人类消化道细菌的综合目录

人类消化道是数千种不同细菌的家园。其中许多是有益的,而另一些则会导致健康问题,如炎症性肠病。麻省理工学院(MIT)和布罗德研究所(Broad Institute)的研究人员目前已分离并保存了近8000个这种菌株的样本,同时也阐明了它们的遗传和代谢背景。

这个数据集(BIO-ML),这是用于其他研究人员想要使用它,应该有助于阐明人类肠道中的微生物种群动力学和可能有助于科学家开发新的治疗各种疾病,Eric Alm说,麻省理工学院微生物信息中心主任和教授治疗和生物工程和麻省理工学院土木与环境工程。

“在微生物领域有很多令人兴奋的东西,因为这些细菌与健康和疾病之间存在关联。但是我们还不能理解为什么会这样,这其中的机制是什么,以及那些导致细菌与疾病联系在一起的细菌的功能是什么,”Alm说,他是这项研究的资深作者。

研究人员在长达两年的时间里收集了大约90个人的粪便样本,让他们了解微生物种群是如何随着时间的推移而变化的。这项研究的重点是居住在波士顿地区的人们,但研究团队现在正在从全球各地收集更多样化的样本,希望保存在工业化社会中没有发现的微生物菌株。

“现代技术比以往任何时候都更能让我们分离出未经培养的人类肠道细菌。探索这种基因和功能的多样性是令人着迷的——无论我们看哪里,我们都会发现新的东西。麻省理工学院高级博士后、该研究的主要作者之一玛蒂尔德•波耶特(Mathilde Poyet)表示:“我相信,用生活在不同生活方式的个体的大量菌株丰富生物信息库,对于未来人类微生物研究的进展至关重要。”

麻省理工学院的研究员马修·格鲁辛和前博士后肖恩·吉本斯也是这项研究的主要作者,研究结果发表在9月2日的《自然医学》杂志上。哈佛医学院(Harvard Medical School)医学教授、布罗德研究所(Broad Institute)成员拉姆尼克·泽维尔(Ramnik Xavier)是这项研究的资深作者,他与阿尔姆·泽维尔(Alm)一起撰写了这篇论文。

微生物动力学

人类消化道中有上万亿的细菌细胞,尽管科学家们相信这些细胞群会随着时间的推移而变化和进化,但却很少有机会观察到这一点。通过OpenBiome组织,Alm和他在麻省理工学院和布罗德研究所的同事们获得了大约90个人的粪便样本。OpenBiome组织收集粪便样本用于研究和治疗。

在大部分分析过程中,研究人员关注的是在大约12个人身上发现的微生物,这些人在长达两年的时间里提供了样本。

Alm说:“这是一个独特的机会,我们认为这将是一组伟大的个体来真正挖掘和更彻底地描述微生物种群。”“到目前为止,还没有大量的纵向研究,我们想把这作为我们研究的重点,这样我们就能了解每天的变化。”

研究人员从控制人类胃肠道的六种主要细菌门中分离出7758株菌株。研究人员对其中3632个菌株进行了全基因组测序,并对剩余菌株的部分基因组进行了测序。

通过分析单个宿主内微生物种群如何随着时间的推移而变化,研究人员发现了菌株之间的一些新的相互作用。在一个案例中,研究人员发现三种相关的vulgatus拟杆菌菌株共存于一个宿主内,它们似乎都是从宿主内的一个祖先菌株中分离出来的。在另一个病例中,几乎在一夜之间,一株血多血杆菌完全取代了同一物种的相关菌株。

“这是我们第一次看到这些真正不同的动态,”Alm说。

人口变化

研究人员还测量了粪便样本中发现的许多代谢物的数量。这项分析表明,氨基酸水平的变化与一个人体内微生物种群随时间的变化密切相关。然而,不同人群中微生物种群组成的差异与不同水平的胆汁酸密切相关,胆汁酸有助于消化。

研究人员并不清楚是什么导致了氨基酸和胆汁酸水平的差异,但他们表示,这些差异可能受到饮食的影响——他们希望在未来的研究中研究这种联系。他们还将所有数据发布到网上,并提供了他们分离出的细菌菌株的样本,让其他科学家能够研究这些菌株的功能及其在人类健康中的潜在作用。

“全面而高分辨率的细菌分离物收集为机械地研究我们的生活方式如何塑造我们的肠道微生物群、新陈代谢和炎症提供了可能。我们的目标是为全世界的研究团体提供这样的资源,包括低收入的研究机构,”Groussin说。

研究人员还开始了一项规模更大的项目,从世界各地更多样化的人群中收集微生物样本。他们特别关注生活在非工业化社会中人数不足的人口,因为他们的饮食和微生物群预计将与生活在工业化社会中的人有很大的不同。

他说:“可能是由于一直过传统生活方式的人口开始转向更工业化的生活方式,他们可能会失去很多生物多样性。所以,我们想做的主要事情之一就是保护它,然后我们可以回过头来描述它的特征,”Alm说。

这项研究由布罗德研究所(Broad Institute)的Next 10基金资助。

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天文学家第一次捕捉到正在改变颜色的小行星

去年12月,科学家们在小行星带内发现了一颗“活跃”的小行星,它夹在火星和木星轨道之间。天文学家将这块太空岩石命名为6478高尔特,它的尾迹中似乎留下了两条尘埃——这种活跃的行为与彗星有关,但在小行星中很少见到。

虽然天文学家们仍然对高尔特彗星状活动的原因感到困惑,但麻省理工学院领导的一个研究小组现在报告说,他们已经捕捉到这颗小行星在近红外光谱中从红色变成蓝色的过程。这是科学家首次实时观测到一颗会变色的小行星。

麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)博士后迈克尔•马塞特(Michael Marsset)表示:“这是一个非常大的惊喜。”“我们认为我们已经目睹了这颗小行星将其微红色的尘埃带向太空,我们也看到了这颗小行星下面新鲜的蓝色层。”

马塞特和他的同事们也证实了这颗小行星是由岩石构成的——这证明了这颗小行星的尾巴虽然看起来像彗星,但却是由完全不同的机制造成的,因为彗星不是由岩石构成的,而更像是由冰和尘埃组成的松散雪球。

“据我所知,这是我们第一次看到岩石状的天体发射出尘埃,有点像彗星,”马塞特说。“这意味着可能有某种机制与彗星不同,与大多数活跃的主带小行星不同,负责尘埃排放。”

Marsset和他的同事,包括EAPS研究科学家Francesca DeMeo和Richard Binzel教授,今天在《天体物理学杂志快报》上发表了他们的研究结果。

有尾巴的石头

1988年,天文学家首次发现了6478颗高尔特,并以行星地质学家唐纳德·高尔特的名字为这颗小行星命名。直到最近,人们还认为这块太空岩石相对平均,大约2.5英里宽,与2.14亿英里外的小行星带内部的数百万块岩石和尘埃一起绕轨道运行。

