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冬奥防疫黑科技上线,45分钟完成空气气溶胶病毒检测

随着2022年北京冬奥会的来临,冬奥保障工作中的神秘面纱正被一层层揭开。
冬奥食品安全如何保障?如何让场外观众获得更好的观赛体验?疫情防控压力较大的情况下,如何提升防疫水平保安全?
1月18日,北京市科委、中关村管委会冬奥专班负责人杨鹏宇介绍,这些方面已有多项科技成果提供技术保障和支持。
比如,以区块链技术为核心建立的冬奥食品安全保障平台,可实现对冬奥会食品的可追溯;研发国内首台套5G+8K转播车并投入使用,将为公众提供优质的非现场观赛服务;新研发的数字人手语播报系统,可方便残障人士收看赛事报道。
新研发的公共空间生物气溶胶新型冠状病毒监测系统,则可实现场馆内空气的病毒监测预警和快速检测。

清华医学院生物医学工程系研究员刘鹏介绍公共空间生物气溶胶新型冠状病毒监测系统相关情况。 本文图片 澎湃新闻记者 程婷 摄

清华医学院生物医学工程系研究员刘鹏介绍公共空间生物气溶胶新型冠状病毒监测系统相关情况。 本文图片 澎湃新闻记者 程婷 摄

70余项技术为冬奥提供全方位保障
杨鹏宇介绍,截至目前,在冬奥场景先后测试和使用了200多项技术,涉及信息工程与软件工程、公共安全、高清视频、5G和新能源等领域,适用智慧、绿色、安全、防疫等60多个细分应用场景。
在这些技术中,已确定赛时应用70余项,其中20余项在技术先进性和应用展示度方面极具代表性——这些技术在支持疫情防控、绿色低碳、赛会安全,以及提升观赛体验方面都将发挥重要作用。
“比如,我们通过开展绿色智慧场馆建造与低能耗运行技术研究与攻关,建立了数字孪生和智能化集成管理平台,并把这项技术运用到速滑馆的建设当中,节省主体结构工期2个月、钢材近3千吨。在国家冬季运动训练中心建成环境精准控制平台,形成场馆‘能源总管家’,日能耗降低10%以上。”杨鹏宇说。
“我们还建立了以区块链技术为核心的冬奥食品安全保障平台,实现了对冬奥会食品的可追溯。”杨鹏宇对澎湃新闻记者表示,围绕冬奥会食品、工程施工、运行保障等环节,部署了多项技术应用研发攻关,支撑冬奥会运行安全。
谈及观赛体验,杨鹏宇表示,“围绕赛事报道、赛事转播、现场导览等方面,我们积极推动了人工智能、高清显示、虚拟现实等新技术应用。”
据悉,中国不仅研发了国内首台套5G+8K转播车并投入使用,还以“悟道2.0”超大规模预训练模型为底层核心技术,研发了数字人手语播报系统,方便残障人士收看赛事报道。
同时,云转播技术方案已在测试赛中多次验证,赛时将为OBS制作“子弹时间”,并服务北京冬奥新闻发布会视频服务系统等。
此外,基于三维空间重建技术研发的冬奥虚拟导览系统,可实现场景展示、VR导览等服务功能,将为运动员、观众等带来全新体验。

清华硕士生李保介绍气溶胶采集与分析检测流程。

清华硕士生李保介绍气溶胶采集与分析检测流程。

安全采集空气中病毒,45分钟完成报告
目前,新冠肺炎疫情仍在全球蔓延,做好科学防疫是办好这届冬奥会的重要前提。
在防控境外输入的政策和方法上,如境外人员隔离政策、冷链消杀等我们已经很有成效,但在环境传播尤其是气溶胶方面上仍然存在一些改进空间。冬奥会期间如何解决环境传播,尤其是气溶胶传播难题?
对此,杨鹏宇表示,已研发出公共空间气溶胶新冠病毒检测系统,可实现场馆内空气的病毒监测预警和快速检测。
这套系统由清华大学、北京大学、中国医学科学院病原生物学研究所、昌平实验室等单位科研人员通过紧急攻关、联合研制,已在北京冬奥测试赛中成功应用。
澎湃新闻记者在中关村生命科学园生物气溶胶检测实验室看到,生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统由便携式气溶胶采集器和一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪两部分组成。
据清华大学医学院生物医学工程系研究员刘鹏介绍,其中气溶胶采集器由北京大学环境学院要茂盛团队开发完成。该采集器空气流量达到400L/min,病毒富集效率为国内同类产品最高。
一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪由刘鹏团队应急开发完成。该系统可使新冠病毒的检测灵敏度达到20拷贝/毫升,比常规qPCR方法灵敏10倍;且测试结果显示该系统新冠阳性检出率达到现有实时荧光定量PCR体系检出率的三倍。
据清华大学医学院博士后李尚霖介绍,生物气溶胶采样器打开后,可以每分钟超过400升的流量,将空气气旋导至装有试剂的检测管中,且最终只有气溶胶、灰尘等物质会被收集,且收集到的病毒能被试剂灭活,不再具备传染性。
将生物气溶胶采样放入一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪后,仪器可自动进行核酸扩增及分析,并自主生成检测结果。
刘鹏表示,将空气气溶胶中的新冠病毒颗粒采集到采集管中并加入检测芯片,这项工作30分钟即可完成。而全自动完成核酸提取与扩增检测、出具检测报告,这项工作45分钟内可完成。
从采样到将检测结果反馈到防疫部门,全程4小时之内可完成。
该检测系统在冬奥测试赛中进行了广泛的应用和验证,并针对赛时的防疫条件进行了相应的优化,贴合冬奥比赛场景的要求。
冬奥期间,多个冬奥会场馆内将布置气溶胶采集器,并在临时设置的检测站,为冬奥会提供全面气溶胶新冠病毒检测保障。

(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)