供应链展望:为什么不同行业的情况有所不同

随着Covid-19病毒扰乱全球经济,对国际供应链有什么影响?在两篇文章中,《麻省理工学院新闻》(MIT News)从受影响的行业和出现中断的时间方面,探讨了供应链的核心问题。

到目前为止,媒体的画面已经很熟悉了:大型市场的货架上空空如也,购物者在那里购买了大量的食品、化妆品和药品。许多人,如果他们负担得起,已经购买了大量的货物,以避免重复进入公共场所,这符合他们的国家和地方政府的指导方针。但其他人可能只是被未知的东西吓到了:我们会用完我们需要的东西吗?

麻省理工学院供应链专家约西·谢菲(Yossi Sheffi)说,从美国的角度来看,这取决于这些商品是什么。虽然没有什么是确定的,但在美国,食品供应不那么令人担忧在美国,从供应链的角度来看,医疗用品的获取是一个更成问题的问题。

“人们对食品供应链感到担忧,”麻省理工学院工程系统以利沙·格雷二世教授、麻省理工学院土木与环境工程系教授、麻省理工学院运输与物流中心主任谢菲说。“然而,美国的食品供应链非常强健。市场上出现了令人难以置信的恐慌性抢购,但如果你早上去(大型连锁店)买东西,你会发现它们大多存货充足。”

谢菲指出,这种稳健性是由多种因素造成的。美国的供应链主要是国内的,因为大多数生产商都是国内的。它还围绕相对较少的批发商组织,这些批发商也有灵活性,可以加快向大型零售商的订单。

“对美国来说最重要的是,它的大部分食品都是在美国国内采购的,”谢菲补充道。“有些是从拉丁美洲采购的,那里的情况并不严重,而且仍在运送船只。谢菲说,已经有一些食品批发商为了满足消费者的需求而调整订单的例子。因此,谢菲指出,虽然美国在某些领域有可能出现“一些短缺”,但整个行业并不是供应链专家关注的焦点。

谢菲说,出于类似的原因,在美国大量购买卫生纸在逻辑上是不重要的。他说:“卫生纸上的污渍无法解释。”“这完全是美国制造的产品。木材生长在美国。事实上,美国正在出口木材。谢菲认为,即使考虑到消费者减少购物的愿望,可能也有心理因素在起作用。

医疗器械:制造业能扩大规模吗?

谢菲说,相反,我们最关心的是医疗设备和医疗用品,它们不仅使用全球供应链生产,而且越来越依赖中国。

“我担心的是医疗急救人员和医院的物资,甚至是防护装备和口罩,”谢菲说。“很多用于生产抗生素和其他产品的中间产品都是中国制造的。谢菲说,十多年来一直是这样。

他补充说,来自中国的医疗产品无法轻易用其他国家的产品替代,因为它们“不仅价格低廉,而且非常好”。因此,要替代高质量、低成本的供应是不容易的。现在我们看到了这一切的不幸后果。”

医院领导、公共卫生专家和国家当局已经对即将出现的短缺发出了警告,尤其是在病人的呼吸机、医疗专业人员和公众的口罩方面——此外还需要增加Covid-19检测。一些卫生保健提供者现在采取临时措施提供口罩,并公开寻求捐赠这类材料。

虽然美国现在开始增加试验生产,一些主要的制药公司也开始扩大供应,但扩大呼吸机的生产的问题并不容易,因为covid19可以攻击呼吸系统,需要帮助病人呼吸。

“呼吸机是一个复杂的机器,”谢菲说。“企业不能很快行动起来,开始制造风机。“3M和GE Healthcare等公司已表示,它们正在增加呼吸机产量。然而,他建议,“生产真正的工业级产品”的公司也可以探索3D打印在通风设备上的快速应用,一些制造商可能会调整生产流程,生产其他不那么复杂的产品。

“二战期间,福特汽车公司甚至还生产坦克和飞机,”谢菲说。“我们应该重新部署美国令人难以置信的生产能力,充分利用它来生产床、防护装备、口罩等等。有些东西相对容易做。”

企业危机管理

除了对特定行业的展望,谢菲还提出了一系列原则,供企业在供应链可能出现危机的时候参考。他认为大公司应该有一个应急管理中心,有明确的决策权限;在生产受到限制的情况下,确定优先关注哪些产品;审查所有供应商,以确定产品的所有部件来自何处;专注于能产生现金流的行动;并与政府部门进行沟通

“像英特尔、宝洁、通用和沃尔玛这样的公司已经为供应链危机做好了充分的准备,”谢菲说。“关于谁做决定,他们有一套完整的规定。”

从外部来看,人们可能没有意识到跨国公司有多少供应商;确定产品所需的所有组件的状态是一项重要的任务。比如,正如他在2015年出版的关于供应链冲击的书《弹性的力量》(The Power of Resilience)中详述的那样,在2011年日本福岛海啸和核事故之后,英特尔需要审查四层供应商。(谢菲在2005年出版的《弹性企业》(The resilience Enterprise)一书中也详细阐述了这些问题。)

不过,即便是准备最充分的公司,也可能容易受到意外冲击。中国正在从以武汉市为中心的19例最初的致命病例中恢复。不过,谢菲指出,不能保证Covid-19在某个时候也不会再次出现,这意味着公司必须准备好在相当长的一段时间内做出调整。

有关中国与全球制造业之间联系的更多信息,请参阅我们关于Covid-19危机和供应链的其他报道。

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供应链前景:放缓的时机

随着Covid-19病毒扰乱全球经济,对国际供应链有什么影响?在两篇文章中,《麻省理工学院新闻》(MIT News)从受影响的行业和出现中断的时间方面,探讨了供应链的核心问题。

Covid-19病毒的迅速蔓延已经对全球经济产生了巨大影响,并通过主要工业的长供应链波及全球。

麻省理工学院(MIT)供应链专家辛奇-列维(David Simchi-Levi)一直在密切关注2020年的这些波动,因为它们已经从中国向美国和欧洲转移。他对供应链问题的追踪,让人们得以洞察全球经济正在发生什么,以及在各种情景下可能发生什么。