今年1月,包括美国国家航空航天局(NASA)哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)在内的多个天文台拍摄的图像捕捉到了尾随这颗小行星的两条窄彗星状尾巴。天文学家估计,较长的尾巴向外延伸了50万英里,而较短的尾巴大约只有它的四分之一长。他们的结论是,这些彗尾一定是由数千万公斤的尘埃组成,这些尘埃是由小行星主动喷射到太空中的。但如何?这个问题重新点燃了人们对高尔特的兴趣,从那以后的研究发现了过去类似的小行星活动。

“我们知道在火星和木星之间大约有100万颗天体,在小行星带中活跃的可能有20颗,”马塞特说。“所以这种情况非常罕见。”

今年3月,他和同事们在夏威夷莫纳克亚山的美国宇航局红外望远镜设施(IRTF)获得了观测时间。在两个晚上的时间里,他们观察了这颗小行星,并使用高精度光谱仪将小行星射入的光线分成不同的频率或颜色,这些频率或颜色的相对强度可以让科学家们了解到一个物体的组成。

从他们的分析中,研究小组确定这颗小行星的表面主要由硅酸盐组成,硅酸盐是一种干燥的岩石物质,与大多数其他小行星相似,更重要的是,与大多数彗星完全不同。

彗星通常来自太阳系较冷的边缘。当它们接近太阳时,任何表面的冰都会立即升华或蒸发成气体,形成彗星特有的尾巴。由于Marsset的团队已经发现6478高尔特是一颗干燥多岩石的天体,这意味着它很可能是通过其他一些活跃的机制产生了尘埃尾巴。

新的改变

当研究小组观察这颗小行星时,令他们惊讶的是,他们发现这颗岩石在近红外波段的颜色正在发生变化,从红色变成了蓝色。

合著者DeMeo说:“我们从未在这么短的时间内看到如此巨大的变化。”

科学家们说,他们可能看到这颗小行星表面的尘埃被喷射到太空中,呈现出一个新鲜的、辐射较少的表面,在近红外波长下呈现蓝色。

“有趣的是,你只需要去掉非常薄的一层就可以看到光谱的变化,”DeMeo说。“它可能只有一层只有几微米深的颗粒那么薄。”

那么是什么导致小行星变色呢?研究6478高尔特的团队和其他小组认为,这颗小行星颜色变化的原因,以及它类似彗星的活动,很可能是由于同样的机制:快速旋转。这颗小行星可能旋转得足够快,足以通过离心力将表面的尘埃层剥离。研究人员估计,它需要大约两个小时的自转周期,每两个小时旋转一次,而地球的自转周期是24小时。

马塞特说:“大约有10%的小行星旋转速度非常快,也就是说,它们的旋转周期为两到三个小时,这很可能是由于太阳使它们旋转造成的。”

这种旋转现象被称为约普效应(或雅科夫斯基-奥基夫-拉齐耶夫斯基-帕塔克效应,以发现它的科学家命名),指的是太阳辐射或光子对附近小行星等小型天体的影响。当小行星将大部分辐射反射回太空时,其中的一小部分光子被吸收,然后以热能和动量的形式重新发射出去。这就产生了一个小的力,经过数百万年,可以使小行星旋转得更快。

天文学家过去曾观察到约普效应对少数小行星的影响。为了证实6478高尔特也有类似的作用,研究人员必须通过光曲线来探测它的自旋——这是对小行星亮度随时间变化的测量。目前的挑战是要看穿这颗小行星相当大的尘埃尾巴,因为尘埃尾巴会遮住小行星光线的关键部分。

马塞特的团队和其他团队计划研究这颗小行星,当它下一次出现在天空时,寻找进一步的活动线索。

“我认为(该小组的研究)强化了小行星带确实是一个充满活力的地方这一事实,”德梅奥说。“虽然你在电影中看到的小行星群相互撞击是一种夸张的说法,但确实每时每刻都有很多事情在发生。”

这项研究部分由NASA行星天文学项目资助。

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超薄3d打印薄膜将一种形式的能量转换成另一种形式

麻省理工学院的研究人员开发了一种简单、低成本的3d打印超薄膜的方法,这种方法具有高性能的“压电”特性,可用于柔性电子元件或高度敏感的生物传感器。

压电材料对物理应变产生电压响应,并通过物理变形对电压响应。它们通常用于传感器,将一种形式的能量转换成另一种形式。例如,机器人执行器使用压电材料来响应电信号移动关节和部件。各种传感器使用这种材料将压力、温度、力和其他物理刺激的变化转化为可测量的电信号。

多年来,研究人员一直在努力开发压电超薄薄膜,这种薄膜可以用作能源收割机、用于触摸屏的灵敏压力传感器,以及柔性电子产品的其他组件。这些薄膜还可以用作微小的生物传感器,它们足够灵敏,可以检测到某些疾病和条件的生物标志物分子的存在。

这些应用选择的材料通常是一种具有晶体结构的陶瓷,由于其极薄,在高频共振。(更高的频率基本上意味着更快的速度和更高的灵敏度。)但是,利用传统的制备技术,制备陶瓷超薄膜是一个复杂而昂贵的过程。

在最近发表于《应用材料与界面》(Applied Materials and Interfaces)杂志上的一篇论文中,麻省理工学院的研究人员描述了一种3d打印约100纳米厚度的陶瓷换能器的方法,该方法采用了一种增材制造技术,在室温下一层一层地制造物体。这种薄膜可以在柔性衬底上印刷而不会造成性能损失,并且可以在5千兆赫左右产生共振,这对于高性能的生物传感器来说已经足够高了。

“让电转换元件是技术革命的核心,“说Luis Fernando船帆座́quez-Garcí,研究员在微系统技术实验室(MTL)的电气工程和计算机科学。“到目前为止,人们一直认为3d打印换能器材料的性能会很差。但我们已经开发了一种用于压电换能器在室温下的加法制造方法,这种材料的振动频率达到千兆赫级,比之前通过3d打印制造出来的任何东西都要高几个数量级。”

加入船帆座́quez-Garcí在纸上是第一作者Brenda Garcia-Farrera MTL和在墨西哥蒙特雷理工学院和高等教育。

电子喷雾纳米颗粒

采用物理气相沉积法和化学气相沉积法制备了氮化铝或氧化锌陶瓷压电薄膜。但这些过程必须在无菌洁净室、高温和高真空条件下完成。这可能是一个费时、昂贵的过程。

有较低成本的3d打印压电薄膜可用。但这些材料是用聚合物制成的,必须“极化”——这意味着它们在印刷后必须具有压电性质。此外,这些材料通常只有几十微米厚,因此不能制成具有高频驱动功能的超薄膜。

