麻省理工学院的团队利用供应链的专业知识来帮助保护卫生工作者免受Covid-19的侵害

麻省理工学院(MIT)教员领导的一个小组已帮助将急需的个人防护装备(PPE)带到新英格兰,这是该地区抗击19日流行性感冒的更大努力的一部分。这个自称为Covid-19政策联盟(Covid-19 Policy Alliance)的组织在过去几周一直致力于多个项目,包括设备交付。

“Covid-19政策联盟的一个目标是帮助国家和世界准备即将到来的一波又一波的Covid-19情况下,在多个领域,”瓦莱丽Karplus说,全球经济和管理的助理教授在麻省理工学院斯隆管理学院的小组工作的一部分。“我很高兴看到我们的团队能够运用我们对全球供应链的理解,帮助买家获得可靠、高质量的个人防护装备供应。”

Karplus是参与这项工作的几位麻省理工学院教员之一。这项工作的重点是发放口罩、手套和长袍,这些都是在19日突发事件期间一线医护人员所穿戴的重要物品。该小组还与麻省理工学院的其他工作密切协调,例如在其他项目中收集和分发PPE捐款。

此类个人防护用品可减少医护人员接触冠状病毒的机会,降低医护人员传播疾病的可能性,从而改善医护人员的安全状况。Covid-19病例的指数式增长也增加了获得PPE物品的机会。

除了Karplus,麻省理工学院社区的成员还包括黄亚生(Yasheng Huang),他是麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan)大纪元基金会(Epoch Foundation)国际管理学教授;麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan)副研究员詹妮弗·高(Jennifer Gao);还有Katya Moniz博士,14岁,微生物生态学家。该组织还一直致力于评估卫生保健提供者在不久的将来的需求。

covid19政策联盟由麻省理工学院斯隆商学院(MIT Sloan)罗纳德·库尔茨(Ronald A. Kurtz)创业学教授西蒙·约翰逊(Simon Johnson)共同领导;凯特·凯洛格,大卫·j·麦格拉思(1959),麻省理工学院斯隆商学院管理与创新教授;以及麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan)管理学教授莱维(Retsef Levi)。该组织的目标是建立和支持快速解决当前大流行的方法。

约翰逊说:“来自麻省理工学院校友、学生、教职员工和全体教员的努力和支持令人惊叹。”“这一PPE(交付工作)只是研究所人员如何从基层组织到大规模趋同途径的一个例子——所有这些努力都集中在减少Covid-19对人类的伤害上。这场灾难性的大流行的规模是巨大的,但我知道麻省理工学院聪明的人类将与之斗争到底。”

利补充说,“这是一个例子MIT-type系统如何思考,全球供应链管理和经济学,以及分析,一起来识别的需要,设计一个可行的计划,并坚持执行一次的危机,利用合作的能力在麻省理工学院和麻省理工学院全球之外。”

covid19政策联盟还与来自新罕布什尔州的州参议员、执业医生汤姆·谢尔曼(Tom Sherman)密切合作,谢尔曼是该组织的志愿首席医疗官,他赞扬了参与者的积极态度。

谢尔曼说:“这些麻省理工学院教授的一个共同特点是,他们觉得,如果有这种需求,就让我们来做吧。”“这种精神在麻省理工学院的团队中无处不在——没有什么是我们做不到的,没有什么挑战对我们来说是巨大的。”

为了安排PPE的发货,麻省理工学院的教员们利用他们在全球商业和制造领域积累的工作知识,与一家与中国有着长期联系的采购和物流公司合作。中国生产了全球使用的大量PPE。该组织的多名成员曾作为学生、研究人员和学者在中国生活了多年。

尽管在大流行期间采购医疗用品遇到瓶颈和挑战,但开发该项目的目的是提供PPE。

“在需求快速增长的情况下,找到并审查可靠的海外供应和运输选择是非常困难的,”Karplus说。詹妮弗·高(Jennifer Gao)、黄亚生(Yasheng Huang)和卡蒂亚·莫尼兹(Katya Moniz)在这方面发挥了作用。与此同时,预计的买方需求也在不断变化。我们看到了一个将这些点连接起来的机会。我们的希望是找到可以广泛使用的资源和方法,以确保一线工人得到保护,生命得到拯救。”

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重新审视古籍

在奥维德的《特里斯蒂亚》中,一系列关于奥古斯都皇帝将奥维德从罗马放逐的挽歌中,他运用了一种不同寻常的文学手法:奥维德写的一本书成为了叙述者,代表了奥维德自己对罗马公共生活的持久回归的希望。

首先,这本书被送到了奥古斯都自己的图书馆——一座“高高发光的神殿”,但却被勒令离开。这本书试图进入另一个图书馆,也被禁止。然后它又访问了第三个,运气不佳。

然而,这本书反映出,“既然一个公共的安息之所对我是封闭的,愿上帝允许我藏在一个私人的地方”——一本私人的藏书,奥维德的作品也许会在那里继续流传下去。“人民的手啊,如果你愿意,你也可以接受我们的诗,它因被拒绝而蒙羞。”

要想深刻理解奥维德在“三体”中富于想象力的飞翔,既需要文学分析,也需要对罗马写作的物质文化有一定的了解。的确,拥有麻省理工学院(MIT)文学教授、古典主义学者斯蒂芬妮•弗兰普顿(Stephanie Frampton)的背景很有帮助。在过去的十年里,弗兰普顿已经成为世界上首屈一指的研究写作形式与古代文学和学习之间相互作用的专家。

首先,了解罗马书的历史可以帮助我们理解“特里西亚”。当奥维德写这本书的时候,大约是公元前10年在美国,罗马有三个“公共”图书馆——不是对所有人开放,而是供书籍流通的地方。顺便说一句,这些书通常是纸莎草卷轴,其物理存在是脆弱的,取决于这些卷轴随着时间的推移被复制和再复制。

即使在不紧张的情况下,”作者在古代非常敏感,他们的生存依赖于维护他们的作品在物理形式,“正如弗兰普顿写在她2019年出版的“帝国”的信件,仔细研究罗马世界的物质性和写作。

但弗兰普顿也表明,奥维德的故事包含着一个转折,他的希望在诗歌中得以表达,他的话可能作为碑文流传下来。不仅“特里斯蒂亚”以书的形式保存了下来,而且从现代保加利亚到那不勒斯湾的铭文中也发现了“特里斯蒂亚”的诗句。现存的罗马墓志铭也大量取材于奥维德。

弗兰普顿写道:“正是在这些物质记录中——古代世界可见的物质痕迹——也许我们可以最接近这位流亡作家,当然也最接近他的日常读者。”

当然,Frampton对材料记录的兴趣也强调了她的学术方法的创新,跨学科的性质。她的作品不仅借鉴了文学分析、书籍和手稿研究,还借鉴了语言学、语言学、文献学、纸草书学(研究纸莎草卷轴)和信息图学(研究铭文)。

弗兰普顿现在正在写她的下一本书,暂定名为《西塞罗的图书馆:罗马书和经典著作的制作》。在这个项目中,弗兰普顿将其描述为“从藏书中看到的古典文学的历史”,她探索了罗马私人图书馆的出现,它既是身份的象征,也是一种有助于塑造新的文学经典的收藏实践。(西塞罗是第一个用拉丁语表示“藏书”的人,他是一个焦点)。  

“这本书的问题是,古代世界的经典是什么,它们是如何形成的?”“弗兰普顿说。

她目前在2019- 2020学年期间专注于新书项目,是伦敦华宝研究所(Warburg Institute)弗朗西斯·a·耶茨(Frances a . Yates)长期奖学金的获得者,该研究所是文化和思想史研究的领先中心。由于她的奖学金和教学,弗兰普顿在2019年获得了麻省理工学院的终身教职。

弗兰普顿对研究经典著作的学术兴趣有很多来源,其中之一可以追溯到麻省理工学院。她的父亲约翰·弗兰普顿(John Frampton)是波士顿东北大学(Northeastern University)的一名数学家,职业生涯中期进入语言学领域,经常与麻省理工学院(MIT)的学者合作。