“这是一个重大的挑战,”Simchi-Levi说,他是麻省理工学院Stephen a . Schwarzman计算学院工程学院和数据、系统和社会研究所的工程系统教授。他补充说,全球公共卫生危机“不仅影响到供应链”。这对需求有重大影响,因此对所有这些企业的财务业绩也有重大影响。”

2月底,辛奇-李维斯和科技公司高管皮埃尔•哈伦(Pierre Haren)在《哈佛商业评论》(Harvard Business Review)的博客上发布了一份短期预测,称covid19在中国的影响将导致美国和欧洲的制造业在3月中旬之前放缓。为什么?因为许多中国制造供应商暂时,但大幅削减生产在1月下旬,由于病毒造成的问题。考虑到全球航运的时间表,这意味着大约六周后,主要制造商的供应将处于低位。

辛奇-李维表示:“最后一批发货是在2月底,因为从亚洲到北美或欧洲需要大约30天的时间。”“大多数制造企业将保留大约两周的库存。这意味着它们能够满足3月份头两周的需求。在那之后,如果没有更多的供应,制造业就会中断。我们现在看到了这一点。”

事实上,自3月中旬以来,大多数主要汽车制造商都在削减产量,结果大众(Volkswagen)和雷诺(Renault)关闭了在欧洲的工厂。在美国,大多数汽车制造商上周宣布他们暂时关闭工厂出于健康和安全考虑,明确与本田在3月18日,他们将制定暂时关闭“由于市场需求预期下降相关的经济影响Covid-19大流行,”以及为了应对健康问题。

“我们在2月最后一周做出的预测现在已经实现了,”辛奇-列维说。“汽车制造公司正在关闭工厂。他们不仅在减产,还在关闭工厂。”

然而,中国的公共卫生状况在最近几周有所改善,新增病例和死亡人数有所下降。辛奇-利瓦伊说,如果美国和欧洲的公共卫生状况没有恶化,那么到第二季度末可能会恢复到正常的制造业产出水平。

辛奇-利瓦伊研究了中国3000多家供应商的调查数据后指出,中国供应商约有一半的员工预计到3月底才会满负荷工作。其余供应商预计,恢复满负荷生产的时间要长得多。

辛奇-利瓦伊表示:“这些供应商正开始复苏。”他指出,在最乐观的情况下,“在4月底之前,我们不会看到(来自中国的)大量订单。”

然而,随着美国和许多欧洲国家3月份继续出现19例脊髓灰质炎病例和死亡人数的迅速增加,以及社会和经济活动的缩减,最好的情况似乎不太可能出现。

“一开始的问题是供应减少,”辛奇-列维说,他指的是中国的生产问题。“但现在不仅是来自中国的供应问题;它是来自世界各地的供应。第二,需求方面完全改变了。现在需求大幅下降。“随着失业率上升和消费者支出减少,能够保持满负荷运转或接近满负荷运转的大型制造商越来越少。

辛奇-利瓦伊表示:“这也意味着第三个因素,即对企业的财务影响。”“这不仅仅是供应链的中断;需求的显著下降造成了重大的财务影响。因此,即使中国和其他亚洲国家经济相对较快地复苏,美国和欧洲的企业可能也没有能力在以前的水平上增加生产和重新雇用工人。

辛奇-利瓦伊说:“你可以看到连锁效应产生了影响。”很明显,如果不能减少Covid-19的扩散,经济的大幅增长是难以想象的。

他警告称:“这一切都是流动的、动态的。”

有关中国与全球制造业之间联系的更多信息,请参阅我们关于Covid-19危机和供应链的其他报道。

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麻省理工学院加入了白宫超级计算的努力,以加快搜索Covid-19解决方案

白宫宣布启动Covid-19高性能计算的财团,不同行业之间的合作,政府和学术机构的目标是,让他们的超级计算资源用于更广泛的研究社区,为了加快搜索进化Covid-19大流行的解决方案。

麻省理工学院已经加入了这个由美国能源部、国家科学基金会和美国国家航空航天局领导的联盟。

麻省理工学院新闻与克里斯托弗·希尔进行了交谈,希尔是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的首席研究科学家,也是新联盟的指导委员会成员,他谈到了麻省理工学院的计算能力将如何帮助对抗covid19。

问:麻省理工学院是如何加入这个联盟的?

答:IBM与政府和麻省理工学院(MIT)都有长期的计算业务合作关系。美国能源部拥有位于橡树岭国家实验室的IBM Summit超级计算机,该实验室已经在寻找可能有效对抗这种冠状病毒的药物化合物。除了与麻省理工学院的密切合作关系外,IBM还捐赠了Satori超级计算机,作为麻省理工施瓦茨曼计算学院(MIT Schwarzman College of Computing)启动项目的一部分。我们显然希望尽我们所能来帮助抗击这一流行病,因此我们抓住机会加入到更大的努力中来。

问:麻省理工学院给联盟带来了什么?

答:我们主要使用两个系统:Satori和Supercloud,这是一个由林肯实验室(Lincoln Laboratory)运营的非保密系统。这两种系统都有大量的计算单元(即gpu),这些计算单元使计算机能够更快地处理信息,而且它们还有超大的内存。这使得该系统与联盟中的其他机器在某些方面略有不同,这可能有助于解决某些类型的问题。

例如,麻省理工学院的这两套系统似乎特别有助于检查低温电子显微镜下的图像,这需要在材料上使用电子显微镜在超低温度下。超低温减慢了原子的运动,使图像更清晰。除了硬件之外,麻省理工学院的教职员工已经表示有兴趣帮助使用麻省理工学院设备的外部研究人员。

问:麻省理工学院将如何作为联盟的一部分运作?