研究人员的系统采用了一种名为近场电流体动力沉积(NFEHD)的添加剂制造技术,该技术利用高电场将液体射流从喷嘴中喷射出来,打印出超薄薄膜。到目前为止,该技术还没有被用于打印具有压电性能的薄膜。

研究人员的液体原料——用于3d打印的原材料——含有氧化锌纳米颗粒和一些惰性溶剂,当打印到基片上并干燥时,这些溶剂会形成压电材料。在3d打印机中,原料是通过空心针输入的。在打印过程中,研究人员在针尖上施加一个特定的偏置电压,并控制流量,导致半月板(液体顶部的曲线)形成一个锥状,从针尖喷射出一股细射流。

射流很自然地倾向于分解成水滴。但是当研究人员把针尖靠近底物——大约一毫米——射流就不会破裂。这一过程在衬底上打印又长又窄的线条。然后他们把这些线重叠起来,在大约76华氏度的温度下晾干,把它们倒挂起来。

用这种方法精确地打印薄膜,就会产生一种晶体结构的超薄薄膜,具有压电特性,共振频率约为5千兆赫。“如果任何过程丢失,它不工作,”贝拉́quez-Garcí说。

利用显微技术,研究小组能够证明这种薄膜具有比传统的大块制作方法更强的压电响应——即它所发出的可测量信号。这些方法并不能真正控制薄膜的压电轴向,而压电轴向决定了材料的响应。“这有点奇怪,”贝拉́quez-Garcí说。“在这些散装材料中,它们可能在结构上效率低下,影响性能。但当你能在纳米尺度操纵材料时,你会得到更强的压电响应。”

低成本的传感器

由于压电超薄膜是3d打印的,并在非常高的频率下产生共振,因此可以利用它们来制造低成本、高灵敏度的传感器。作为纳米科学和纳米技术合作项目的一部分,研究人员目前正在与蒙特雷技术公司的同事合作,制造压电生物传感器,以检测特定疾病和条件的生物标志物。

将谐振电路集成到这些生物传感器中,使压电超薄膜以特定的频率振荡,并对压电材料进行功能化,将某些分子生物标志物吸引到其表面。当分子粘附在表面时,它会使压电材料轻微地改变电路的频率振荡。这种微小的频移可以被测量出来,并与堆积在其表面的一定量的分子相关联。

研究人员还开发了一种传感器来测量燃料电池中电极的衰变。这与生物传感器的功能类似,但频率的变化与电极中某种合金的降解有关。“我们做传感器,能够诊断燃料电池的健康,是否需要更换,”贝拉́quez-Garcí说。“如果你实时评估这些系统的健康状况,你就可以在发生严重事件之前,决定何时更换它们。”

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麻省理工学院的工程师们用碳纳米管制造了先进的微处理器

经过多年的设计和制造挑战,麻省理工学院的研究人员用碳纳米管晶体管制造出了一种现代微处理器。人们普遍认为,与传统的硅材料相比,碳纳米管晶体管是一种更快、更环保的替代品。

今天发表在《自然》(Nature)杂志上的这款微处理器,可以使用传统的硅芯片制造工艺来制造,这是使碳纳米管微处理器更加实用的重要一步。

硅晶体管——在1位和0位之间进行计算转换的关键微处理器组件——已经在计算机行业中存在了几十年。正如摩尔定律所预测的那样,业界已经能够缩小规模,每隔几年就在芯片上塞入更多的晶体管,以帮助进行日益复杂的计算。但专家们现在预测,有一天硅晶体管将停止收缩,变得越来越低效。

制造碳纳米管场效应晶体管(CNFET)已成为下一代计算机的主要目标。研究表明,与硅相比,cnfts具有10倍左右的能源效率和更快的速度。但是,当大规模生产时,晶体管往往有许多影响性能的缺陷,因此它们仍然不切实际。

麻省理工学院的研究人员利用传统硅芯片铸造厂的工艺,发明了新技术,极大地限制了缺陷,并实现了cnfet制造过程中的全功能控制。他们展示了一种16位微处理器,具有超过14000个cnfts,可以执行与商用微处理器相同的任务。《自然》杂志的论文描述了微处理器的设计,包括70多页的详细制造方法。

该微处理器基于RISC-V开源芯片架构,该架构具有一组微处理器可以执行的指令。研究人员的微处理器能够准确地执行整套指令。它还执行了经典的“Hello, World!”程序,打印出来,“你好,世界!”我是由碳纳米管制成的RV16XNano。”

”这是到目前为止最先进的芯片由任何新兴纳米技术前景的高性能和节能计算,”合著者马克斯·m . Shulaker说,伊曼纽尔E同胞的电气工程和计算机科学助理教授职业发展(电)和微系统技术实验室的成员。“硅是有限制的。如果我们想在计算领域继续取得进展,碳纳米管是最有希望克服这些限制的方法之一。这篇论文彻底改变了我们用碳纳米管制造芯片的方式。”

论文中加入舒拉克团队的有:第一作者兼博士后盖奇·希尔斯、研究生克里斯蒂安·刘、安德鲁·赖特、明迪·毕晓普、塔塔·斯里马尼、普里帕尔·坎海亚、丽贝卡·何和亚娅·阿默尔,所有的EECS;约翰逊计算机科学与工程教授、计算机科学与人工智能实验室研究员;工程学院院长、电子工程和计算机科学Vannevar Bush教授Anantha Chandrakasan;塞缪尔·富勒,尤西·斯坦,丹尼斯·墨菲,都是模拟设备。

与CNFETs的“祸根”战斗

该微处理器是在舒拉克和其他研究人员六年前设计的上一个版本的基础上开发的,该版本只有178 cnfet,运行在单个位数据上。从那时起,舒拉克和他在麻省理工学院的同事们就开始着手解决生产这种设备的三个具体挑战:材料缺陷、制造缺陷和功能问题。希尔斯负责大部分微处理器的设计,而刘则负责大部分的制造工作。

多年来,碳纳米管固有的缺陷一直是“这个领域的祸根”,舒拉克说。理想情况下,cnfts需要半导体特性来开关电导率,对应于位元1和位元0。但不可避免的是,一小部分碳纳米管将是金属的,并将减缓或阻止晶体管的开关。为了对这些故障保持强健,先进的电路将需要纯度在99.999999%左右的碳纳米管,而这在今天几乎是不可能生产的。 

研究人员提出了一种名为DREAM(“设计针对金属碳纳米管的弹性”的缩写)的技术,该技术以一种不会干扰计算的方式定位金属碳纳米管。在此过程中,他们将严格的纯度要求降低了约4个数量级,即10000倍,这意味着他们只需要纯度达到99.99%左右的碳纳米管,目前这是可能的。

