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Un nuevo concepto de la comunicación para descubrir partículas virus-cargadas

¿Cuánto tiempo las partículas virus-cargadas persisten en un elevador después de una persona infectada con las hojas COVID-19? ¿Y hay una manera de descubrir esas partículas? Un grupo de ingenieros eléctricos y de informáticos en KAUST se estableció para contestar a estas preguntas usando ecuaciones matemáticas de la dinámica de fluidos.

Nosotros found1 que las partículas virus-cargadas se pueden todavía descubrir varios minutos después de un viaje corto del elevador por una persona infectada.”

Osama Amin, ingeniero eléctrico, universidad de ciencia y tecnología de rey Abdullah

Las ecuaciones de las personas y las simulaciones de la respiración sugieren que la capacidad de un biosensor de descubrir un virus perfeccione cuando esté colocada en una pared del elevador que pueda reflejar partículas. También, proteger a los inquilinos futuros, la cantidad de partículas en el aire puede ser reducida haciendo las otras tres paredes absorbentes.

Amin y sus colegas en KAUST han estado trabajando en desarrollar un concepto no tradicional de la comunicación llamado “comunicación vía la respiración.” La substancia química de los modelos concept2 y las moléculas biológicas emitidas en la respiración exhalada como si sean portadores de información en un sistema de comunicación que se pueda descubrir en el otro extremo por un “receptor,” en este caso un biosensor.

“Esta clase de estudio requiere para entrar de investigadores con experiencia variada en el modelado del canal, el diseño de sistema y la integración teóricos, y los esquemas del aprendizaje de máquina,” dice a Amin.

En su trabajo previo, utilizaron ecuaciones para entender cómo las moléculas exhaladas se dispersan en spaces3 abierto. Ellos también proposed4 que un sistema que detectaba que puede descubrir las moléculas exhaló de la respiración de la gente en las reuniones en masa.

En su trabajo actual, desarrollaron un modelo y las simulaciones que describen qué suceso a las moléculas exhaladas en la respiración dentro de un cuarto cerrado durante espacio y tiempo. Su modelado tomó en la consideración las capacidades de paredes de absorber o de reflejar partículas. Una vez que sus modelos podían describir, resolver y simular la concentración virus-cargada de la partícula en un pequeño cuarto sobre espacio y el tiempo, los investigadores trabajados en el cálculo de la probabilidad de un biosensor que puede descubrir esas partículas.

Los cálculos asumieron el despliegue de un biosensor que utiliza los anticuerpos para atar a un virus específico y para iniciar una señal. También explicaron parámetros tales como tiempo y volumen del muestreo del aerosol, eficacia del muestreo y la probabilidad de los anticuerpos que ataban a un virus.

“Nuestro estudio ofrece matemático vital y los engranajes de la simulación para nuestra investigación de cabeza sobre la comunicación vía la respiración, que esperamos serán utilizados para más análisis y diseños de sistema,” dice al informático de KAUST Basem Shihada.

Las personas ahora están desarrollando un prototipo del muestreo y de la detección del aerosol para las substancias químicas orgánicas exhaladas en la respiración. “También proyectamos en proponer los mecanismos que reducen la probabilidad de la infección en pequeños espacios, incluyendo mecanismos de la ventilación, sanitization periódico del aire y el diseño de paredes absorbentes y reflexivas,” decimos Shihada.

Source:
Journal reference:

Amin, O., et al. (2021) Viral Aerosol Concentration Characterization and Detection in Bounded Environments. IEEE Transactions on Molecular, Biological and Multi-Scale Communications. doi.org/10.1109/TMBMC.2021.3083718.