答:该联盟将通过与国家科学基金会联合运行的单一门户接收提案。一个指导委员会将决定哪些提案被接受,以及将它们发送到哪里。指导委员会将依赖于一个更大的技术审查委员会的指导,该委员会将包括指导委员会成员和其他专家。两个委员会都由来自参与机构的研究人员组成。我将在麻省理工学院的两个委员会任职,我们将任命第二个人在技术审查委员会任职。

麻省理工学院的四个人——本·洛伊、尼克·罗伊、杰里米·凯普纳(林肯实验室)和我——将监督学院的工作。该联盟的目标是将重点放在计算可能在一周到三个月内产生相关进展的项目上——尽管有些项目,如与疫苗相关的项目,可能需要更长的时间。

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来自麻省理工学院宇航员的信息:接受任务,找到你的动力

长时间保持距离是减少距离的最有效方法。但对许多人来说,长期的社会孤立是一个未知领域。

为了了解我们如何度过短暂的分离生活,《麻省理工学院新闻》采访了三位麻省理工学院的校友,他们曾在人类唯一的太空前哨站——地球之外的地方生活了几个月。Cady Coleman ‘ 83、Mike Fincke ‘ 89和Greg Chamitoff ‘ 92都曾作为NASA宇航员在国际空间站(ISS)执行过长期任务。当他们在距地球250英里的轨道上运行时,他们居住和工作的地方有一所大房子那么大,只有偶尔有机会走出房子,进行太空行走来维修或维护空间站。

即使他们与地球上的其他地方隔离了好几个月,宇航员们还是找到了与家人和朋友通过电话和视频聊天来消除距离的方法。同样重要的是,他们也会为自己腾出时间,拥抱孤独。科尔曼、芬克和切米托夫分享了他们从太空生活中学到的一些经验,以及我们如何致力于一项任务,至少目前是在远距离生活。

问:即使你能与地面上的人通过电子邮件和视频聊天,但长时间与世隔绝的感觉如何?

CHAMITOFF:住在国际空间站就像在你的房子里和几个人呆了很长一段时间。国际空间站的居住空间大约相当于一间有六间卧室的房子。希望你喜欢你的室友,并建立起即使有分歧也能和睦相处的机制。在太空中,你感到与社会的其余部分分离——你是整个星球上唯一的人!

我原以为在太空的六个月里我会感到孤独,但事实恰恰相反。每天都有目标,有无数的任务和实验要做,与世界各地的人们交流,这些都让我们与世界有了更多的接触,所以孤独不是一个因素。也许,对于在这场危机中不得不呆在家里的每个人来说,这里有一些教训。

科尔曼:我认为让一切运转起来的是使命。作为一名宇航员,我处在探索的前沿,代表着许多人完成了国际空间站的任务和实验。现在我们的任务是在地球上保护彼此的安全。我想记住这一使命更易于洗手时一次你真的不喜欢它,并告诉朋友更随意的社会距离,“不,我真的不认为这是安全的,在一起了。”

FINCKE:我们是这样的社会生物,对很多人来说,有点宅在家里而不出门是一个挑战。对于宇航员来说,这是我们所习惯的——它伴随着我们的领域。

问:你还记得你在太空中被孤立的那些更具挑战性的日子吗?你是如何克服它的,心理上还是身体上?

FINCKE:我的第一次长期任务是在一次航天飞机因事故而停飞的时候,当时只有我们两个人在国际空间站上呆了六个月,没有访客。当你和别人在一个封闭的空间里时,你真的需要付出额外的努力来相处。我们可能都很难相处。我在太空学到的一些东西我已经带回了地面,比如告诉我的妻子我更欣赏她,以及诸如此类的事情。你真的学会了珍惜关系。

科尔曼:我们有一个宇航员,他的妈妈在我们在太空的时候意外去世了。我们建立了自己的追悼会,与家乡的葬礼同时举行。我看了看世界地图,意识到我们将在葬礼举行的时候经过他的家乡。我们六个人一起在圆顶屋里,我们沉默了一会儿,我真的觉得我们和地面上所有的家人在一起。当你选择的任务迫使你被孤立时,你就会找到一种方法,尽你所能做到最好。

CHAMITOFF:飓风“艾克”在我的长期任务期间袭击了休斯敦。约翰逊航天中心关闭,人们正在撤离这座城市。国际空间站的运作几乎陷入停顿。在船上的近一个星期里,我们比平常更加孤立,决心做一些有用的事情。我们有一个计划外活动的任务列表,如果我们能在没有地面支持的情况下完成这些任务,我们就会去做。无可否认,我们看了更多的电影,做了更多的运动,睡了更多的觉,在一起吃饭的时间也更长了。我们担心我们在地面上的亲人,但较慢的速度对我们的士气和机上的同志情谊有好处。

问:你有什么可以分享的建议来帮助人们度过甚至是拥抱这段社交疏远期吗?

FINCKE:保持一个时间表,要做的事情,要做的事情,检查你的清单,可以成为帮助我们所有人的工具。在空间站上,随着任务的进展,我们有很多事情要期待,比如下一艘给我们提供新食物的货船,或者一次太空行走,这真的很重要。这里也是一样:我不必去上班并不意味着我不应该起床,像我一样洗澡和穿衣。明天去杂货店,即使是一件小事,也是值得期待的。

同时,找出你的动力是什么。对我来说,我读科幻小说,有一段时间,NASA给了我一个电子阅读器,我在那里读了50-60本书。那是我的专长。可能会有点孤单。所以你需要知道你自己的动力是什么。

CHAMITOFF:使用FaceTime、Zoom、Skype或任何你喜欢的工具与人交流。与他人制定虚拟计划。花时间在外面。我相信,当这一切都结束时,我们会因此而拥有更强大、更亲密的关系。与你的家人和朋友交谈——也许比你平时做的更多。在太空中,我每晚都和朋友或家人通话。这是我一天中最精彩的部分。

考曼:你要做的一件事就是弄清楚怎样才能拥有自己的空间,无论是精神上的还是物质上的。如果有人在屋子里每次看到关于冠状病毒的新通知就来找你,你可能会对我们正在做的事情有一个直接的想法。比如说,我们一天读两次这些东西。现在有很多事情是我们无法控制的。我们能做什么?我们可以控制我们所学的东西。我想我可能会参加一些Skype的长笛课程,学习中文一直在我的列表中,以及练习我的俄语。我的清单上有很多项目,从完成我的网站到清理我的阁楼,现在我觉得我可能会以一种快乐或不那么快乐的方式把它们全部完成。

问:那么长时间被孤立的经历对你来说是令人惊讶还是意外的呢?

