópticos, acústicos y de radar y cámaras térmicas disponibles comercialmente para equipar los quioscos. Su objetivo es implementar inicialmente un sistema de detección térmica para satisfacer las necesidades actuales del campus, con escalabilidad para integrar más sensores para señales adicionales, incluida la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y la saturación de oxígeno del campus. sangre, dando una imagen más completa del estado fisiológico de un individuo.
“Por lo general, para obtener información confiable sobre la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, tiene que haber algún tipo de contacto con un paciente”, dice Koeppen. "Si pudiera medir estos datos de manera robusta con sensores que no requieren contacto con el paciente, sería un nuevo avance en términos del uso de sensores en medicina".
Además de equipar los kioscos con sensores de bajo costo, el equipo se centró en desarrollar un diseño que pudiera fabricarse de manera escalable. Goryachev ha trabajado con una empresa que puede tomar diseños CAD y enviar piezas precortadas para facilitar el montaje.
"Estamos tratando de lograr un equilibrio para asegurarnos de que los quioscos tengan suficiente seguridad para los componentes internos mientras creamos algo que sea económico y realmente fácil de ensamblar", agrega.
El equipo está considerando diferentes escenarios en los que un quiosco de evaluación humana de autoservicio podría usarse para satisfacer las necesidades del campus durante la pandemia de Covid-19, como la detección diaria rápida en las entradas o el autoservicio. atestación cuantificada. Los quioscos también ayudarán a explorar nuevos sensores sin contacto y sus usos en la salud y el bienestar.
“No todos los días se tiene la oportunidad de desarrollar sistemas que recopilen datos humanos de potencialmente miles de personas de una manera relativamente controlada y rápida”, dice Koeppen. "Tenemos la suerte de desarrollar nuestras habilidades en ingeniería y diseño centrado en el ser humano, y de ayudar al campus".
Para Koeppen, una de las principales conclusiones de los proyectos de remolques y stands ha sido cuánta gente está dispuesta a ayudar. "La gente ve la necesidad inmediata que estamos abordando a través de nuestro trabajo, por lo que todos han estado listos para participar e involucrarse", agrega.