弗兰普顿回忆道:“在我的整个童年时期,他都是麻省理工学院语言学系的常客。”或者你不得不说,“玛丽踢了球?”’……那是我成长的环境,对我来说真的很重要。”

这种对语言的兴趣促使弗兰普顿在中学学习拉丁语,这是她第一次持续接触古代文字。与此同时,弗兰普顿回忆道:“我一直是个读者,也一直热爱文学。在芝加哥大学,她主修比较文学,并写了一篇研究奥维德作品和20世纪60年代拉丁美洲小说中的魔幻现实主义的毕业论文。

弗兰普顿后来转到哈佛大学攻读比较文学博士学位,她的一些课程提高了她对写作的物质文化的兴趣。

2011年,她完成了自己的博士论文《古意大利媒体写作史》(Toward a Media History of Writing in Ancient Italy),获得了博士学位。这些材料中的一些成为了《文学帝国》不可或缺的一部分。比如,诗人卢克莱修(Lucretius)在公元前55年左右写的《论事物的本质》(On the Nature of Things)原子论认为世界和宇宙是由物质的微小碎片组成的,而不是四种基本元素。

卢克莱修通过类比向读者提出,原子就像字母表中的字母。在拉丁语中,“elementa”这个词意味着原子和字母,很可能来自于字母表中的“L,M,N”序列。卢克莱修提出,抄写字母和音节可以帮助学生理解如何将字母和元素组合成不同的形式。在这个和许多其他的历史案例中,古代思想的实质实际上是嵌入在它的物理形式中。

弗兰普顿于2012年加入麻省理工学院,并因其工作获得了进一步的认可,包括著名的罗马奖,她在2013-14学年期间在罗马美国学院学习。2013年,她还获得了辛辛那提大学(University of Cincinnati)的Loeb古典图书馆基金会(Loeb Classical Library Foundation)奖学金和Margo Tytus奖学金。此外,弗兰普顿还帮助建立了梅隆大学关键书目学会,该学会设在弗吉尼亚大学的珍本图书学院,弗兰普顿曾是该学院的高级研究员。

弗兰普顿也全身心地投入到她在麻省理工学院的教学工作中,与历史学家埃里克·戈德堡(Eric Goldberg)一起担任古代和中世纪研究项目的联合主席。在她到达之前,学校已经开设了拉丁语导论课程,而弗兰普顿则开设了一门古希腊课程,并开始教授两种语言的高级课程,还开设了古典文学、翻译、媒体史以及古代和中世纪研究导论课程。

弗兰普顿说:“(麻省理工学院的)学生非常自主,他们的动力来自最纯粹的知识兴趣,这是他们自己的充实。”

弗兰普顿还获得了麻省理工学院校友班级基金的支持,以开展一个名为“探索麻省理工学院图书的历史和未来”的项目,旨在为学生开发新的学习体验和资源。该计划的一部分可以增加新的材料和资源,以补充麻省理工学院著名的课程21H。343(制作书籍),学生们用文艺复兴时期的方法制作书籍。弗兰普顿希望将这些项目扩展到古代技术领域,这样学生们就可以在期末项目中完成,比如,制作纸莎草卷轴。

也许奥维德认为书籍是有内在生命的,但2000年后,在麻省理工学院的教室里,古代的书籍制作本身可能会有生命。

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麻省理工学院的团队正在填补与covid -19有关的呼吸机短缺

在covid19大流行的早期,很明显,在接下来的几周和几个月里,对呼吸机的需求将是至关重要的。呼吸机是一种潜在的挽救生命的设备,它可以保持空气流入呼吸能力正在下降的病人体内。

看到一个潜在的缺口成千上万这样的单位,机械工程教授亚历克斯·斯洛克姆老和其他麻省理工学院的工程师迅速采取行动,迅速拉在一起的一组志愿者在机械设计专业知识,电子产品、和控制,和一组医生治疗呼吸系统疾病的临床经验。他们开始不停地合作,开发一种便宜的替代方案,并分享他们在这个过程中学到的东西。我们的目标是设计出一种能够在全球范围内迅速产生的设计,从而在当前的危机中发挥真正的作用。

在很短的时间内,他们成功了。

一个多月前,该团队在纽约开始生产第一批直接基于其工作的设备。包括10XBeta、Boyce Technologies和Newlab在内的团队已经开始与麻省理工学院的团队密切合作,生产一种名为Spiro Wave的版本。该联盟预计将迅速交付数百个单元,以满足纽约医院的即时需求,并最终满足全国各地其他医院的需求。

与此同时,这个名为麻省理工学院E-Vent的团队继续研究,进一步开发这一设计。下一次迭代将更紧凑,有一个稍微不同的驱动系统,并增加一个关键的呼吸功能。他们的首要目标是专注于安全性和简单的功能和制造。纽约和约翰内斯堡的10XBeta,以及波士顿地区的Vecna Technologies和NN Life Sciences,都在参与这项努力。10XBeta是由麻省理工学院校友Marcel Botha SM ‘ 06创立的。

麻省理工学院E-Vent团队最新版本的应急通风机设计正在实验室接受测试

复杂的设计挑战

Alexander Slocum Jr. SB ‘ 08, SM ‘ 10, PhD ‘ 13,一个机械工程师,现在是威斯康辛医学院的外科住院医师,与他的父亲,老Slocum,和麻省理工学院的研究科学家Nevan Hanumara MS ‘ 06, PhD ‘ 12密切合作,帮助领导最初的斜坡。

“坦率地说,这些数字令人恐惧,”小斯洛克姆说。“这个项目大约是在来自意大利的新闻报道中开始的,报道称由于供应不足,呼吸器被定量配给,当时的数据表明大约10%的Covid患者需要重症监护病房。”他的首要任务之一是利用CDC的流行病应对计划等资源,以及危重症护理资源利用方面的文献,估计潜在的呼吸机短缺。他表示:“我们估计,到4月或5月,可能会出现10万至20万辆通风机的短缺。”

Hanumara, E-Vent的项目领导团队之一,说团队打算提供开源的指导方针,而不是详细的计划或包,这将作为全国资源使熟练的团队和世界——如医院工程集团、生物医学设备制造企业,和行业组织——开发自己的特定版本,考虑当地的供应链。

哈努马拉说:“我们(在网站上)没有一个确切的计划是有原因的。”“我们有信息和参考设计,因为这不是一个家庭爱好者应该做的事情。我们想要强调的是,创造一个能够安全提供通风的系统并不是一件小事。”

“我们看到这些设计被贴在网上,这是可怕的,所以很多人想帮助,”小斯洛克姆说。“我们认为最好的第一步是确定最低临床安全通风的功能需求,相比之下,报道的方法管理通风Covid患者,并以此来帮助我们选择一个设计。”

现有设备背后的原理当然很简单:拿一个急救复苏包(Ambu是一个常见的品牌),医院已经有很多这样的袋子了,而且它的设计是可以用手挤压的。利用一对由马达驱动的弯曲桨片,将挤压过程自动化,这将使规模迅速扩大。但Hanumara说,还有更多的问题:“控制非常棘手,随着我们对临床和安全挑战的理解不断加深,它们需要多次反复。”

小斯洛克姆补充道:“Covid患者通常需要一周或更长时间的换气,而在更长时间的情况下,这意味着大约需要100万次呼吸。球拍是专门设计的,以鼓励滚动接触,以尽量减少磨损的袋子。”

最初的设计是十年前作为麻省理工学院2.75班(医疗设备设计)的学生团队项目开发的,由Slocum Sr.和Hanumara教授。该团队的论文为这个新项目在解决设计问题上提供了一个重要的开端,因为他们在与临床医生的密切协商中取得了快速进展。