科尔曼:我想我希望在空间站上做的事情。一是充足的睡眠。可能我这辈子都没睡够,尤其是在麻省理工,对吧?所以照顾好自己是一件很好的事情——优先考虑。还有,一些日志或记录:记下一些笔记,为自己抓住这段时间,无论你是否打算与他人分享。拍些照片,帮助人们了解你的感受。因为你的经验在将来可能对别人很有价值。

FINCKE:由于更加孤立,在这样的时刻,外部的力量把我们聚在一起,我更加珍惜和家人在一起的时光。利用这段时间来关注人际关系——联系,发邮件,打电话,因为现在有更多的机会。

CHAMITOFF:生活将会有些不同,但你会很快适应它。我们是适应性很强的物种。我们生活在各种极端环境中,包括失重环境。然而,我们确实需要彼此。我们不能单独做这件事。如果你知道他们是孤独的,那么考虑去帮助他们。只要我们有家人和朋友一起分享这段经历,我们就会没事的。

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这封信是关于今年的毕业典礼、帽子和科技聚会庆祝的

以下这封信是麻省理工学院校长雷夫(L. Rafael Reif)今天寄给麻省理工学院社区的。

麻省理工学院的成员们,

在我即将从加拉加斯高中毕业的前一天,这座城市遭受了一场大地震。建筑物倒塌。伤亡惨重。突然之间,无论是身体上还是情感上,都不可能举行我们一直期待的传统毕业典礼了。

我仍然记得那种痛苦和失望——所以我怀着特别的同情和极大的遗憾写信告诉你们,在一个被covid19搅乱的世界里,很明显,我们不能在5月下旬举行我们传统的亲自参加毕业典礼、戴头罩和技术团聚的庆祝活动。

2020届的毕业生们,所有即将毕业的学生们,你们自豪的家人和教职工朋友们,以及年复一年的校友们:我知道你们一直希望,你们所获得的认可仍能以通常的方式呈现。我们都希望如此。因此,我预计这一消息可能会令人非常失望。

但我向你们保证,我们将重塑这些美妙的仪式,以麻省理工学院最好的精神,在这个最不寻常的时刻,以合理的方式,与你们一起庆祝。

做好细节很重要,我们知道你们会有问题;随着计划的发展,我们将与所有受影响的人分享最新信息。(如果你已经订购了regalia,你会收到后续的信息。)

就目前而言,大致的轮廓如下:

为了表彰我们毕业生不可思议的努力和成就,2020年的毕业典礼将分两部分举行:

  • 5月29日举行的授予学位和庆祝毕业生的在线活动。那些计划我们通常的毕业典礼的人将与我们选出的学生领袖和一些教员共同设计这个项目。
  • 一个面对面的庆祝活动,将在未来的某个时候在麻省理工学院举行。学生,教职员工在我们的毕业典礼过渡委员会——我们被指控为麻省理工学院开发的编程毕业典礼在2021年及以后——将开始想象这种特殊阶层的可能性2020事件,委员会主席吉姆·波特教授的领导下,由于新学生领袖。建议毕业生返校自然会引发有关公平和经济负担的问题,因此我们将尽最大努力在计划时考虑到这些问题。

致我们的毕业生:如果你们对这些活动有什么想法,请在[email protected]与我们和你们选出的学生领袖分享。

虽然2020年的科技聚会不会像往常那样举行,但一旦我们更全面地了解了更大的情况,我们将探索各种方式来纪念班级里程碑,并让整个社区再次团结起来。我特别要感谢许多班级领导,他们多年来以独特的方式,在这个充满挑战的时代,积极主动地帮助同学们相互联系,并与麻省理工学院这个伟大的全球大家庭保持联系。

如果你计划参加聚会,麻省理工学院校友会将很快与你取得联系,帮助你应对这些变化。

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随着covid19危机的展开,你将继续听到我们的很多信息。我们正在努力学习在频率和渠道方面什么是最好的,我们希望在“太多”和“不够”之间找到正确的道路。“我们将发布实用的更新,我们将尊重人类的故事。

现在,我只想说,我对很久以前的地震印象最深的是我周围的人——家人、邻居、老师、朋友——他们被彻底地震撼了,但是他们齐心协力,慷慨、坚韧和善良地帮助了我。

这些记忆与我在麻省理工学院(MIT)看到的过去几周的剧变如出一辙:学生、教职员工、博士后和教职员工迅速适应这一令人不安的新现实,尽其所能互相帮助,为更大的公共利益做出贡献。

在这种困难的情况下,麻省理工学院的人们已经忍受并取得了很大的成就。未来的几周和几个月可能会面临更艰巨的挑战。从我的所见所闻来看,我完全相信我们的社区将以同样的耐心、勇气、无私和风度来迎接这些新的挑战。

祝你们平安健康。

真诚地,

l·拉斐尔·赖夫

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治疗呼吸窘迫的权宜之计

麻省理工学院(MIT)和科罗拉多大学(University of Colorado)的研究人员提出了一种权宜之计,他们认为这种方法可以帮助19名患有急性呼吸窘迫症的患者。他们相信,通过重新利用一种现在用于治疗血块的药物,他们可以在呼吸机不起作用或无法使用呼吸机的情况下帮助人们。

马萨诸塞州和科罗拉多州的三家医院正在制定计划,在19名重症患者身上测试这种方法。该药物是一种叫做组织纤溶酶原激活剂(tPA)的蛋白质,通常用于心脏病发作和中风患者。该方法基于来自中国和意大利的新数据,Covid-19患者有严重的凝血障碍,导致呼吸衰竭。

