手机质量检测

进入秋冬季节，雾霾时常笼罩京城上空。伴随雾霾的往往是浓度居高不下的污染物PM2.5。在北京1.6万平方公里的大地上，分布着35个官方空气质量监测点。可是，如果您自己手上就有一个小匣子，能够随时反映身边的空气质量，指导自己的户外活动，是不是更方便? 　　作为校内的&ldquo 创客&rdquo ，清华大学美术学院研究生李寅和同学就设计出了一个&ldquo 空气盒子&rdquo ，能够随时监测身边的空气质量，并在盒子和自己的手机APP软件上即时显示。近日，这个&ldquo 空气盒子&rdquo 在北京国际设计周的主展上正式亮相，李寅团队获得了15万元的天使投资，首批量产品也将在近期出厂。 　　实验缘起：直面北京空气污染 　　&ldquo 创客&rdquo 是近年来日渐流行的一个词，源于英文&ldquo Maker&rdquo ，是指努力把各种创意转变为现实的人。许多具有高度社会价值或是巨大经济价值的产品，如低价的3D打印机，都出自创客之手。李寅和他的同学就是清华校内的一群&ldquo 创客&rdquo 。这些来自工业设计、电子工程、软件工程等不同专业的学生凑在一起，总能迸发出一些创意的&ldquo 火花&rdquo 。 　　李寅说，&ldquo 空气盒子&rdquo 的创意来源于今年5月份的一次项目&ldquo 头脑风暴&rdquo 。刚刚读研究生一年级的他遇到了一群志趣相投的同学，他们一起参加了一个创客活动。围坐在一起讨论做什么项目时，李寅想到了北京的雾霾，&ldquo 空气污染谁都无法避免，但全北京只有35个PM2.5监测点，从服务市民的角度来说我认为密度无法满足市民需要。一个家用的空气质量监测盒子，对于个人生活出行会更有针对性。&rdquo 　　李寅说，当时自己就是这样一个想法：做&ldquo 创客&rdquo ，就从直面北京空气质量开始吧。 　　实验之路：跨界合作攻克难关 　　和伙伴们确定了创意之后，他们很快启动了设计和实验。不做不知道，尝试了才发现难度不小，&ldquo 我们完全没有硬件产品的开发经验。&rdquo 李寅说，他是学设计的，从美学的角度出发就把&ldquo 空气盒子&rdquo 设计成立柱结构。但是跟电子系的同学一交流后发现实现难度太大：立柱形结构意味着里面的电路集成板得做成一块块立体叠加，传感器、电路运行不稳定风险和制造成本都会明显增加。 　　除了外形，选择什么样的材料也是这些&ldquo 创客&rdquo 面临的一大难题，既要保持高强度，还要轻便，更重要的是该种材料做成的盒子必须能镂出许多通风口以保证足够的空气进入盒内，这样才利于监测。此外，粒径小于等于2.5微米的细颗粒物，如何能被传感器准确捕捉到，也是横亘在李寅他们面前的一大难题。 　　尽管团队成员有工业设计、电子工程、软件工程等不同的专业背景，李寅团队还是深感知识远远不够用，他们四处请教其他专业的同学，&ldquo 用什么样的传感器更合适，我们就请教了学校环境学院的同学，他们给我们提供了很好的建议。&rdquo 李寅说，最终他们确定测量空气质量的方式为，基于光线在气溶胶中产生散射的原理，使用激光对气体进行照射，进而根据散射光线强度计算空气中微粒数量，&ldquo 虽然精度无法和国家空气质量监测机构使用的微震荡天平法相比，但已经足够满足市民日常使用需要了。 　　整个暑假，李寅和同伴们就泡在了实验室里。在清华大学美术学院教学楼五层的一间实验室，架着双显示器的电脑桌后是一个约2米长的沙发。李寅说，有时做实验、讨论方案太晚了，就直接在沙发上&ldquo 凑合&rdquo 一晚，第二天醒来继续实验。暑假结束，第一代原型机终于诞生。 　　实验效果：APP显示空气质量 　　在李寅的实验室里，记者见到了&ldquo 空气盒子&rdquo 的样品模型。白色的盒子，如普通家用路由器一般大小，可以轻松放置在窗台或者汽车的驾驶台上。盒子顶部面板上是一排指示灯，底座则密集分布着一个个直径约2毫米的小孔，&ldquo 空气就是从那些小孔中进入，然后被传感器捕获，经过微芯片运算出当前的空气质量，然后通过那一排指示灯来显示。