麻省理工学院机械工程硕士研究生金伯利•荣格(Kimberly Jung)表示,临床医生的整体参与是“我们与其他许多研究这一工程问题的人之间的一个关键区别”。

钟彬娴曾在美国陆军服役五年,在哈佛大学(Harvard University)获得工商管理硕士(MBA)学位,并创办了spice business,目前是阿富汗最大的女性雇主。她一直担任该团队的执行董事,同时也是工程团队的一员。她说:“有很多个人和小公司都在尝试为低成本的通风设备提供解决方案。问题是他们没有遵守临床指南,如潮气量、吸气-呼气比、每分钟呼吸速率、最大压力和关键的安全监测。开发这些临床需求并将其转化为工程设计需求需要花费大量的时间和精力。这是一个长达一年的研究和开发过程,已被压缩为几个星期。”

一个团队组装

随着项目的推进,其他人也加入了团队。Coby Unger是麻省理工学院业余爱好商店的工业设计师和指导员,他开始在机械商店里制作第一个原型机。Jung招募了她的同学和邻居Shakti Shaligram SM ‘ 19来帮助加工,还引入了Michael Detienne,他是一名电气工程师,也是MITERS makerspace的成员。麻省理工学院制造商车间的两名学生用从麻省理工学院制造和生产车间实验室借来的库存帮助进行了最初的制造。为了寻找压力传感器,哈努马拉联系了戴维•哈根博士(David Hagan PhD ‘ 20),他是麻省理工学院(MIT)一家名为QuantAQ的衍生公司的首席执行官,他加入了这个团队。埃里克·诺曼(Eric Norman)迅速部署了这个网站,他是一位沟通专家,曾与哈努马拉在麻省理工学院的另一个项目中合作。

意识到反馈和控制系统对设备的安全运行至关重要,团队很早就决定他们需要该领域专家的帮助。麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的负责人Daniela Rus建议研究科学家Murad Abu-Kalaf和研究生Teddy Ort和Brandon Araki加入志愿者队伍。Ort的室友Amado Antonini SM ‘ 18也加入了该团队,协助进行电机控制。

同时,校友Albert Kwon SB ‘ 08, HST ‘ 13, Westchester医学中心的麻醉学家和纽约医学院的麻醉学助理教授,也被Slocum Jr.招募加入了这个项目。权被允许离开他在韦斯特切斯特的工作,投入时间到该项目,提供临床指导的控制和安全系统所需的设备安全工作。哈努马拉说:“韦斯特切斯特医疗中心放弃了他,这是非常特殊的,他一直致力于将技术转化为临床,并解释符合这种简化系统的情况。”杰伊·康纳。奥本医院的一名外科医生和医疗设备设计课程教学团队的一部分,Christoph Nabzdyk心胸麻醉师和重症监护医师Kwon的梅奥诊所和长期的同事,和德克Varelmann,另一个来自布莱根妇女医院的麻醉师,和许多其他临床医生建议麻省理工学院E-Vent团队。

帮助他人填补空白的火花

哈努马拉强调说:“虽然我们的设计不能取代一个功能齐全的呼吸机,但它确实提供了关键的通风功能,这将使医疗机构在压力下更好地分配ICU的呼吸机和人力资源,在一个糟糕的情况下。”

在某种程度上,他说,“我们正在把时钟往回拨,回到通风的核心参数上。”“在今天的电子传感器和控制装置出现之前,”医生们接受的训练是根据直接观察病人的生理反应来调整呼吸机。我们知道这是可行的。病人本身就是一个理性的感知者。”

钟彬娴说,虽然联邦政府现在已经与大型制造公司签订了生产风机的合同,以帮助满足紧急需求,但这一过程需要时间,因此在满足需求方面还有很大的差距。她表示:“这些大型制造商最快也要两个月左右。”

哈努马拉补充称:“这种需求在新兴市场可能会更加明显。”

团队不打算直接启动他们自己的产品,甚至也不打算提供一套单独的、详细的计划。“我们的目标是推出一个真正可靠的参考设计,”哈努马拉说,“并在有限的范围内帮助大型集团扩大规模。”我们与当地的行业合作伙伴分享了大量的经验。“将由当地团队根据他们能够可靠获得的材料和部件以及他们医院的特殊需求来调整设计。”

他说:“你们的机械和电气工程团队必须了解他们的供应链中有什么,他们有什么容易获得的制造方法,并调整设计。基础设计的目的是真正的适应性,但它可能需要修改。他们能采购什么发动机?电气团队需要查看哪些电机驱动器和控制器?他们的临床医生对他们的病人群体要求什么程度的控制和安全,这应该如何反映在规范中?所以,我们不能拿出一套精确的装备,”哈努马拉说。

哈努马拉说,他们希望能在各地建立团队,进一步发展和适应这一概念。“如果临床安全性得到证明,我们可能会在世界各地看到许多这样的产品,它们有我们共同的DNA,也有当地风味。”我认为这将是一件好事,因为这意味着全世界的人们都在努力帮助他们的社区。”

“我为这个团队感到非常自豪,”Jung说,“尽管面临内部和外部的挑战,我们每个人都挺身而出,并坚持下去。”我们所有人心中都有一个使命,那就是拯救生命,这让我们团结在一起,把我们变成了一个古怪的MIT家庭。”

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帮助K-12班的学生克服学校关闭的困难

Covid-19疫情导致的学校停课影响了全球各地的学生。然而,尽管一些学区迅速采取行动,培训教师并购买软件,以促进在线学习,但另一些学区缺乏资源,无法顺利过渡到虚拟世界。

不同的家庭环境也加剧了不平等,因为一些家庭没有为每个家庭成员配备电脑,依靠孩子来照顾他们的弟弟妹妹,或者父母被认为是必不可少的工人。

麻省理工学院(MIT)和哈佛大学(Harvard University)的一群学生启动CovEducation项目时,这些问题一直困扰着他们。CovEducation是一个指导平台,将志愿大学生与来自低收入社区的孩子联系起来,为他们提供学术支持。

该组织也被称为CovEd,自3月中旬成立以来规模迅速扩大,目前已有1300多名导师和850名K-12学生注册。

早期的辅导课程还包括职业规划、大学招生过程以及学生可能遇到的其他学术问题。会议的目的是要作为自然和响应CovEd流体内部操作。

麻省理工学院的本科生Daniela Velez说:“我们试图保留的一件事是,这是我们组织的本质,这是一个为学生量身定制的项目。”“我们以一种有机的方式匹配他们,试图通过找到完全适合他们的导师来形成非常自然的联系,他们不仅可以作为导师,还可以作为榜样。”

凹圆形流行起来

CovEducation最初是朋友们在一个小组里讨论的一个想法,其中包括哈佛大学(Harvard)学生、麻省理工学院(MIT)本科生研究员伊芙琳·王(Evelyn Wong)。哈佛大学和麻省理工学院刚刚宣布他们将转向在线教学,很明显,各校区也将这么做。

该计划旨在通过虚拟辅导和指导帮助来自低收入社区的K-12学生。随着群组聊天的发展,这个想法让很多人兴奋起来,他们渴望贡献自己的时间和专业知识。

维勒兹说:“我们只是想把这变成一个机会,让学生们茁壮成长,继续追求他们在家里热爱的事业。”

3月16日,Wong在Facebook上为CoveEducation建立了一个页面。大约在同一时间,来自麻省理工学院的一个小组,包括本科生Velez、Dheekshita Kumar、Sarah Dohadwala和Tam Nguyen,分别主动提出帮助整合资源,开发这个平台,以匹配导师和学生。麻省理工学院的本科生Wong和哈佛大学的本科生Zoya Surani组成了CovEd的管理团队,尽管团队强调CovEd一直是一个高度合作的努力,包括许多志愿者。

该团队通过麻省理工学院沙箱办公室、麻省理工学院总法律顾问办公室和波士顿大学法律诊所获得指导,建立了该组织。当新的任务出现时,CovEd结构就会有机地出现。成立了一些小组来处理一些事情,比如联系管理员,为导师和家长收集资源,以及开发即将发布的网络应用程序。

“这是非常结构化;我们有一个9人左右的核心小组来决定方向和重大任务,然后小组中的每个人都有一个子小组,”Dohadwala解释道。“所以我们决定在高水平上要做什么,然后回到我们的子团队,说,‘这是我们的任务,以及我们将如何完成它。’”