麻省理工学院David H. Koch科学系教授Michael Yaffe说:“如果这一方法有效,我希望它能很快推广,因为每家医院的药房里都有这种药物。”“我们不需要制造一种新药,我们不需要做与新药物相同的测试。这是一种我们已经在使用的药物。我们只是想重新利用它。”

亚菲也是麻省理工学院科赫综合癌症研究所的成员,也是波士顿贝斯以色列女执事医疗中心/哈佛医学院的重症监护医师,也是一篇描述新方法的论文的资深作者。

这篇论文发表在《创伤与急性护理外科杂志》(Journal of Trauma and Acute Care Surgery)上,作者之一克里斯托弗·巴雷特(Christopher Barrett)是贝斯以色列女执事的外科医生,也是麻省理工学院的访问科学家;丹佛科罗拉多大学的亨特·摩尔、欧内斯特·摩尔、彼得·摩尔和罗伯特·麦金太尔;伯以色列女执事但以理。以及佛罗里达大学的弗雷德里克·摩尔。

分手凝块

在对中国武汉爆发的covid19大规模研究中发现,5%的患者需要重症监护,2.3%的患者需要呼吸机。美国的许多医生和公共卫生官员担心可能没有足够的呼吸机给所有需要呼吸机的19名患者。在中国和意大利,尽管有最大限度的支持,仍有大量需要呼吸机的患者最终死于呼吸衰竭,这表明有必要采取额外的治疗方法。

麻省理工学院和科罗拉多大学的研究小组目前提出的治疗方案是基于多年来对呼吸衰竭时肺部情况的研究。在这种病人中,血凝块通常在肺部形成。微小血栓也可以在肺部血管中形成。这些微小的血块阻止血液进入肺部,而肺部通常是血液充氧的地方。

研究人员认为,tPA有助于溶解血块,可能有助于急性呼吸窘迫的患者。tPA是一种存在于人体中的天然蛋白质,它能将纤溶酶原转化为一种叫做纤溶酶的酶,这种酶能分解血块。心脏病发作患者或中风患者常服用较大剂量的阿司匹林以溶解引起心脏病发作或中风的血块。

动物实验和一项人体试验表明,这种方法在治疗呼吸窘迫方面有潜在的好处。在2001年进行的人体试验中,20名因创伤或败血症导致呼吸衰竭的患者被给予了激活纤溶酶原的药物(尿激酶或链激酶,但不激活tPA)。所有参与试验的患者都有严重的呼吸窘迫,以至于他们不可能活下来,但是30%的患者在接受治疗后存活了下来。

这是迄今为止唯一一项使用纤溶酶原激活剂治疗人类呼吸衰竭的研究,主要是因为改进的呼吸机策略效果良好。亚菲说,对于许多Covid-19患者来说,情况似乎并非如此。

在covid19患者中尝试这种疗法的想法出现了,部分原因是科罗拉多和麻省理工学院的研究团队在过去几年里一直在研究创伤后肺部可能出现的炎症和异常出血。事实证明,Covid-19患者也患有与炎症相关的组织损伤,从这些患者的尸检结果中可以看到,这可能有助于血栓的形成。

“我们听到我们的重症监护的同事在欧洲和纽约是许多危重患者Covid-19 hypercoagulable,也就是说它们凝结了他们接受静脉注射,肾脏和心脏衰竭血液凝块,除了肺衰竭。有大量的基础科学支持这个概念应该是有益的,”Yaffe说。“当然,棘手的部分是确定正确的剂量和给药途径。但我们追求的目标是经过充分验证的。”

潜在的好处

研究人员将在FDA“慈悲使用”项目下的患者身上测试tPA,该项目允许在没有其他治疗选择的情况下使用试验性药物。亚菲说,如果这种药物在最初的一批患者中似乎有帮助,那么它的使用可能会进一步扩大。

他表示:“我们获悉,临床试验将由BARDA(生物医学高级研究与开发局)资助,NIH主任弗朗西斯•柯林斯(Francis Collins)昨日下午听取了该方法的简报。”“tPA的制造商Genentech已经捐赠了用于初步试验的药物,并表示,如果最初的患者反应令人鼓舞,他们将迅速扩大使用范围。”

根据他们在科罗拉多的同事的最新数据,这些小组计划通过静脉注射和/或直接将药物注入气道。静脉注射目前用于中风和心脏病发作患者。他们的想法是在2小时内迅速注射一剂,然后在22小时内缓慢注射等量的剂量。由前麻省理工学院(MIT)研究人员创办的Applied BioMath公司,目前正致力于计算模型的研究,这些模型可能有助于优化给药计划。

亚菲说:“如果它能奏效,而且我们还不知道它是否能奏效,它就有很大的迅速扩张的潜力。”“对公众健康的好处是显而易见的。我们可能会让人们更快地摆脱呼吸机,我们可能会潜在地阻止人们需要使用呼吸机。”

计划测试这种方法的医院有贝斯以色列女执事、科罗拉多大学安舒尔茨医学校区和丹佛健康。导致这一提议的研究是由国家卫生研究院和国防部同行评审医学研究项目资助的。

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生物的生长依赖于波浪的模式

当几乎所有有性繁殖物种的卵细胞受精时,它会在卵细胞表面激起一系列的涟漪。这些波是由数十亿被激活的蛋白质产生的,这些蛋白质像一群群钻洞的小哨兵一样穿过卵膜,向卵发出信号,让它开始分裂、折叠、再分裂,形成生物体的第一个细胞种子。

现在,麻省理工学院的科学家们已经对海星卵表面产生的这些波的模式进行了详细的研究。这些蛋很大,因此很容易观察到,科学家认为海星蛋是许多其他动物蛋的代表。

在每个卵细胞中,研究小组引入了一种蛋白质来模拟受精的开始,并记录了相应的波在卵细胞表面的波动模式。他们观察到,每个波都以螺旋的形式出现,多个螺旋一次在鸡蛋表面旋转。一些螺旋自动出现并向相反的方向旋转,而另一些则迎头相撞并立即消失。