设计电路基本上需要一个由连接到晶体管上的不同逻辑门组成的库,这些逻辑门可以组合在一起,例如,创建加法器和乘法器——就像组合字母表中的字母来创建单词一样。研究人员发现,金属碳纳米管对这些门的不同配对有不同的影响。例如,A门中的一个金属碳纳米管可能会破坏A和B之间的连接,但是B门中的几个金属碳纳米管可能不会影响A和B之间的任何连接。

在芯片设计中,有许多方法可以将代码实现到电路中。研究人员进行了模拟,发现所有不同的栅极组合对任何金属碳纳米管都是鲁棒的,而对任何金属碳纳米管都不是。然后,他们定制了一个芯片设计程序,自动学习最不受金属碳纳米管影响的组合。在设计新芯片时,程序只利用鲁棒组合,而忽略了易受攻击的组合。

舒拉克说:“‘梦想’这个双关语非常有意义,因为它是梦想的解决方案。”“这让我们可以买到现成的碳纳米管,把它们放到晶圆片上,就像平常一样构建我们的电路,而不需要做任何特殊的事情。”

去死皮和调优

CNFET的制造始于将碳纳米管在溶液中沉积到具有预先设计的晶体管结构的晶圆上。然而,一些碳纳米管不可避免地会随机地粘在一起,形成大束,就像意大利面串成小球一样,在芯片上形成大颗粒污染物。 

为了净化污染,研究人员发明了RINSE(用于“通过选择性去角质去除培养的纳米管”)。晶圆片用一种促进碳纳米管粘附的试剂进行预处理。然后,在晶圆上涂上某种聚合物,并浸入一种特殊的溶剂中。这样一来,聚合物就会被冲走,而聚合物只能带走大的碳束,而单个碳纳米管则会留在晶片上。与类似的方法相比,该技术使芯片上的颗粒密度降低了约250倍。

最后,研究人员解决了cnfts常见的功能问题。二进制计算需要两种类型的晶体管:“N”型晶体管和“P”型晶体管,“N”型晶体管的开关为1位,“P”型晶体管的开关为0位。传统上,用碳纳米管制造这两种类型的晶体管一直具有挑战性,通常会产生性能各异的晶体管。为了解决这个问题,研究人员开发了一种名为“混合”的技术(用于“金属界面工程与静电掺杂的交叉”),它可以精确地调整晶体管的功能和优化。

在这种技术,他们把每个晶体管-铂或某些金属钛——允许他们解决晶体管P和n .那么,他们外套CNFETs通过原子层沉积氧化的化合物,它允许他们调整晶体管的特性为特定的应用程序。例如,服务器通常需要性能非常快的晶体管,但它会消耗能量和电能。另一方面,可穿戴设备和医用植入物可能使用速度较慢、功率较低的晶体管。 

其主要目标是将芯片推向现实世界。为了达到这个目的,研究人员现在已经通过美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency)资助的一个项目,开始将他们的制造技术应用到一家硅芯片铸造厂。虽然没有人能说什么时候完全由碳纳米管制成的芯片会上市,但舒拉克说,这可能不到五年。他表示:“我们认为,问题不再是如果,而是何时。”

这项工作还得到了模拟设备、国家科学基金会和空军研究实验室的支持。

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机器丝被设计成可以穿过大脑的血管

麻省理工学院(MIT)的工程师们已经开发出一种可磁操纵的、线状机器人,它可以在狭窄、蜿蜒的道路上积极滑行,比如大脑中不稳定的血管系统。

在未来,这种机器人线可能与现有的血管内技术相结合,使医生能够远程引导机器人穿过病人的脑血管,快速治疗阻塞和病变,比如动脉瘤和中风。

“在美国,中风是第五大死因,也是致残的主要原因。麻省理工学院机械工程和土木与环境工程副教授赵宣和表示:“如果急性中风能在头90分钟左右得到治疗,患者的存活率可能会显著提高。”“如果我们能设计一种装置,在这‘黄金时间’内逆转血管堵塞,我们就有可能避免永久性的脑损伤。这是我们的希望。”

赵和他的团队,包括第一作者、麻省理工学院机械工程系研究生金允浩(Yoonho Kim)在内,今天在《科学机器人》(Science Robotics)杂志上描述了他们的软机器人设计。论文的其他共同作者是麻省理工学院的研究生德国人阿尔贝托·帕拉达和访问学生刘胜铎。

处于困境

为了清除大脑中的血块,医生通常会进行血管内手术,这是一种微创手术,医生会在病人的主动脉(通常在腿部或腹股沟)上插入一根细导线。在一个荧光镜的指导下,外科医生用x射线同时成像血管,然后手动旋转导线进入受损的脑血管。然后可以沿着导线穿入导管,将药物或血凝块回收设备输送到受影响的区域。

金姆说,这种手术可能会带来体力上的负担,需要外科医生承受多次透视带来的辐射,他们必须在这项工作上接受专门训练。

“这是一项要求很高的技能,而且根本没有足够的外科医生为病人服务,尤其是在郊区或农村地区,”Kim说。

此类程序中使用的医疗导是被动的,这意味着他们必须手动操纵,和通常由金属合金的核心,在聚合物涂层,金材料,说可能产生摩擦,损坏容器衬里如果线暂时困在一个特别狭小空间。

该团队意识到,他们实验室的发展可以帮助改善这种血管内程序,无论是在导丝的设计上,还是在减少医生接触任何相关辐射方面。

线程一根针

在过去的几年里,该团队已经在水凝胶(主要由水和3d打印的磁性驱动材料制成的生物相容材料)和3d打印磁性驱动材料方面积累了专业知识。水凝胶可以通过简单地沿着磁铁的方向爬行、跳跃,甚至是接住一个球。

在这篇新论文中,研究人员将他们在水凝胶和磁致动方面的工作结合起来,制造出了一种可磁操纵的、涂有水凝胶的机器人螺纹,或导丝。

机器人螺纹的核心由镍钛合金或“镍钛合金”制成,这种材料具有弯曲性和弹性。不像衣架在弯曲时会保持它的形状,镍钛诺线会回到它原来的形状,使它在穿过紧而弯曲的容器时更有灵活性。研究小组将铁丝的核心涂上一层橡胶糊或油墨,并在其中嵌入磁性颗粒。

最后,他们使用了之前开发的一种化学工艺,将磁性覆盖层涂覆并与水凝胶结合——水凝胶是一种不影响底层磁性颗粒响应性的材料,但却为金属丝提供了光滑、无摩擦、生物相容的表面。

他们用一块大磁铁(很像木偶的线)来控制线穿过由小圆环组成的障碍物,这让人想起一根穿过针眼的线。

研究人员还在大脑主要血管(包括血栓和动脉瘤)的真人大小的硅胶复制品中测试了这条线,该复制品是模仿真实病人大脑的CT扫描结果制作的。研究小组用模拟血液黏度的液体填充硅胶血管,然后手动操纵模型周围的一块大磁铁,引导机器人通过血管弯曲狭窄的路径。