当这个团队接触到潜在的合作伙伴时,他们证实了他们对一些学生被落在后面的担忧。他们收到一些家长的来信,这些家长觉得自己没有能力教他们的孩子,原因有很多,从他们对某些科目的不熟悉到他们在英语方面的困难。学区也分享了他们在有限的资源和时间下所做的努力。

CovEd的第一次辅导会议于3月30日举行。

一个指导性的社交网络

当导师和学生注册CovEd时,他们会进行一个快速的调查,询问他们的兴趣、爱好和在学校最喜欢的科目。学生们也可以说出他们长大后想做什么,CovEd已经能够为这些学生找到在类似领域学习的导师。

库马尔说:“我希望我小时候就有这种能力,因为当你上了大学,你对各种可能性的知识就会扩展。”“对我来说,我认为我唯一能做的职业是教师、医生、工程师,这些通用的职业,但这些职业中有太多的多样性。了解一个正在做你感兴趣的事情的人是一种非常宝贵的经历。他们有不同的职业视角可以分享。”

大多数会议是在视频会议平台Zoom上进行的,Zoom有许多有用的教育工具,包括一个用户可以实时分享和协作的“白板”。

尽管学生和导师经常自己制定会议的时间安排和频率,但家长们总是会出席每周一次的会议。

维勒兹说:“我们正努力使它尽可能灵活,因为我们知道每个人都有不同的需求,一些学生可能比其他人更希望得到宽松的学术支持。”

许多导师都有在教育系统或辅导方面工作的经验,这使得CovEd能够将有特殊需要的学生与过去曾与这些类型的学生一起工作的导师配对。

这个项目给管理团队带来了意想不到的工作旋风,但它也带来了一些显著的好处。

库马尔说:“我认为,当我们转向虚拟世界时,很多学生都很伤心,其中一件事就是我们不能结交新朋友或结识新朋友。”“在此之前,我(在管理团队中)一个人都不认识,在我的子团队中一个人也不认识。所以,遇到其他同样关心这些问题的人,是一件非常美妙的事情。”

然而,团队最大的收益来自于学生、家长和导师的积极反馈。迄今为止,CovEd已经为600名学生配备了导师,故事已经开始定期地照亮他们的一天。

在早期的一次配对实验中,研究小组成功地将使用同一种助听器的学生和导师联系了起来。在另一个案例中,一名学生说,她长大后想成为一名FBI特工,因此团队能够帮她联系到一名刑事司法专业的导师。

当然,导师也会通过更小的相似性与学生建立联系。其他关于CovEd注册表格的重要问题包括“如果你可以拥有任何超能力,你会选择哪一个?”和“披萨上应该放菠萝吗?”

“我们只是期待这样的时刻,在课堂之外找到学生和导师之间的纽带,”维勒兹说。

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部署更多会话聊天机器人

喜剧演员比尔·伯尔(Bill Burr)曾表示,他拒绝拨打自动客服热线,因为他担心,多年以后,在他去世的时候,他能想到的只有他浪费在与聊天机器人打交道上的时间。

的确,试图通过自动化的客户服务热线完成最简单的任务,这种令人沮丧的经历足以让任何人质疑生活的目的。

现在,初创公司Posh正在尝试让与聊天机器人的对话更自然,少一些令人抓狂。它是通过一个以人工智能为动力的系统来完成这一任务的,该系统使用“会话记忆”来帮助用户完成任务。

Posh公司联合创始人兼首席执行官卡兰•卡什雅普(Karan Kashyap ‘ 17, SM ‘ 17)表示:“我们注意到,机器人通常只会从表面上理解用户说的话,而不会把之前对话中的点点滴滴联系起来。”“如果你想一下你与人类的对话,尤其是在银行与出纳员或客户服务方面的对话,你过去说过的话是非常重要的,所以我们专注于让机器人更像人类,让它们能够在对话中记住历史信息。”

Posh的聊天机器人目前被十几个信用合作社通过语音和短信渠道使用。良好定义的客户基础使公司能够仅对最相关的数据进行系统培训,从而提高性能。

两位创始人计划逐步与其他行业的公司合作,以收集特定行业的数据,并在不影响业绩的情况下扩大其系统的使用。最终,Kashyap和Posh的联合创始人兼CTO Matt McEachern ‘ 17, SM ‘ 18计划将他们的聊天机器人作为开发人员构建平台。

扩张计划将吸引各个行业的企业:卡什亚普表示,一些信用合作社已经成功地解决了Posh平台90%以上的客户电话。该公司的扩张也可能有助于缓解传统客户服务热线令人麻木的呼叫体验。

卡什亚普解释说:“当我们部署电话产品时,并没有‘按一或按二’的概念。“没有拨号音菜单。我们只是说,‘欢迎光临任何一家信用合作社,今天我能为您做些什么?“三言两语,你让我们知道。我们鼓励用户通过自然语言描述他们的问题,而不是等待菜单选项被读出。”

引导更好的机器人

Kashyap和McEachern在麻省理工学院电气工程和计算机科学系攻读学位时成为了朋友。他们还一起在计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)的同一个研究实验室工作。

但他们的关系在麻省理工学院之外迅速发展。2016年,学生们开始从事软件咨询工作,部分内容是为公司设计聊天机器人,以处理医疗设备、机票预订、个人健身等方面的客户咨询。卡什亚普说,他们利用咨询的时间来了解和承担商业风险。

卡什亚普说:“这是一次很好的学习经历,因为我们在利用现有工具设计这些机器人方面获得了现实世界的经验。”“我们看到了市场对机器人平台和更好的机器人体验的需求。”

从一开始,两位创始人就实施了一项精益的商业战略,明确地表明工程学专业的本科生考虑的是长期发展。刚一毕业,两位创始人就用从咨询公司赚来的钱资助Posh的早期运营,给自己发工资,甚至从麻省理工学院(MIT)雇了一些熟人。

他们被麻省理工学院马丁信托创业中心(Martin Trust Center for MIT Entrepreneurship)运营的德尔塔v加速器(delta v accelerator)录取,并获得了一个夏天的指导和免费租金,这对他们也有帮助。在delta v之后,Posh被DCU金融科技创新中心录取,并将其与美国最大的信用合作社之一联系起来,为公司节省了12个月的免费租金。

卡什亚普表示,由于DCU是试点客户,两位创始人在信用合作社行业上了一堂“速成课”。从那时起,他们开始了有计划的扩张,以确保他们的增长速度不会超过Posh的收入允许的速度,从而使他们不必筹集风险资本。

严格的增长战略有时迫使Posh变得富有创造力。去年,当两位创始人打算开发新功能并壮大自己的团队时,他们从8家信用合作社获得了约150万美元的预付款,作为交换条件,他们的服务将获得折扣,并获得同行驱动的利润分享激励。通过这种策略,该公司总共筹集了250万美元。

如今,在更加稳固的财务基础上,两位创始人准备加快Posh的发展。

把边界

甚至将当今的自动化消息传递平台称为聊天机器人似乎也很慷慨。目前市场上的大多数智能手机都是为了解用户的需求而设计的,也就是所谓的“意图识别”。

其结果是,我们生活中的许多虚拟代理,从机器人电信运营商到亚马逊(Amazon)的Alexa,再到遥控器,都能指路,但却很难进行对话。Posh的聊天机器人已经超越了意图识别的范畴,它利用卡什亚普所说的上下文理解,根据对话的历史找出用户在说什么。该方法的创始人正在申请专利。

“[上下文理解]允许我们更智能地理解用户输入,并在不破坏机器人的情况下处理诸如主题更改之类的事情,”Kashyap说。“我们最讨厌的事情之一是,为了与机器人进行成功的互动,你作为一个用户有时必须非常不自然地传达你想要传达的信息,否则机器人不会理解你。”

卡什亚普表示,在为特定行业设计机器人时,实现上下文理解要容易得多。这就是为什么Posh的创始人决定把重点放在信用合作社上。

卡什亚普表示:“如今市场上的平台几乎都过于分散,以至于无法在某一特定领域产生深远影响。”“如果银行、电信公司和医疗保健公司都使用相同的(聊天机器人)服务,就好像它们都在分享相同的客户服务代表。很难让一个人在所有这些领域都得到有意义的培训。”

