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麻省理工学院的传感器证实,男性比女性更适合戴口罩

图片来源:Dreamstime

为了帮助降低Covid-19和其他空气传播疾病的传播,一种传感器已经开发出来,可以检测口罩的适合度。

该传感器由麻省理工学院的研究人员开发,可以测量口罩与佩戴者面部之间的物理接触,并可应用于任何类型的口罩。

利用这种传感器,研究人员分析了男性和女性受试者戴口罩的适合度,发现总体而言,口罩与女性面部的契合度远低于男性。

该研究的通讯作者Canan Dagdeviren说:“通过分析从研究中收集到的个人数据,我们意识到,我们在日常生活中使用的口罩并不非常适合女性参与者。”

研究人员希望他们的传感器能帮助人们找到更适合自己的口罩,而设计师也可以用它来创造出适合更多种脸型和尺寸的口罩。

该传感器还可用于监测呼吸频率和温度等生命体征,以及湿度等环境条件。

在Covid-19大流行期间戴口罩变得普遍之前,研究人员就开始了这个项目。他们最初的目的是使用嵌入口罩的传感器来测量在空气污染严重地区佩戴口罩的有效性。然而,一旦大流行开始,他们意识到这种传感器可以有更广泛的应用。

目前,测量口罩适合度的唯一方法是使用一种叫做口罩适合度测试仪的机器,它通过比较口罩内外的空气颗粒浓度来评估适合度。

然而,这种类型的机器只在医院等专业设施中使用,它们使用它们来评估口罩是否适合医护人员。

麻省理工学院的团队想要创造一种更友好的、便携的设备来测量口罩的贴合度。

“在这个项目中,我们想同时监测生物和环境条件,如呼吸方式、皮肤温度、人类活动、口罩内的温度和湿度,以及口罩的位置,包括人们是否戴得正确,”麻省理工学院博士后、论文的第一作者Jin-Hoon Kim说,“我们还想检查贴合质量。”

为了将传感器集成到口罩中,研究人员创建了一种设备,他们称之为适应性多模态传感器口罩(cMaSK)。测量各种参数的传感器被嵌入在一个柔性聚合物框架中,该框架可以可逆地连接到任何口罩的内部,围绕边缘。

为了测量贴合度,cMaSK在口罩边缘有17个测量电容的传感器,可以用来确定口罩是否在每个位置接触到皮肤。

cMaSK接口还具有测量温度、湿度和气压的传感器,可以检测说话和咳嗽等活动。

设备内的加速计可以显示佩戴者是否在移动。所有的传感器都被嵌入到一种叫做聚酰亚胺的生物相容性聚合物中,这种聚合物被用于支架等医疗植入物中。

研究人员让五名男性和五名女性在不同的场景中测试了cMaSK接口,并使用收集到的数据创建了一个机器学习算法,以计算研究中每个受试者的口罩匹配质量。

这些测量结果显示,由于脸型和大小的性别差异,女性的口罩佩戴程度明显不如男性。然而,如果女性戴上更小的外科口罩,适合度会略有提高。研究人员还发现,其中一名留胡子的男性受试者的口罩贴合质量很低,这在口罩和皮肤之间造成了缝隙。

研究人员希望他们的发现能鼓励口罩制造商设计出适合各种脸型和尺寸的口罩,尤其是适合女性脸型的。

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