金姆说,机器人的螺纹可以被功能化,这意味着可以添加一些功能,例如,输送降凝血药物或用激光打破堵塞。为了证明后者,研究小组用一根光纤替换了螺纹的镍钛合金芯,他们发现,一旦机器人到达目标区域,他们就可以用磁力操纵机器人并激活激光。

当研究人员对涂有水凝胶的机器人螺纹和没有涂有水凝胶的螺纹进行比较时,他们发现水凝胶给了螺纹一个急需的、光滑的优势,允许它在更紧的空间里滑动而不会卡住。在血管内手术中,这一特性对于防止螺纹穿过时对血管衬里的摩擦和损伤至关重要。

首尔国立大学(Seoul National University)机械工程学教授Kyujin Cho表示:“外科手术面临的挑战之一,是能够在大脑中复杂的血管中导航。大脑的直径非常小,商用导管无法到达。”“这项研究已经显示出克服这一挑战的潜力,并使无需开腹手术的脑部手术成为可能。”

而这种新型的机器人丝又如何让外科医生免受辐射呢?金姆说,一根可磁操纵的导丝使外科医生不再需要用身体将一根导丝穿过病人的血管。这意味着医生也不必离病人很近,更重要的是,不用离放射荧光镜很近。

在不久的将来,他设想血管内手术可以结合现有的磁性技术,比如一对大磁铁,医生可以在手术室外操纵磁铁的方向,远离对病人大脑的透视成像,甚至在一个完全不同的位置。

“现有的平台可以同时对病人施加磁场并进行透视,医生可以在另一个房间,甚至在另一个城市,用操纵杆控制磁场,”Kim说。“我们希望在下一步利用现有技术在体内测试我们的机器人丝。”

这项研究部分由海军研究办公室、麻省理工学院士兵纳米技术研究所和国家科学基金会资助。

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麻省理工学院的自主舰队现在可以变形了

麻省理工学院(MIT)的机器船舰队已经升级,具备了“变形”的新能力,通过自动断开并重新组装成各种形状,在阿姆斯特丹的许多运河中形成漂浮结构。

这些自主船只是长方形的船壳,配有传感器、推进器、微控制器、GPS模块、摄像头和其他硬件。作为麻省理工学院和阿姆斯特丹先进都市解决方案研究所(AMS Institute)正在进行的“Roboat”项目的一部分,这些船正在被开发。该项目由麻省理工学院教授卡洛·拉蒂、丹妮拉·罗斯、丹尼斯·弗兰德和安德鲁·惠特尔领导。未来,阿姆斯特丹希望这些机器人能在165条蜿蜒的运河上巡游,运送货物和人员,收集垃圾,或自行组装成“弹出式”平台——比如桥梁和舞台——以缓解城市繁忙街道上的拥堵。

2016年,麻省理工学院(MIT)的研究人员测试了一个机器人原型,它可以沿着运河中预先设定的路径向前、向后和横向移动。去年,研究人员设计了低成本、3d打印、四分之一比例的潜艇,它们更高效、更灵活,并配备了先进的轨迹跟踪算法。今年6月,他们发明了一种自动锁紧装置,可以让船只锁定目标,并相互紧固,如果失败了,他们还会继续尝试。

在上周IEEE多机器人和多智能体系统国际研讨会上发表的一篇新论文中,研究人员描述了一种算法,该算法能让机器人尽可能顺利地重塑自己。该算法处理所有的计划和跟踪,使机器人单元组能够在一个集合配置中彼此解锁,以无碰撞的路径移动,并重新连接到新集合配置中的适当位置。
在麻省理工学院的演示池和计算机模拟中,一组组相连的机器人单元将自己从直线或正方形重新排列成其他形状,比如矩形和“L”形。实验转换只花了几分钟。更复杂的形状变化可能需要更长的时间,这取决于移动单元的数量(可能是几十个)和两种形状之间的差异。

“我们使roboats现在与其他roboats和打破连接,与希望的活动在阿姆斯特丹的大街上,”罗斯说,计算机科学与人工智能实验室的主任(CSAIL)和安德鲁•厄纳维特比电气工程和计算机科学的教授。“如果我们需要将材料或人员从运河的一边运送到另一边,一组船可以组合成线性形状,就像弹出式桥梁一样。”或者,我们可以为花卉或食品市场创建更大的弹出式平台。”

加入Rus论文的有:麻省理工学院Senseable City实验室主任Ratti,以及来自该实验室的第一作者Banti Gheneti、Ryan Kelly和Drew Meyers,他们都是研究人员;博士后Shinkyu公园;研究人员Pietro Leoni说。

无碰撞轨迹

在他们的工作中,研究人员必须通过自主规划、跟踪和连接机器人小组来应对挑战。例如,要让每个单元都具有独特的功能,比如定位彼此、就如何拆分和改革达成一致、然后自由移动,这就需要复杂的通信和控制技术,而这些技术可能会使移动变得低效和缓慢。

为了使操作更加顺畅,研究人员开发了两种类型的单元:协调员和工作人员。一个或多个worker连接到一个协调器,形成一个实体,称为“连接容器平台”(connection -vessel platform, CVP)。所有的协调器和工作单元都有四个螺旋桨,一个无线微控制器,几个自动锁存机构和传感系统,使它们能够连接在一起。

然而,协调器也配备了GPS导航和惯性测量单元(IMU),用于计算定位、姿态和速度。工人只有执行机构,以帮助CVP沿路径引导。每个协调器都知道并可以与所有连接的工作人员进行无线通信。结构由多个cvp组成,单个cvp可以相互连接,形成一个更大的实体。

在变形过程中,所有连接的CVPs在一个结构中比较其初始形状和新形状之间的几何差异。然后,每个CVP决定它是否停留在相同的位置,以及是否需要移动。然后,每个移动的CVP被分配一个时间来拆卸,并在新形状中设置一个新位置。

每个CVP都使用自定义轨迹规划技术来计算一种不中断地到达目标位置的方法,同时优化路线以提高速度。为了做到这一点,每个CVP在移动的CVP旋转和远离静止的CVP时,预先计算其周围的所有无碰撞区域。

在预先计算了这些无碰撞区域后,CVP找到了到达最终目的地的最短轨迹,这仍然可以防止它撞上静止单元。值得注意的是,优化技术被用来使整个轨迹规划过程非常有效,预先计算只需100毫秒多一点就可以找到和细化安全路径。协调器利用GPS和IMU提供的数据,估计出它在质心处的位置和速度,并通过无线网络控制每个单元的所有螺旋桨,然后移动到目标位置。

在他们的实验中,研究人员测试了三个单元的CVPs,包括一个协调器和两个工人,在几个不同的变形场景。每个场景都包括一个CVP从初始形状解锁,然后在第二个CVP前后移动并关联到目标点。