为了建立一个新的信用合作社,Posh利用客户的会话数据来训练其深度学习模型。

卡什亚普说:“这些机器人甚至在投入使用并进行实际对话之后,仍在继续训练。”“我们一直在改进;我认为我们永远不会部署一个机器人,然后说它已经完成了。”

顾客可以使用Posh的机器人进行在线聊天、语音通话、短信以及第三方渠道(如Slack、WhatsApp和Amazon Echo)。Posh还提供了一个分析平台,帮助客户分析用户的来电内容。

卡什亚普表示,目前他的重点是在明年将使用Posh的信用合作社数量增加三倍。但话说回来,两位创始人从未让短期商业目标遮蔽了他们对公司更大的愿景。

卡什亚普说:“我们一直认为,《钢铁侠》中的贾维斯(机器人助手)和《她》中的人工智能将很快成为现实。”“必须有人开发机器人的上下文感知和记忆持久性的能力。我认为,总体而言,机器人需要做的事情还有很多,但我们觉得,只要稍稍突破一下界限,我们就能在其他机器人失败的地方取得成功,最终,人们会比其他人更愿意使用我们的机器人。”

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蛋白质可能阻止Covid-19患者出现的严重的细胞因子风暴

Covid-19的一个显著特征是,严重病例可出现过度的免疫反应。这种突发的免疫过度反应,也被称为细胞因子风暴,会损害肺部,可能是致命的。

麻省理工学院的一组研究人员开发了一种特殊的蛋白质,其结构类似于抗体,他们相信这种蛋白质可以吸收这些多余的细胞因子。

“我们的想法是,他们可以被注入到身体和绑定到过度的细胞因子产生的细胞因子风暴,消除过度的细胞因子和减轻症状的感染,”瑞清说,一位麻省理工学院的科学家是这项研究的资深作者之一。

研究人员在《生物物理学季刊》(QRB)上发表了他们的初步发现,现在他们希望开始在人类细胞和细胞因子释放和冠状病毒感染的动物模型中测试他们的蛋白质。

麻省理工学院媒体实验室分子结构实验室的首席科学家张曙光也是这篇论文的资深作者。麻省理工学院(MIT)的访问科学家郝诗蕾(音译)是这项研究的主要作者,阿瓦隆环球关怀(Avalon GloboCare)的首席执行官兼总裁David Jin也是作者之一。

一个分子海绵

研究人员阻止细胞因子风暴的工作源于张10年前开始的一个项目,该项目旨在开发嵌入膜的蛋白质的改良版本。这些蛋白质通常很难研究,因为一旦它们从细胞膜中提取出来,它们只有在悬浮在特殊类型的洗涤剂中才能保持其结构。

经过几年的研究,张和清开发了一种修改这些蛋白质的疏水区域的方法,使它们溶于水,更容易研究。他们的方法被称为QTY代码,要求用具有相似结构的亲水氨基酸取代一些疏水氨基酸。亮氨酸转化为谷氨酰胺,异亮氨酸和缬氨酸转化为苏氨酸,苯丙氨酸转化为酪氨酸。

随着QTY编码的发展,金带着设计被称为细胞因子受体的水溶性蛋白的想法来到了张的实验室。这些受体位于免疫细胞的表面,它们与细胞因子结合,细胞因子是刺激炎症和其他免疫反应的信号蛋白。

金认为,模仿这些细胞因子受体的蛋白质可以帮助对抗细胞因子风暴,这种风暴可以由病毒或细菌感染产生,包括艾滋病毒和肝炎。它们也可以作为癌症免疫治疗的副作用出现。

在2019年4月,张的团队开始设计可以像海绵一样吸收这些多余细胞因子的蛋白质。为此,他们使用QTY编码来制造水溶性的细胞因子受体。当蛋白质溶于水时,它们可以有效地在人的血液中流动,而蛋白质最初的疏水版本可能会附着在它们遇到的细胞上。

研究人员还在他们的水溶性受体蛋白上附加了一个名为Fc区域的抗体片段。这个区域有助于进一步稳定血液中的蛋白质,降低它们被免疫系统攻击的可能性。

研究人员设计了模拟六种不同细胞因子受体的蛋白质,这些细胞因子受体可以与干扰素和白细胞介素等细胞因子结合,也可以与一类叫做趋化因子的细胞因子结合。在对这些蛋白质结合强度的实验室测试中,研究人员发现,这些经过修饰的蛋白质能够结合强度与自然产生的细胞因子受体相似的细胞因子。

“我们设计的细胞因子受体将吸收细胞因子风暴期间释放的大部分过量细胞因子,”Jin说。

由于好奇心

今年3月,当有证据开始表明SARS-CoV-2病毒在一些患者体内引发了细胞因子风暴时,研究人员意识到,他们设计的受体蛋白可能会有所帮助。他们决定尽快公布迄今为止的研究结果,并计划在人类细胞和动物模型中进行更多的Covid-19感染试验。

这种方法的潜在用途强调了“好奇心驱动的研究”的重要性,张说。

“事实证明,我们在2019年4月开始的研究与Covid-19感染患者的治疗直接相关,”他说。“好奇心驱动的研究,甚至是前瞻性的研究,往往会导致防范,这是预防未来灾难的关键。”

研究人员已经申请了他们设计的蛋白质的专利,以及他们创造水溶性细胞因子受体的整体方法的专利。他们希望尽快获得这项技术的许可,并与制药和生物技术公司合作,帮助将其推向临床试验。

“很明显,这种方法需要进一步的动物研究,以及潜在的人类临床研究,”金说。“但我们有信心,这一发现将有助于解决涉及细胞因子风暴的病毒性疾病的临床应用。”

这项研究主要由阿瓦隆环球关怀基金会资助,同时也得到了中国国家留学基金管理委员会和重庆大学的资助。

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当植物受到压力时,纳米传感器可以向智能手机发出警报

麻省理工学院的工程师们已经开发出一种方法,可以利用碳纳米管制成的传感器,密切追踪植物对伤害、感染和光照损伤等压力的反应。这些传感器可以嵌入植物叶子中,并报告过氧化氢信号波。

植物利用过氧化氢在叶子内部进行交流,发出求救信号,刺激叶子细胞产生化合物,帮助它们修复损伤或抵御昆虫等捕食者。新的传感器可以利用这些过氧化氢信号来区分不同类型的压力,以及不同种类的植物。

“植物有一种非常复杂的内部交流形式,这是我们现在首次观察到的。这意味着,我们可以实时看到一个活的植物的反应,传达它所经历的特定类型的压力,”麻省理工学院(MIT)的碳P.迪布斯(Carbon P. Dubbs)化学工程教授迈克尔·斯特拉诺(Michael Strano)说。

这种传感器可以用来研究植物如何应对不同类型的压力,潜在地帮助农业科学家开发新的策略来提高作物产量。研究人员在8种不同的植物中演示了他们的方法,包括菠菜、草莓和芝麻菜,他们相信这种方法在更多的植物中也能奏效。

斯特拉诺是这项研究的资深作者,这项研究发表在今天的《自然植物》杂志上。麻省理工学院研究生Tedrick Thomas Salim Lew是这篇论文的主要作者。

嵌入式传感器

在过去几年里,斯特拉诺的实验室一直在探索“纳米离子植物”工程的潜力。纳米离子植物包含纳米材料,赋予植物新的功能,比如发光或探测缺水。在这项新的研究中,他开始将传感器整合进来,这些传感器将汇报植物的健康状况。

斯特拉诺之前开发了碳纳米管传感器,可以检测各种分子,包括过氧化氢。大约三年前,卢开始致力于将这些传感器整合到植物叶子中。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)的研究中,通常用于植物的分子研究,表明植物可能使用过氧化氢作为信号分子,但其确切作用尚不清楚。

卢使用了一种称为脂质交换包膜渗透(LEEP)的方法,将传感器整合到植物叶片中。斯特拉诺的实验室几年前开发的LEEP,可以设计出能够穿透植物细胞膜的纳米颗粒。当卢致力于埋入碳纳米管传感器时,他有了一个意外的发现。