研究人员意识到,这些涡旋波的行为与在其他看似无关的系统中产生的波相似,比如量子流体中的涡旋,大气和海洋中的环流,以及在心脏和大脑中传播的电信号。

“人们对鸡蛋表面波的动力学知之甚少,在我们开始分析和建模这些波之后,我们发现这些相同的模式出现在所有其他的系统中,”麻省理工学院的物理学家Nikta Fakhri说,他是Thomas D.和Virginia W. Cabot的助理教授。“这是这种非常普遍的波动模式的一种表现。”

“它开启了一个全新的视角,”麻省理工学院(MIT)数学副教授约恩•邓克尔(Jorn Dunkel)补充道。“你可以借用人们开发的很多技术来研究其他系统中的相似模式,来学习一些生物学知识。”

法赫里和邓克尔今天在《自然物理》杂志上发表了他们的研究结果。他们的合著者是Tzer Han Tan、Jinghui Liu、Pearson Miller和MIT的Melis Tekant。

找到一个中心

先前的研究表明,卵子受精会立即激活Rho-GTP蛋白,这是卵子内的一种蛋白质,通常在细胞的细胞质内处于不活跃状态。一旦被激活,数以亿计的蛋白质就会从细胞质的泥沼中钻出来,附着在卵膜上,沿着细胞壁蜿蜒前进。

邓克尔解释说:“想象一下,如果你有一个非常脏的鱼缸,一条鱼游到靠近玻璃的地方,你就能看到它。”“以类似的方式,蛋白质在细胞内部的某个地方,当它们被激活时,它们附着在细胞膜上,你开始看到它们移动。”

法赫里说,穿过卵膜的蛋白质波,在某种程度上是为了组织围绕着细胞核心的细胞分裂。

法赫里说:“鸡蛋是一个巨大的细胞,这些蛋白质必须协同工作才能找到它的中心,这样细胞就知道在哪里分裂和折叠,多次折叠,形成一个有机体。”“没有这些蛋白质的波动,就不会有细胞分裂。”

麻省理工学院的研究人员观察到,从海洋和大气环流到量子流体,新受精卵上的波纹与其他系统相似。由研究人员提供。

在他们的研究中,研究小组重点关注了Rho-GTP的活性形式,以及当它们改变蛋白质浓度时,鸡蛋表面产生的波形。

在他们的实验中,他们通过微创外科手术从海星的卵巢中获得了大约10个卵子。他们引入了一种激素来刺激成熟,同时也注射了荧光标记物来连接到任何一种反应中上升的活性Rho-GTP。然后,他们通过共聚焦显微镜观察每个鸡蛋,并观察到在不同浓度的人工激素蛋白的作用下,数以亿计的蛋白质被激活并在鸡蛋表面产生涟漪。

法赫里说:“通过这种方式,我们创造了一个不同模式的万花筒,并观察它们产生的动态。”

飓风追踪

研究人员首先收集了每个鸡蛋的黑白视频,展示了鸡蛋表面的明亮光波。波中一个区域越亮,该区域的Rho-GTP浓度就越高。对于每个视频,他们比较像素之间的亮度或蛋白质浓度,并使用这些比较来生成相同波形的动画。

从他们的视频中,研究小组观察到波浪似乎以微小的、飓风般的螺旋状向外振荡。研究人员将每个波的起源追溯到每个螺旋的核心,他们称之为“拓扑缺陷”。出于好奇,他们跟踪了这些缺陷本身的运动。他们做了一些统计分析,以确定某些缺陷在鸡蛋表面移动的速度,以及这些螺旋状物体出现、碰撞和消失的频率,以及它们在何种形态下出现、碰撞和消失。

令人惊讶的是,他们发现他们的统计结果,以及鸡蛋表面的波的行为,与其他更大的和看起来不相关的系统中的波的行为是一样的。

“当你观察这些缺陷的统计数据时,它本质上与流体中的漩涡、大脑中的波或更大范围内的系统是一样的,”邓克尔说。“这是同样的普遍现象,只是缩小到细胞的水平。”

研究人员对波与量子计算的相似之处特别感兴趣。就像鸡蛋里的波的模式传递特定的信号,在细胞分裂的情况下,量子计算是一个领域,旨在以精确的模式操纵流体中的原子,以便转换信息和执行计算。

Fakhri说:“也许现在我们可以从量子流体中获得灵感,用生物细胞制造微型计算机。”“我们预计会有一些差异,但我们将进一步探索(生物信号波)作为一种计算工具。”

这项研究得到了詹姆斯S.麦克唐奈基金会(James S. McDonnell Foundation)、阿尔弗雷德P.斯隆基金会(Alfred P. Sloan Foundation)和国家科学基金会(National Science Foundation)的部分支持。

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该系统在无人驾驶汽车上路前对其进行模拟训练

麻省理工学院(MIT)发明的一个训练无人驾驶汽车的仿真系统,创造了一个具有无限转向可能性的逼真世界,帮助汽车学会在沿着真实街道行驶之前,在一系列糟糕的情况下导航。

自动驾驶汽车的控制系统或“控制器”很大程度上依赖于来自人类驾驶员的真实驾驶轨迹数据集。从这些数据中,他们学会了如何在各种情况下模拟安全的转向控制。但幸运的是,来自危险“边缘情况”的真实数据很少,比如险些撞车或被迫驶离道路或进入其他车道。

一些被称为“仿真引擎”的计算机程序旨在通过绘制详细的虚拟道路来模拟这些情况,以帮助训练控制器进行恢复。但是,从模拟中学习到的控制从来没有在一个全尺寸的车辆上被证明转移到现实中。

麻省理工学院的研究人员用他们的真实感模拟器解决了这个问题,这个模拟器被称为自主的虚拟图像合成和转换(VISTA)。它只使用一个小的数据集,由人类在道路上驾驶时所捕获,从车辆在现实世界中所能采取的轨迹中,综合出几乎无限的新视点。控制器在不坠毁的情况下飞行的距离是有奖励的,所以它必须自己学习如何安全到达目的地。在这样做的过程中,车辆学会了在遇到的任何情况下安全驾驶,包括在车道之间转弯后重新获得控制,或者从接近事故中恢复。