例如,三个cvp将它们自己从一条连接的直线重新排列成一条前后连接的直线,以及一个“L”。在计算机模拟中,多达12个机器人单元将自己从一个长方形重新排列成正方形,或者从一个实心正方形重新排列成z形。

扩大

实验是在四分之一大小的机器人身上进行的,它们长约一米,宽约半米。但研究人员相信,他们的轨迹规划算法将很好地控制全尺寸单位,这将测量约4米长,2米宽。

在大约一年的时间里,研究人员计划利用机器人在阿姆斯特丹市中心的尼莫科学博物馆和一个正在开发的区域之间架起一座横跨60米运河的动态“桥梁”。这个名为RoundAround的项目将使用机器人在运河上连续航行,在码头接载乘客,当他们发现路上有任何东西时,就会停下来或改道。目前,在这条水道上行走大约需要10分钟,但这座桥可以把这段时间缩短到大约两分钟。

拉蒂说:“这将是世界上第一座由自主船只组成的桥梁。”“一座普通的桥将非常昂贵,因为你有船通过,所以你需要一座打开的机械桥或一座很高的桥。但我们可以(通过)自主船只连接运河两岸,使其成为漂浮在水面上的动态、灵敏的建筑。”

为了实现这一目标,研究人员正在进一步开发机器人,以确保它们能够安全地载人,并对暴雨等所有天气条件都有很强的抵抗力。他们还确保机器人能够有效地连接到运河两侧,运河的结构和设计可能会有很大变化。

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研究发现,新的科学在恒星研究人员死亡后蓬勃发展

著名量子物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)对推动科学进步的原因有一个独特的看法:死亡。也就是说,普朗克认为,新概念通常是在具有根深蒂固想法的老科学家从这门学科中消失后才开始形成的。

普朗克曾经写道:“一个伟大的科学真理不是通过说服它的对手并让他们看到光明而取得胜利,而是因为它的对手最终会死亡,而熟悉它的新一代会成长起来。”

现在,麻省理工学院(MIT)经济学家、科学研究动力学专家皮埃尔•阿祖莱(Pierre Azoulay)与人合著的一项新研究得出结论,普朗克是对的。至少在生命科学的许多领域,杰出研究人员的死亡往往伴随着这些领域的新来者被高度引用的研究的激增。

事实上,当明星科学家去世后,他们的子领域中,之前没有与这些明星科学家合作过的研究人员发表的文章平均增加了8.6%。此外,与其他研究相比,这些领域的新来者发表的论文更有可能具有影响力和高引用率。

“这篇论文的结论并不是说明星不好,”阿祖莱说。“只是,一旦它们安全地栖息在田野的顶端,它们可能会逗留得太久而不受欢迎。”

这篇论文名为《科学一次只能推进一个葬礼吗?》作者之一是麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan School of Management)国际项目管理学教授阿祖莱(Azoulay);加州大学默塞德分校(University of California at Merced)经济学助理教授克里斯蒂安•冯-罗森(Christian Fons-Rosen);加州大学圣地亚哥分校(University of California at San Diego)经济学教授、该校全球政策与战略学院(School of Global Policy and Strategy)教员约书亚·格拉夫·齐文(Joshua Graff Zivin)说。它即将发表在《美国经济评论》(American Economic Review)上。

为了进行这项研究,研究人员使用了Azoulay和Graff Zivin十多年来建立的生命科学家数据库。在这本书中,研究人员绘制了生命科学家的职业生涯图表,考察了他们的成就,包括资助奖励、发表的论文以及这些论文的被引用次数,以及专利统计数据。

在这个案例中,Azoulay, Graff Zivin和Fons-Rosen研究了452名生命科学家意外死亡后发生了什么,他们仍然活跃在他们的研究领域。除了新进入这些子领域的科学家的论文增加8.6%之外,之前与明星科学家合作撰写论文的科学家数量减少了20.7%。

总的来说,阿祖莱指出,这项研究为科学学科的权力结构提供了一个窗口。即使声名显赫的科学家没有故意用其他想法阻碍研究人员的工作,一群关系密切的同事也可能对期刊和奖金产生相当大的影响。在这种情况下,“那些局外人将更难在该领域留下印记,”阿祖莱指出。

阿祖莱指出:“事实上,如果你成功了,你就可以设定你所在领域的智力议程,这是科学激励体系的一部分,人们会做非常积极的事情,希望达到那个位置。”“只是,一旦他们到达那里,随着时间的推移,他们可能会过快、过长地低估‘外国’创意。”

因此,研究人员所称的“普朗克原理”为生物科学研究的多元化提供了一种意想不到的悲剧机制。

研究人员注意到,在引用普朗克的时候,他们把他的想法扩展到了一个与他自己描述的稍微不同的环境。普朗克在他的著作中讨论了量子物理学的诞生——这种划时代的、范式设定的转变在科学中很少发生。阿祖莱指出,目前的研究考察了哲学家托马斯库恩(Thomas Kuhn)所说的日常“正常科学”。

阿祖莱认为,只有在许多研究领域,人们才会期待将新思想引入科学,并坚持下去。今天看似古板的资深研究人员,他们自己也曾是创新者,面对的是老前辈。

阿祖莱说:“他们一开始就必须把自己举到球场的顶端,而当时他们大概是在做同样的事情。”“这是生命的循环。”

或者,在这种情况下,生命科学的圈子。

这项研究得到了国家科学基金会、西班牙经济和竞争力部以及塞韦罗·奥乔亚优秀研发中心项目的支持。

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热烈欢迎2023届毕业生

带着显而易见的热情,2023届的学生和他们的家人周一聚集在Kresge礼堂前的一个帐篷下,参加迎新周(orientation week)的首批活动之一。迎新周是每年一度的总统新生大会(President’s conference for the first year students)。

该校校长l拉斐尔赖夫(L. Rafael Reif)向学生们介绍了麻省理工学院的最高领导层,并回忆了自己第一次来到这所校园时的经历。“当我到达校园时,我很兴奋,但也很焦虑,”他说。

来自一个年平均气温从72度到75度不等的地方,他说,“关于靴子、冬季夹克和分层的艺术,他有很多要学的。”和许多第一次来到这个校园的人一样,他说,“我不确定自己是否具备取得成功的条件。”但他补充说,这些担忧很快就烟消云散了。

他很快发现,“这是一个由学生、教师、研究人员和工作人员组成的社区,他们和我很像——他们喜欢问问题,他们充满激情,他们喜欢修修补补。”他们中的许多人来自其他地方。他们关心互相帮助和帮助社会。他还说,“这仍然是我今天所知道的麻省理工学院。”

赖夫说:“在这个校园里,我找到了我的家。所以不管你来自哪里,我都欢迎你来到你的新家!”