“我一直在训练自己熟悉这项技术,在训练的过程中,我不小心把工厂弄伤了。然后我看到了过氧化氢信号的演变,”他说。

他发现,在一片叶子受到伤害后,过氧化氢从受伤部位释放出来,并产生一种沿着叶子扩散的波,类似于我们大脑中神经元传递电脉冲的方式。当一个植物细胞释放过氧化氢时,它会触发相邻细胞内的钙释放,从而刺激这些细胞释放更多的过氧化氢。

斯特拉诺说:“就像多米诺骨牌相继倒下一样,这就产生了一种波,这种波的传播距离比单靠双氧水泡芙要远得多。”“波本身是由接收和传播它的细胞提供能量的。”

这种大量的过氧化氢刺激植物细胞产生一种叫做次生代谢物的分子,如类黄酮或类胡萝卜素,帮助它们修复损伤。有些植物还会产生其他次生代谢物,这些代谢物可以被分泌出来抵御捕食者。这些代谢物通常是我们食用植物所需要的食物风味的来源,它们只在压力下产生。 

这种新的传感技术的一个关键优势是它可以用于许多不同的植物物种。传统上,植物生物学家已经在某些植物上进行了大量的分子生物学研究,这些植物包括拟南芥和烟草植物。然而,麻省理工学院的新方法可能适用于任何工厂。

斯特拉诺说:“在这项研究中,我们能够快速比较八种植物,而用旧工具是做不到这一点的。”

研究人员对草莓、菠菜、芝麻菜、莴苣、豆瓣菜和酢浆草进行了测试,发现不同种类的草莓会产生不同的波形——这种独特的波形是通过记录过氧化氢的浓度随时间变化而产生的。他们假设每一种植物的反应都与其抵消损害的能力有关。每个物种似乎对不同类型的压力也有不同的反应,包括机械损伤、感染、热损伤或光损伤。

斯特拉诺说:“这个波形包含了每个物种的大量信息,更令人兴奋的是,给定植物的压力类型被编码在这个波形中。”“你可以观察植物在几乎任何新环境中的实时响应。”

应激反应

传感器产生的近红外荧光可以通过与树莓派(Raspberry Pi)相连的小型红外摄像头成像。树莓派是一款售价35美元的信用卡大小的电脑,与智能手机里的电脑类似。“非常便宜的仪器可以用来捕捉信号,”斯特拉诺说。

这项技术的应用包括筛选不同种类的植物,看它们是否有能力抵抗机械损伤、光、热和其他形式的压力,斯特拉诺说。它也可以用来研究不同物种对病原体的反应,比如导致柑橘变绿的细菌和导致咖啡锈病的真菌。

他说:“我感兴趣的事情之一是了解为什么有些植物对这些病原体有一定的免疫力,而有些则没有。”

斯特拉诺和他在麻省理工学院-新加坡研究与技术联盟(SMART)农业精确跨学科研究小组的同事们,也对研究植物如何应对城市农场的不同生长条件感兴趣。

他们希望解决的一个问题是避免荫凉,这在许多物种的植物高密度生长时都能看到。这样的植物会产生一种应激反应,把它们的资源转移到长高上,而不是把能量投入到生产作物上。这降低了作物的总体产量,所以农业研究人员对工程植物感兴趣,这样就不会引起那种反应。

斯特拉诺说:“我们的传感器让我们能够拦截压力信号,准确地了解核电站上下游发生的情况和机制,从而避免荫蔽。”

这项研究由新加坡国家研究基金会、新加坡科学、技术和研究局(A*STAR)和美国能源部计算科学研究生奖学金项目资助。

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关于麻省理工学院财务状况和下一步计划的信

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。

致麻省理工学院社区成员:

每一次危机都是不同的,而这次危机不同于以往任何一次。在几周内,它关闭了我们的城市,关闭了我们经济的大部分,让我们彼此隔绝。它给个人带来了可怕的痛苦,削弱了全球的不确定性。它呼唤我们最深处的耐心、无私、智慧和善良。

但这并不是该机构第一次面对一个颠倒的世界。2008年开始的全球经济危机就是一个鲜活的例子。作为当时的教务长,我负责麻省理工学院的预算——这是我永远不会忘记的经历。然而,度过了那段艰难时期,现在提供了一些有用的视角,尤其是在我们努力应对流感大流行的金融影响之际。

过去的一个月以保护公众健康为中心:麻省理工学院的每个人都参与了一项巨大的努力,以保证我们社区的安全,并为更大范围的反毒品斗争做出贡献——同时也迅速地重塑了我们的教学、学习和相互合作的方式。我们共同完成了这一切,同时体验了此刻的艰难情绪,应对了在病毒阴影下日常生活中令人困惑的挑战。

进入一个新的阶段

在我们经历了一些最初的障碍之后,我们所有人现在都在努力为未来做计划。我知道,我们社区的许多人对今年夏天和下一学年将会发生什么有迫切的疑问。一些人对保持稳定的收入和医疗保险感到非常担忧。每个人都想知道我们什么时候能回到校园,如果不能回到正常。

在研究所一级,我们也在同样非常不确定的情况下努力进行规划。我们以谦卑、协商的精神和巨大的责任感对待这项工作。

虽然我们还没有回答你的许多重要问题——地面和迅速变化的事实告诉我们,每一个决定现在必须改变,我想给你一个麻省理工学院的财务状况和让你知道我们是如何接近未来几个月。

麻省理工学院的财政基础

由于该机构在2008年之后积极工作以建立其财政储备,我们进入这场危机有了更好的基础。这准备将帮助我们解决意想不到的成本今年春天的应急措施,如提供技术使突然转移到远程教学和工作,提供金融援助,帮助学生迅速离开校园,退还学生住房和用餐费用,确保合同餐饮工人和其他人通过5月底支付,并帮助支持剑桥的小型企业、非营利组织和居民——包括那些无家可归的人。这些和其他新承诺的总金额已经接近5000万美元。

然而,就潜在的金融影响而言,与2008年相比,当前的危机可能更为严重。这一次,经济动荡源于一场悲剧性的公共卫生突发事件,这也导致了麻省理工学院的运作发生了巨大变化——在所有方面都存在重大的未知数。因此,我们必须为流行病做好准备,减少研究所的许多主要收入来源:研究补助金、基金会资金、慈善支持和捐赠基金。

我们已经开始着手处理与Covid-19有关的巨大金融风险。3月20日,我们对招聘实施了严格的控制,并要求麻省理工学院的各个部门放弃不必要的支出,重新评估任何重大的新财务承诺。现在,考虑到收入和新支出的进一步损失,我们宣布采取更多措施。

预算方面的新举措

我们现在还不知道全球金融形势在2021财年(21财年)会有多严重。但我们应该预料到艰难的选择。因此,我们正在提前做好准备,立即采取以下措施控制成本,希望这是明智、谨慎和公平的。这些是大致的轮廓:

  • 为了节省资源以支持现有员工,除了必要的人员外,我们暂停招聘。教务长马蒂·施密特将与副校长玛丽亚·祖伯(Maria Zuber)就赞助研究的招聘事宜进行合作,并与教务长就现有的搜索和FY21计划进行合作。
  • 与财务副总裁Glen Shor和代理副执行副总裁Tony Sharon一起,教务长将很快提供详细的指导,帮助所有单位重新编制其21财年预算,以减少开支,并反映招聘暂停带来的额外节省。
  • 我们将暂停下一学年的绩效加薪,从通常在7月开始的加薪开始。
  • 我们正在减少用于改善校园物理空间的预算资金。
  • 作为学院的两名最资深的官员,院长和我决定在未来12个月里削减20%的薪酬。这些节省下来的钱将用于支持麻省理工学院员工紧急困难基金,该基金帮助麻省理工学院员工应对突发的严重财务困难。高级领导团队的成员也选择在这段时间贡献他们工资的一部分来支持学生和其他在麻省理工学院社区有需要的人,以及麻省理工学院的研究团队寻求解决更大危机的方法。