在测试中,在VISTA模拟器中接受安全训练的控制器能够安全地部署到一辆全尺寸的无人驾驶汽车上,并能在以前从未见过的街道上导航。在模拟各种接近撞车的情况下,在越野方向定位汽车时,控制器也能够在几秒钟内成功地将汽车恢复到安全的行驶轨迹。一篇描述该系统的论文已经发表在IEEE机器人和自动化快报上,并将在5月份的ICRA会议上发表。

第一作者、计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的博士生亚历山大•阿米尼(Alexander Amini)表示:“在这些人类没有在路上经历的极端情况下,很难收集到数据。”“然而,在我们的模拟中,控制系统可以体验这些情况,学习如何从中恢复,并在现实世界中部署到车辆上时保持健壮。”

这项工作是与丰田研究所合作完成的。和阿米尼一起发表论文的还有伊戈尔·吉尔茨申斯基(Igor Gilitschenski),他是CSAIL的博士后;Jacob Phillips, Julia Moseyko,和Rohan Banerjee,都是CSAIL和电子工程与计算机科学系的本科生;航空航天副教授Sertac Karaman;和Daniela Rus, CSAIL的主任以及Andrew和Erna Viterbi电气工程和计算机科学的教授。

数据驱动的仿真

从历史上看,为训练和测试自动驾驶汽车制造仿真引擎基本上是一项手工任务。公司和大学经常雇佣一批艺术家和工程师来描绘虚拟环境,包括精确的道路标志、车道,甚至是树上的树叶。基于复杂的数学模型,有些引擎还可以结合汽车与环境相互作用的物理特性。

但是由于在复杂的现实环境中有许多不同的东西需要考虑,所以实际上不可能将所有东西都整合到模拟器中。因此,控制器在仿真中学习的内容与它们在现实世界中的操作方式通常不匹配。

相反,麻省理工学院的研究人员创造了一种他们称之为“数据驱动”的模拟引擎,从真实数据中综合出与道路外观一致的新轨迹,以及场景中所有物体的距离和运动。

他们首先从一个在几条路上开车的人身上收集视频数据,然后将其输入引擎。对于每一帧,引擎将每个像素投射到一种3D点云中。然后,他们在那个世界里放置一个虚拟的交通工具。当车辆发出转向指令时,发动机根据转向曲线和车辆的方向和速度,通过点云合成新的轨迹。

然后,引擎使用新的轨迹来渲染一个逼真的场景。为此,它使用卷积神经网络(通常用于图像处理任务)来估计深度图,深度图包含与控制器视点到目标距离相关的信息。然后,它将深度地图与估计3D场景中摄像机方位的技术相结合。这一切都有助于确定车辆的位置和与虚拟模拟器内所有东西的相对距离。

基于这些信息,它重新定位原始像素,从车辆的新视角重建世界的3D表现。它还可以跟踪像素的移动,以捕获场景中车辆、人员和其他移动对象的移动。“这相当于为飞行器提供无限多可能的轨迹,”罗斯说。“因为当我们收集物理数据时,我们得到的数据来自汽车将遵循的特定轨迹。但是我们可以修改轨迹来覆盖所有可能的驾驶方式和环境。很强大。”

从零开始强化学习

传统上,研究人员一直通过遵循人类规定的驾驶规则或试图模仿人类驾驶员来训练自动驾驶汽车。但研究人员让他们的控制器在“端到端”框架下完全从头开始学习,这意味着它只接受原始传感器数据作为输入——比如道路的视觉观察——并根据这些数据预测输出的转向指令。

“我们基本上会说,‘这是一个环境。你可以做任何你想做的事。只要别撞到车里,呆在车道里就行了。’”阿米尼说。

这就需要“强化学习”(RL),这是一种反复试验的机器学习技术,每当汽车出错时,它都会提供反馈信号。在研究人员的模拟引擎中,控制器一开始对如何驾驶一无所知,不知道路标是什么,甚至不知道其他车辆是什么样子,因此它开始执行随机的转向角。它只有在崩溃时才会得到反馈信号。此时,它就会被传送到一个新的模拟位置,并必须执行一组更好的转向角度,以避免再次撞车。经过10到15个小时的训练,它利用这些稀疏的反馈信号来学习如何在不崩溃的情况下走得更远。

在模拟成功行驶1万公里后,作者将学习到的控制器应用到现实世界中的全尺寸自主驾驶汽车上。研究人员表示,这是首次在模拟中使用端到端强化学习训练的控制器成功部署到全尺寸自动驾驶汽车上。“这让我们很惊讶。Amini说:“这个控制器不仅以前从未在真正的汽车上使用过,而且以前它甚至从未见过路,也不知道人类是如何驾驶的。”

迫使控制器运行所有类型的驾驶场景,使它能够从迷失的位置重新获得控制——例如在道路的一半或进入另一条车道——并在几秒钟内转向回正确的车道。“其他最先进的控制器都不幸地失败了,因为他们从来没有在训练中看到过这样的数据,”Amini说。

接下来,研究人员希望模拟单一行驶轨迹下的所有路况,比如白天和黑夜,晴天和雨天。他们还希望模拟与道路上其他车辆之间更复杂的交互作用。“如果其他车辆开始移动并跳到车辆前面怎么办?””罗斯说。“这些都是复杂的、真实世界的交互,我们想要开始测试。”

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麻省理工学院计划建造一个更安静的校园

作为对Covid-19的回应,麻省理工学院现在有数千名学生和员工从事校外工作和学习,一个新成立的校园空间规划工作组正在开发一个框架,以临时管理进入麻省理工学院大楼的权限。