他说:“毫无疑问,这个新家将带来高潮和低谷。你将享受成功的伟大时刻,但也可能会经历怀疑的时刻。”他提出了三条建议,让我们记住那些怀疑的时刻是什么时候到来的。

首先,他说:“你属于这里!麻省理工学院招生主任斯图尔特·施米尔(Stuart Schmill ‘ 86)在为每年的新生班级寻找合适的学生方面有着非凡的技巧。你在这里是因为你属于这里。别忘了这一点。”

第二,“我们所有人都经历过对自己的怀疑——甚至包括台上的著名教授。当你尝试新事物或推动自己时,这些疑虑往往会出现。只要记住,如果你对自己有怀疑,这只是你在学习的一个信号。”

最后,他说:“你被一个关心你的社区所包围。我们都致力于你的成功,我们相信你。如果你需要帮助,请说。每个人,每个人有时都需要帮助。”

然后,赖夫介绍了三位教授,他们也是校友,分享了自己在麻省理工学院的早期经历。约翰·费尔南德斯,85届毕业生,现在是环境解决方案倡议(ESI)的负责人,首先描述了他在麻省理工学院的三次不同的经历。当他第一次以本科生的身份来到这里时,他想知道,“我将如何与这么多有着不同兴趣爱好的人打交道?”他回忆说,作为父母来自拉丁美洲的第一代美国人,“我有很多问题。”

在其他地方获得研究生学位后,17年后他回到学校,加入了教师队伍。“成为麻省理工学院的一员是一份完全梦寐以求的工作,”他说,“因为我们可以和麻省理工学院的本科生一起教学、学习和工作。”他的第三次新体验是在2015年,当时他和妻子以一家之主的身份搬进了贝克大厦(Baker House)。他们很快就掌握了最初让人眼花缭乱的首字母缩略词和课程编号,它们散布在麻省理工学院社区的语言中。现在,他说,“我妻子和我现在都能说一口很好的麻省理工。他说,在这三次经历中,每一次他都明白了,“当你到达一个地方时,你所做的决定和你所做的好事会让你改变一个地方。”

费尔南德斯随后要求新生们开阔眼界。他说:“通过深入学习人类价值观、伦理道德及其哲学和社会基础,成为一名更有效率的麻省理工学生,无论你选择什么专业。”“向专家学习这些东西。麻省理工学院的未来,乃至整个世界的未来,部分取决于它,而你们的未来将因此变得更加美好。”

此外,他说,“问问自己一个问题:既然你已经来到了麻省理工学院,你将如何应对气候变化?”他说:“无论是加入学生团体、与应急服务国际公司合作,还是通过学术研究,这都是一个每个人都需要认真对待的问题。”“去建设这个世界需要的、值得的麻省理工学院吧,”他说,“因为现在你是麻省理工学院,而麻省理工学院就是你。”

Julie Shah ‘ 04, SM ‘ 06, PhD ‘ 11,航空航天副教授,说在她的经历中,麻省理工学院“促使你在个人和学术上都做到最好,但你从来不必靠自己。”“老师和同学们总是在那里提供帮助。

沙阿说:“人们有时会问我在这样一个竞争激烈的地方是如何管理的。“在这个问题上提问的唯一危险是,你的朋友、同事或教授可能会花一个小时,甚至很多小时,告诉你他们所知道的关于某个话题的一切。”

当很多人都在谈论如何在麻省理工学院学习杂耍时,沙阿毫不夸张地接受了这个建议:“我花了数不清的时间在7号大厅观看杂耍俱乐部的演出,”她回忆道。沙阿后来学会了玩杂耍,并意识到注意保持平衡的观点是多么重要——如果你过于关注一个球,“整个事情就会分崩离析,”她说。同样的道理也适用于平衡生活的各个部分,包括学业和课外活动:“重要的是要有一个你真正喜欢的业余爱好,而不是你的课程。”

Marin Soljacic ‘ 96,现在是一名物理学教授,回忆起从克罗地亚作为学生来到麻省理工学院,之前从未去过美国。“有好几件事让我感到惊讶,”他说。其中一项要求是要修8门人文和社会科学课程才能毕业。他说,虽然他一开始持怀疑态度,但“这些课程最终成为了我最喜欢的课程之一”,并促成了长久的友谊。

在描述古典力学和量子力学的区别时,索尔贾西克讲述了他妻子寻找钥匙的一段时间。他解释说,在经典力学下,“物体总是在离开它们的地方。”当你想到这一点时,你会发现这是非常了不起的。“相比之下,在量子力学的世界里,钥匙可以不可预测地把量子隧道带到一个完全不同的地方。据他妻子说,这是麻省理工学院幽默的典型例子。

索尔贾西克说,在环游世界时,人们经常问他,麻省理工学院有什么特别的优势。“我们有一些钱,”他说,但其他许多地方也有。“我们也有一些很棒的设备,”但其他机构也是如此。他说:“我们的主要优势是人才。“我们拥有世界上最好的人才。从今天开始,在座的还有你们,世界上最好的本科生。”

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雷蒙娜·艾伦被任命为负责人力资源的副总裁

雷蒙娜•艾伦(Ramona Allen)被任命为麻省理工学院下一任人力资源副总裁。

现任建筑与规划学院(SA+P)人力资源副院长的艾伦将于10月1日开始她的新角色。今天,麻省理工学院执行副校长兼财务主管伊斯雷尔·鲁伊兹在给学院全体教职员工的一封电子邮件中宣布了她的任命。

鲁毅智写道:“雷蒙纳带来了对麻省理工学院组织和文化的深刻理解,作为战略思想家和创造性问题解决者的广泛经验,一种合作和平易近人的管理风格,以及卓越的领导技能。”“她展示了对麻省理工学院的持续奉献,以及对我们社区的坚定承诺。”

艾伦于1989年加入麻省理工学院,并从那时起一直担任各种人力资源职位。在她的任期内,她曾担任过三名SA+P院长的顾问,并领导了多个院系、实验室和中心。

艾伦说:“三十年过去了,我仍然对麻省理工学院所做的工作感到鼓舞和兴奋。”“人是我们最宝贵的资源。这是人力资源的角色——以及领导麻省理工学院各部门、实验室、中心和其他单位的教职员工——去认识并让个人感到被重视,成为这个社区真正的一部分。我很荣幸能够回到麻省理工学院的人力资源部门,与那些在幕后默默工作、支持麻省理工学院生活的有才华和敬业的专业人士一起工作。”

艾伦将向鲁伊斯报告,并与教务长马丁·施密特有网络连接。鲁毅智在信中感谢了麻省理工学院副执行副校长安东尼•沙伦(Anthony Sharon)。自2018年底前麻省理工学院负责人力资源的副校长洛林•戈夫(Lorraine Goffe)离职以来,沙伦一直在临时领导麻省理工学院的人力资源部门。