我鼓励社会上任何有灵活性的成员也这样做,为这些努力作出贡献。

在这场全球危机中,情况和预测每周都在急剧变化。这封信中概述的新步骤是必要的。然而,在未来几个月,随着整体财务状况变得明朗,我们很可能需要采取影响预算和社区的额外行动。

* * *

在预算之外,这一时刻充满了重大问题。对于其中几个最大的问题,让我来谈谈我们目前所知道的。

我们什么时候才能回到校园?我们还没有答案。对于麻省理工学院和其他大型机构来说,社会控制病毒的集体能力将决定时间表,我们将遵循公共卫生专家的最佳建议和政府的指导方针。根据公共卫生指导,减少校园人口密度,回归似乎将是渐进的,分阶段进行。为了全面开放校园,我们可能需要在实验室、办公室、教室和生活社区采用新的做法和条件。与此同时,我们清醒地认识到,我们社会中来自美国以外的一些成员可能面临返回的一系列障碍。

秋季学期会上网吗?我们也没有这个答案,方法可能会因本科教育和研究生项目的不同而不同。为了帮助大家制定计划,我们将尽快做出这些决定,最好是在初夏之前,如果还没有的话。通过现在不做决定,我们赢得了时间来收集关于流感大流行轨迹的更好的信息,以及新的检测、接触者追踪、治疗和疫苗的发展——这些进步将使我们所有人有可能再次安全地回到校园。

会裁员吗?鉴于当前就业市场的糟糕状况,我们觉得有责任尽可能避免或推迟通过裁员来削减成本。尽管如此,未来的一年可能会促使麻省理工学院的许多部门减少或改变它们的业务,包括要求一些员工以开放的心态应对工作和角色的变化。

* * *

为了管理夏季和新学年开始时的复杂计划,我已请副校长伊恩·维特兹(Ian Waitz)和代理副执行副总裁托尼·沙龙(Tony Sharon)组建一个团队,研究各种选择,并提出建议,以指导我们的决定。我深信他们有能力帮助我们回答摆在我们面前的重大问题。

我想说明的是,在这项工作中,我们将把人和使命放在首位。

我们将竭尽所能保证我们社区成员的安全与健康,保护我们开创性研究事业的势头,保持麻省理工学院教育的质量、严谨性与完整性。我们将信守承诺,不管本科生的经济状况如何,我们都将满足他们充分表现出的需求——我们正在为学生可能需要更多帮助做准备。我们将支持每一个人应对远程教学、学习和工作的挑战,并确保为我们的新毕业生和团聚班创造适当的庆祝活动。我们将继续帮助麻省理工学院鼓舞人心的革新者找到新的方法,帮助全球对抗Covid-19。

2008年最大的教训是,应对危机的最佳方式是团结一致。我保证我们会继续让你知道我们在想什么,做什么,为什么。当我们一起迎接这一挑战时,我知道你们也会拿出你们最好的见解和想法。

怀着真诚的感激,并真诚地希望你能保持安全和健康,

l·拉斐尔·赖夫

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3个问题:Catherine D ‘Ignazio对Covid-19数据的可视化

Covid-19大流行正在从世界各地产生一波又一波的数据点,记录了进行的检测数量、确诊病例、患者康复以及死于该病毒的人数。随着这些数据的不断更新,媒体、政府机构、学者和数据包装公司都在竞相弄清这些数字的意义,他们使用新颖的设计和可视化工具来绘制和绘制病毒的许多不同上下文。

一般来说,数据可视化可以帮助人们快速提取大量的数据。麻省理工学院(MIT)城市科学与规划助理教授凯瑟琳•迪伊格纳齐奥(Catherine D’ignazio)表示,在大流行期间,负责任地将数据可视化是至关重要的。

D ‘Ignazio是数据和女权主义实验室的主任,她使用数据和计算技术来实现性别和种族平等。麻省理工学院新闻与她谈论了当前Covid-19数据可视化技术的蓬勃发展,以及数据可视化技术如何帮助我们理解流行病的不确定性数字。

问:自从病毒开始传播以来,你如何看待Covid-19在过去几个月里的数据可视化演变?

答:我首先要指出的是,数据可视化已经出现了爆炸式的发展。由于有关病毒的信息是数字形式的——病例数、死亡数、检测率——因此很容易进行数据可视化。最初,确诊病例的地图、柱状图和折线图占主导地位,我想说,它们仍然是我们在媒体报道和社交媒体上看到的最常见的可视化形式。作为该领域的一个人,这种扩散既令人兴奋,因为它显示了可视化的相关性,也令人害怕,因为肯定存在一些不负责任的可视化使用。

许多知名组织都在刻度彩色地图上绘制案件计数,这是一个大禁忌,除非你已经将你的数字标准化。因此,加州,一个人口稠密的大州,在绝对的原始数据统计中,情况总是显得更糟。相反,这种绘制方法可能会导致您错过感染率高的小州,因为它们的相对病例数较低,而且在地图上总是以较浅的颜色显示。

其次,随着危机的发展,媒体正在绘制不仅仅是病例数或死亡率的地图。“变平曲线”图表有很多版本。这个很有趣,因为它不是关于绘制具体的数字,而是关于用一个假想的图表向广大受众解释一个公共卫生概念。我所见过的关于变平曲线概念的最佳视觉解释来自《华盛顿邮报》,它带有解释病毒传播的模拟和动画。也有一些可视化的例子,比如社交距离如何改变了人们的移动行为,改变了交通模式,甚至还有一个全球卫星地图,你可以看到Covid-19如何在过去三个月里减少了城市污染。

最后,这场危机带来了一些视觉传达上的难题:你如何用一种容易理解的方式来描述指数增长?我们(至少在美国)几乎没有做足够的测试来让它们成为实际案例的可靠指标,你如何从视觉上解释案例计数等数字的不确定性?

记者和卫生传播者应对这些挑战的方法是制定新的视觉习惯,并在叙述中大量使用解释和免责声明。例如,丽莎·夏洛特·罗斯特(Lisa Charlotte Rost)为DataWrapper制作的下面的图表,在y轴上使用一个对数刻度来显示指数级的变化率。但是请注意虚线的参考线,标记为“死亡人数每天翻一番”或“……每2天。这些注释有助于突出对数比例尺的使用(否则读者可能不会注意到),并解释如何解释线条的不同斜率。同样地,Rost明确表示只制作死亡率图表,而不是病例计数,因为在许多国家,检测的可用性存在差异,而且存在大量漏报。虽然实际病例可能被发现或未被统计,但死亡病例更有可能被统计。

一个来自Datawrapper的交互式图表的截图显示了由Covid-19疾病导致的累计死亡人数。图表:丽莎夏洛特罗斯特,数据包装。资料来源:Johns Hopkins CSSE。使用Datawrapper创建。

问:在挖掘可用的数据集以实现自己的可视化时,人们应该记住哪些事情?

答:这是一个很好的问题,因为在公共卫生危机中,大量的可视化和模型不仅是错误的,而且是不负责任的。这些数据通常是由那些没有流行病学专业知识的人制作的,但他们认为自己在数据科学方面的技能可以神奇地移植到一个新的领域。在此,我想对Amanda Makulec在公共卫生危机中进行负责任的数据可视化方面的出色指导大声疾呼。她的主要观点之一是,不要再制作一张Covid-19图表。这表明,数据科学家和可视化设计师需要认真对待他们在流行病中的公民角色。Makulec行推理后,设计师可以把他们正在的可视化决策支持的背景:他们的可视化能力帮助人们决定是否拒绝公共卫生指导和出去,呆在家里,感到问题的严重性不被淹没,或者恐慌和购买所有的厕纸。

数据可视化带有客观性和权威性的光环。如果设计师运用权威不负责任——例如,通过描绘病患的干净,certain-looking线当我们知道有深的不确定性在如何情况下收集计数在不同的地方——它可能耗尽公众信任,导致拒绝公共卫生指导社会距离,甚至引起恐慌。

这也适用于设计师做出的所有视觉选择。例如,颜色。Covid-19病例和死亡的可视化往往使用红色气泡或红色州和省。但是颜色有文化意义——在西方文化中,它被用来表示危险和伤害。当整个国家都笼罩在红色阴影中,或者充满了红色气泡,模糊了它的边界时,我们需要非常小心地对待轰动效应。我不是说“永远不要用红色”;在某些情况下,传达情况的严重性是必要的。但是我们对带电颜色的使用,尤其是在这样的大流行期间,涉及到做出非常谨慎的道德决定。对个别读者的风险有多严重?我们想让他们从视觉化中感受到什么?我们希望他们如何处理可视化中的信息?这些目标与公共卫生目标一致吗?