这一框架是麻省理工学院努力的最新举措,目前已经进行了几周,旨在通过促进社会距离和降低校园人口密度来保障教职员工和学生的健康。

麻省理工学院的支持服务关注其活跃的建筑也将帮助必要的员工保持校园——包括麻省理工学院的员工设施和麻省理工学院的警察——照顾那些仍在运行的设施,和保护的安全还是校园生活和工作的人。

校园空间规划工作组联合主席、副教务长Krystyn Van Vliet说:“这一努力是一个分阶段计划的一部分,该计划减少了使用全面支持服务的建筑数量。”“在我们暂时重新定义校园足迹的同时,我们的目标是保持安全的校园运作和麻省理工学院社区的充分访问,以确保学院的学术、研究和业务连续性。”

合并经营的计划

到今天为止,校园里的一些建筑已经被保护起来了,麻省理工学院社区是无法进入的,比如斯特拉顿学生中心(W20号楼)。到3月25日(周三),麻省理工学院的目标是限制校园内大多数建筑的使用,并简化许多目前使用有限的建筑的支持服务。所有学生宿舍将继续得到全面支持。

建筑将保留以前确定的四个群体:关键研究人员;参与预定的学术讲座录音的;来自麻省理工学院设施、麻省理工学院警察、麻省理工学院医疗、麻省理工学院餐饮、麻省理工学院环境、健康和安全等部门的重要人员;以及支持关键研究基础设施的供应商。

除了这些团体外,麻省理工学院的社区成员还可以进入个别的校园建筑,他们可以申请并获得系主任、院长或其他高级管理人员的批准。这些校园领导很快就会收到这方面的指导。

新方法将继续为需要它的MIT社区成员提供访问,并为那些帮助管理这些建筑物的运行的人提供访问。麻省理工学院社区的成员,如果不在上述四个关键群体中,并且没有得到校园领导的特别许可,在校园时需要有他们的麻省理工学院id,以便向麻省理工学院警察和其他人员证明自己的身份。他们在校期间应该遵守社交距离准则。没有麻省理工学院身份证的个人将被要求离开校园建筑。

Van Vliet说:“虽然对我们中的一些人来说,这种校园通道的改变可能会给他们带来不便,但在这种不寻常的时期,我们需要有一个共同的认识,那就是我们大楼的正常使用依赖于幕后工作人员的巨大努力。”

“在目前的环境下,我们专注于平衡我们的员工的福利和保持关键的研究所运作的需要,”乔·希金斯补充说,他是负责校园服务和管理的副总裁,也是校园空间规划工作组的联合主席。“我们在如何开展工作方面做了很多调整——促进社会距离,加强清洁方法,管理材料,加强安全,控制出入,并对限制使用的建筑实施定期检查。”虽然所有建筑物的安全、消防、供水和基础设施警报将继续得到管理和监测,但我们正在为有限使用的建筑物实施能源管理的最佳做法,这将有助于研究所节约资源。”

校园访问框架为需要“安静空间”进行个人学习、在线会议或录制讲座的MIT社区成员提供了几个校园位置。在未来的日子里,麻省理工学院社区将在这方面得到明确的指导。

学生紧急宿舍

大约245名获得豁免并留在校园的本科生被分配到三个宿舍:马西赫厅、麦考密克厅和贝克厅。本周末,在麻省理工学院工作人员的支持下,这些学生将搬进他们的紧急宿舍。

第四个本科生宿舍,Burton-Conner房子,已经指定了——包括那些学生住校外,在波士顿地区,可能需要检疫(由于暴露,风险因素,或症状)或隔离(对于那些阳性,需要护理,但其条件不够严重需要住院治疗)。该机构将配备医疗专业人员来帮助这些学生恢复健康。

“我们的目标是,如果学生生病了,我们将支持那些仍然有就餐选择的学生,以及专业的内部医疗护理,”副校长兼学生生活主任苏茜·纳尔逊(Suzy Nelson)说。“我们正在尽一切努力来照顾那些在这场公共卫生危机期间仍与我们在一起的学生。”

根据公共卫生官员的建议,所有在麻省理工学院紧急宿舍的学生将被尽可能广泛地分散,将占用的密度降到最低,并鼓励实践社交距离。

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麻省理工学院鼓励社区响应个人防护装备的请求

随着未来几天或几周内预计将出现19例covid19病例的激增,一线医疗团队和医院正在进行准备工作。然而,许多地区设施的个人保护装备(PPE)供应有限,他们需要做自己的工作和保持安全。这种设备为卫生保健工作者提供了抵御病毒的第一道防线,使他们能够继续为病人提供服务,而随着病例数量的增加,医院也能保持工作人员的水平。

埃拉泽·埃德尔曼(Elazer Edelman)最近在发给麻省理工学院(MIT)社区的电子邮件中写道:“当地医院和医疗中心目前急需PPE,包括医用口罩、面罩、n95、消毒剂、手套、安全防护服和交通工具。”作为医学工程和科学研究所的主任(ime),爱德华j . Poitras教授在医学工程和科学,和布莱根妇女医院的资深主治医师,埃德尔曼说,整个地区的医务人员主动联系他直接与任何PPE可以捐赠的请求。“这些医院急需这些物资,”他写道。

为了应对这一前所未有的需求,学院的一个跨校园团队正在努力从麻省理工学院的实验室征集和收集任何额外的、未开封的PPE。具体来说,这个团队正在寻找未打开和未使用的口罩(包括N95),包括临床、外科或其他类型的捐赠;脸盾;手套;驱动过滤呼吸器;礼服;用漂白剂擦拭;洗手液;棉签,包括涤纶、人造丝或尼龙棉签;媒体和文化。

目前,我们鼓励实验室尽可能多地对这些物品进行分类,并通过电子邮件[email protected]安排收集。收到捐赠请求的实验室也可以将请求转发到此电子邮件地址以协调响应。

实验室不需要捐赠,每个实验室都应该评估自己未来的需求,并保留安全完成已批准的实验室维护和covid -19相关研究所需的物品。该研究所的各小组将努力确保捐款按需要公平地分配给当地设施。如有关于捐款的其他问题,请发邮件至[email protected]

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