在来研究所之前,艾伦在哈佛社区健康计划工作了九年。1989年至1995年,她在麻省理工学院的第一个职位是麻省理工学院人力资源部门的人事官员,负责支持副校长领导下的跨学科研究中心和实验室。从1995年开始,艾伦在生物系担任人力资源管理员;她于2001年加入麻省理工学院媒体实验室,担任其首任人力资源总监。

2004年,艾伦在媒体实验室的家庭学校SA+P担任了更多的人力资源工作。2008年,她被任命为SA+P的首任人力资源总监,并于2013年晋升为主管人力资源的副院长。

麻省理工学院建筑与规划学院(MIT School of Architecture and Planning)院长哈希姆•萨金斯(Hashim Sarkis)表示:“雷蒙娜•艾伦(Ramona Allen)带来的变革和稳定,为人力资源的方方面面带来了人性化的视角。”

作为SA+P的高级人力资源官员,Allen:

  • 创建了一个由SA+P院长赞助的健康项目,并计划在学校预计进入大都会仓储后进行扩张。
  • 波士顿项目——一个为期一年的集约培训项目,为有才能、有动力、服务不足的年轻人提供技能开发、大学学分课程、企业实习和支持的结合。
  • 帮助创建了一个组织设计和结构,与教员合作,为两个新的研究和学术单位:先进城市主义的Leventhal中心和艺术,文化和技术项目。
  • 选择了一个新的信息系统来管理SA+P招聘教师的搜索过程。

鲁伊兹写道,艾伦在麻省理工学院担任了30多年的多个职位,她的经验已经扩展到人力资源的许多方面,包括员工关系、劳动关系、薪酬、晋升和终身职位流程,以及培训项目。她制定了灵活和创造性的工作场所结构,以及多元化和包容性计划。

鲁毅智在给麻省理工学院教职员工的信中写道:“我对雷蒙娜将继续为学院做出的许多贡献抱有最大的热情。”

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健康、财富和城市

城市的贫富差距是存在的:想象一下,繁华的市中心公寓和时尚的购物区,与之形成鲜明对比的是,比如说,街道上的房屋破旧不堪,商店用木板封住。城市也存在健康差异:生活在大都市富裕地区的人们接触到的许多污染物、风险和导致长期健康问题的压力更少。

健康问题更容易被忽视,部分原因是它们不那么明显。我们不一定看到创建卫生不公平现象的因素,如从高速公路污染颗粒,解决在低收入社区,铅管引起认知障碍的人喝,贫穷的压力,或缺乏获得卫生保健,加剧了低收入人群的其他问题。

尽管如此,城市的健康差距是真实存在的,需要引起学术界的重视。麻省理工学院城市研究与规划系(DUSP)副教授Mariana Arcaya登场了。阿卡亚是城市健康问题专家,拥有广泛的研究组合。

阿卡亚研究了联邦政府“向机会转移”(Moving to Opportunity)等举措对健康的影响。她还研究了各种各样的问题,包括丧失抵押品赎回权对健康的影响、卡特里娜飓风(Hurricane Katrina)造成的新奥尔良居民普遍存在的创伤后应激障碍,甚至公共交通对健康的影响。

阿卡亚指出:“人体对环境和社会条件非常敏感。“人们所居住的社区有助于确定我们所处的环境。”

阿卡亚还发现,如果已经有了生病的孩子,参加“机会计划”的家庭搬家的可能性更小。因此,低收入家庭在一定程度上受困于经济贫困地区的健康问题,而这些问题本身就会损害健康。

但如果阿卡娅的研究兴趣是复杂的,她的工作的道德基础是简单的。

阿卡亚说:“我们的目标应该是为每个人的健康提供支持的城市,不论贫富,不分种族。”

“所有的孩子都应该出生在一个人人都有机会健康成长的社会里,”她继续说道。“当你从一开始就背负着由居住地造成的可避免的健康问题时,这些问题会限制你的潜力,这是不公平的。”

从学生时代起,这种伦理观念就一直激励着她的工作。现在,由于她的研究和教学,她刚刚获得了麻省理工学院的终身教职。

阿卡亚说:“我所做的是我一直以来认为自己想做的事情。”“我感兴趣的是,基于地域的机会带来的不平等如何伴随人们的一生,并在一定程度上通过影响他们的健康,让人们走上不同的道路。”

阿卡亚在纽约市郊外长大,长期以来对环境问题有着浓厚的兴趣。她笑着说:“我的中学竞选校长基本上就是以环境为平台的。”在那里,她了解了环境退化可能导致的健康问题,但不一定知道如何应对。所以她在麻省理工学院获得了MCP学位,来自DUSP,专注于城市规划和健康。

阿卡亚说:“我研究的很多健康问题都源于建筑环境,以及我们忽视自然环境价值的方式。”“我来到麻省理工学院,是为了关注试图实施变革的公平含义:如何以积极的方式进行干预?”

在完成麻省理工学院的硕士论文后,阿卡娅在哈佛大学陈曾熙公共卫生学院获得了博士学位,这帮助她建立了公共卫生知识,并使她的学术工具包更加完善。在这一点上——在研究了环境、城市和健康之后——阿卡亚进入了学术界的就业市场,同时组建了一个家庭。她于2015年加入麻省理工学院。

阿卡亚说:“我怀孕8个月,利用第二个孩子出生后的育婴假谈工作,如果孩子因病从日托中心被送回家,我会带他们去上班。”“从怀孕歧视到没有带薪产假,很多在职父母都要面对各种各样的问题,这完全是错误的。我之所以能做好我的工作,是因为我得到了一个令人难以置信的支持环境和伟大政策的好处。”

阿卡娅在研究所期间参与了多个雄心勃勃的项目。在过去的几年里,她还加强了对建立长期研究项目的兴趣,旨在揭示有关城市和健康的新的、深入的信息。

其中一项名为“健康社区研究”,是对波士顿9个社区进行深入的定量和定性研究,采用阿卡亚所说的“以居民为中心的方法”来确定公共卫生问题。

另一项是对新奥尔良从卡特里娜飓风中恢复的母亲进行的长期研究,扩展了阿卡亚早期关于创伤后压力的一些工作。在这个项目中,阿卡亚和她的研究伙伴正在收集有关卡特里娜飓风幸存者所做的生命权衡的信息,以了解阿卡亚所说的这个问题的“现实复杂性”。

阿卡亚说:“灾难一直是生活的一部分,但其严重性和数量预计还会上升。”“我们该怎么做呢?”我们如何期待个体做出反应,我们如何适应?”

随着美国收入和财富不平等的加剧,阿卡亚也成为一名倡导者,敦促城市规划者和学者开展研究,进一步探索城市条件的不平等。

阿卡亚说:“我们国家的社会经济越来越不平等,这使我们面临的一些新的和令人担忧的环境威胁更加严重。”“这需要考虑到我们对邻里关系和健康的研究。良好的规划可能是我们拥有的最有效的公共卫生工具之一。”

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