为模拟Covid-19的传播而计算致死率的复杂性。来自麦琪·柯尔特、劳拉·布朗纳和茉莉·米萨尼为fivethirtyeight.com制作的《为什么做一个好的covid19模特如此困难》。

与减少复杂性(产生轰动效应和吸引眼球的点击)不同,一些最负责任的可视化正在努力解释我们当前危机背后的复杂性。这就是上图中的情况。记者们告诉我们,为什么即使是计算死亡率这样一个简单的输入,也要依赖于许多其他的变量,既有已知的,也有未知的。

综上所述,公共卫生传播现在确实需要良好的可视化和数据科学。在-vis horizon上的一个令人兴奋的发展是数据可视化协会的一个新程序,它将具有可视化技能的人员与需要帮助的Covid-19上的组织相匹配。具体地说,这是帮助那些在危机期间需要帮助沟通数据的组织的好方法。

问:作为个人,在某些情况下,我们如何才能最好地理解和理解所报告的几乎每分钟一分钟的所有数据?

A:这周我的一个学生对我说了一些明智的话。在描述自己对每隔几分钟查看新闻的痴迷时,她反思道,“我意识到,我在寻找我找不到的答案,因为没人知道它们。”“她是对的。在这一点上,没有人能真正回答我们最基本的问题:“什么时候会结束?”我会失去我的工作吗?我的孩子什么时候回学校?我所爱的人安全吗?这将如何改变我的社区?”

再多的数据科学或数据可视化都无法为我们解决这些问题,并给我们带来我们所渴望的内心的平静。这是一个本质上不确定的时代,而我们正处于其中。我一直在告诉学生们要进行自我护理和社区护理,以此引导他们的注意力去关注那些他们能够更好地控制的事情,而不是一味地寻找诸如案例计数和情景模型之类的信息来给我们带来平静。例如,在我们的地方社区,Covid-19已经对老年人、卫生保健工作者、急救人员、家政人员、单亲父母、被监禁的人等产生了不成比例的影响。下面是一个有效的图表,突出了这些不成比例的影响。

来自蒙娜·查拉比为《卫报》撰写的《冠状病毒检疫:只有四分之一的美国人可以在家工作》。

如图所示,能够在家工作的人享有很大程度的特权:能够在家赚钱的绝大多数人是最富有的25%的劳动者。这种对权力和特权如何在数据中不平等地发挥作用的关注,也是劳伦f克莱因(Lauren F. Klein)和我最近出版的《数据女权主义》(data)一书的主线。“女权主义方法要求我们使用数据科学和可视化来揭露不平等,并朝着公平努力。

因此,虽然(负责任地)跟踪和可视化Covid-19的死亡率很重要,但我们如何也将我们的注意力集中在努力支持那些最直接和最不公平地受到这场危机影响的群体,为他们提供他们所需要的护理、设备和经济保障?现实是,即使在这种巨大的不确定性中,我们现在都可以在我们当地社区采取行动,互相支持。

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问:罗伯特麦克法兰清洁你的智能手机屏幕

为了帮助控制Covid-19病毒的传播,公共卫生专家强调了勤洗手的重要性,以及对经常接触的表面进行清洁和消毒的必要性。但我们整天接触的智能手机和其他个人电子设备怎么办呢?

许多智能手机制造商建议不要使用清洁产品或消毒剂来清洁触摸屏,尽管一些制造商已经更新了他们的建议。麻省理工学院(MIT)材料科学与工程学助理教授罗伯特·麦克法兰(Robert Macfarlane)正在开发通过自组装制造材料的新技术,这种技术最终可能被用于制造防护涂层、粘合剂、传感器和其他类型的设备。他在接受麻省理工学院新闻采访时谈到了为什么某些清洁产品会干扰智能手机屏幕的操作,如何给手机屏幕消毒,以及设计具有抗菌性能的触摸屏的可行性。

问:许多人对给他们的智能手机和其他个人电子设备消毒,以帮助阻止Covid-19的传播很感兴趣。专家建议使用肥皂和水或消毒湿巾清洁手机表面,但这类清洁产品会损害手机的显示屏吗?

答:每次我们接触手机或任何表面时,我们手上的一定数量的物质就会转移到被接触的表面。此外,我们接触到的表面上的一定量的物质会粘在我们的手上。这就是为什么我们应该经常洗手,以防止传播。转移的数量取决于表面的实际成分是什么,我们可以修改或最小化残留量留下在表面涂层材料,没有强大的化学吸引力的材料在我们的手指。我们手指留下的残渣含有大量的物质,包括水和各种盐类,但大部分是油。在表面涂上一层“防油”涂层——这种材料对油性物质没有很强的亲和力——可以最大限度地减少残留的油脂。

疏油涂层通常由氟化聚合物或氟碳化合物制成,这类分子对水溶性或油溶性材料都没有很强的结合力。虽然使用外用酒精或以酒精为基础的擦拭不太可能完全去除涂层,但长时间接触高浓度的酒精可能会破坏涂层,方法是去除一小块氟碳化合物,或者改变涂层的分布,使其在表面上不完全均匀。如果没有均匀的涂层来防止材料粘着,残留物更容易粘着。这将影响设备的光学性能;例如,它可能会造成污点,使其很难透过涂层。它也会影响机械性能,所以你的手指可能不会那么容易滑过表面。

触摸屏本身就有基于电流的传感器,这是触摸屏的基本组成部分之一。传感器的设计是这样的,当你用手指触摸屏幕时,你就在触点处完成了一个电路。因此,手机可以在你触摸屏幕的地方进行注册,并将其作为界面的一部分。保持组成屏幕的材料及其涂层的完整性是优化功能的必要条件。最好遵循制造商的规格,不要使用强力的外用酒精或漂白剂来清洁手机屏幕。

问:你如何建议在不伤害手机的情况下清洁手机?

答:网上有很多指南提供了如何用温和的方法消毒触摸屏设备的建议,而不是直接用外用酒精或漂白剂消毒。大多数涉及用水稀释外用酒精,一种物质,工程师设计了触摸屏可能觉得电话更有可能接触(通过指纹的人接触和通过意外接触),从而优化了设备在这些条件下是稳定的。在适当的稀释下,酒精仍有一些消毒性能。

问:手机涂层和显示屏是否可以设计得更容易承受清洗?你认为有可能开发一种抗菌涂层,帮助防止细菌或病原体附着在触摸屏表面吗?

答:这当然是一种可能性,而且很可能是一个活跃的研究领域。挑战的是材料和结构,这些设备必须提供大量的功能——他们必须是透明的,这样你就可以看到屏幕,它们必须是耐电时不碰,导电感动,他们机械地强大,这样他们不会打破,他们必须通过简单的擦拭,容易清洗,他们必须能够抵抗首先弄脏。

在这些设备中已经有大量的材料特性,每一个增加的特性都需要重新设计材料,更不用说重新设计加工和制造条件了。随着每一个重新配方,有一个机会,材料组件添加到给予一个新的性能可能会负面影响一些其他材料的性能,这是至关重要的设备功能。随着更多的组件被添加到材料所需的规格中,正确结构的开发变得更加困难。虽然这些类型的涂料肯定是消费者和公司都感兴趣的东西,继续提高这些材料的性能在这么多不同的设计标准是一个具有挑战性的任务。

我们已经使用的防油涂层并不是完全不可能清洁,它们可能已经在一定程度上阻止了微生物的附着。然而,它们并没有完全消除污染的可能性,考虑到目前的大流行,我们现在更多地考虑的是污染的可能性。

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