&rdquo 　　李寅说，根据最新发布的《环境空气质量标准》，空气质量指数AQI分为六级，用六种颜色表示。因此&ldquo 空气盒子&rdquo 上的指示灯也是按照AQI的区间范围给出，用绿、黄、橙、红、紫、褐分别代表空气质量优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染。 　　看空气质量，不仅可以通过&ldquo 盒子&rdquo 上的指示灯，还可以通过自己的手机。李寅说他们给&ldquo 空气盒子&rdquo 装了蓝牙传输装置，空气质量数据在手机上安装的APP软件上就能看到，&ldquo 机器本身可以存储一年左右的数据，我们还通过无线网络建立了云存储，数据可存储20年左右，只要上网就能看到。&rdquo 李寅说，20年后再回头看现在的数据，应该就能看到北京空气质量的巨大改善了。 　　未来计划：二代产品小巧便宜 　　李寅告诉记者，首批500个&ldquo 空气盒子&rdquo 本周就会完成生产出厂。它们运到北京后将被分发到包括大学生、环保热心人士和公益组织那里试用，以便团队获得最真实的用户体验反馈。之后它们还会对产品进行进一步改进，&ldquo 事实上，我们已经启动了第二代产品的研发，造型上会更强调小型化与便携性，体积应该会缩小一半。&rdquo 　　开发&ldquo 空气盒子&rdquo ，李寅团队获得了15万元的天使投资。李寅说，未来&ldquo 空气盒子&rdquo 肯定是要走向市场的，但价格不会太贵，&ldquo 第一代产品成本就被控制在300元以内，以后还会更便宜，普通家庭完全能够承受。&rdquo 他坦言，&ldquo 空气盒子&rdquo 的监测精度一定不是最高的，但足以给用户一个对空气质量的直观了解，&ldquo 看到灯变红、变褐色了，您选择减少户外停留，选择戴口罩，选择绿色出行，这就足够了。&rdquo 　　最近清华大学启动驻校&ldquo 创客&rdquo 项目，每学期都有两名来自国际国内的顶级&ldquo 创客&rdquo 进驻学校，以指导员或共同创作者的身份参与创意产品项目，学校包括基础工业训练中心在内的设施也将向李寅这样的&ldquo 创客&rdquo 开放。&ldquo 新闻专业的同学加入渠道宣传，法学院同学来做知识产权保护，立体化大学生实验室的&lsquo 春天&rsquo 要到了。&rdquo 李寅说。

近日，IBM在今年的美国CES消费电子大展上，宣布与医疗科技公司美敦力合作，开发专门监控糖尿病相关数值的APP，能在危急情况发生前先提醒患者。 即时检测POCT（Point of Care Testing）技术是指一类可在事发现场即刻进行的检测技术，因其不需要固定的检测场所和贵重设备，可在家中或床边现场随时使用，受到医生和患者的普遍欢迎。 目前，市场上最为大家熟知的POCT检测医疗器械有血糖仪、血压计、早早孕和排卵试纸，但是种类不多，还远不能满足人们对POCT技术的需求。随着手机技术的迅速发展，已有越来越多的物理传感器被安装在手机上，如高清摄像头、红外感应器、压强计、感光器、感温器等等。由于手机可以通过光电器件采集各种光电数据，并进行智能处理，很适于医学检测，这为手机与POCT联用技术的发展提供了更进一步的基础。 手机具有高清摄像头，配合APP软件可以对各种现有胶体金试纸条检测结果进行识别、拍照和智能处理，让使用者不但能知道结果的阴阳性，还能知道检测参数的具体数值，为后续干预措施的有效制定和精准医疗提供支持。例如一款“研究生”的手机APP，可以用摄像头对早早孕试纸和排卵试纸的检测结果进行读取判断，并记录体温、体感等的信息，数据经过客户端的分析后，在女性的整个备孕怀孕过程中，提供适当的建议和意见。将来，结合简便的手机联用荧光和拉曼读条仪，手机还可读取高灵敏的荧光试纸条和超高灵敏的拉曼试纸条结果，可用于各种疾病相关因子的痕量检测，为人们提供更多更精准的医疗信息。 除了手机读条仪外，人们还开发出配套手机使用的各种医疗仪器，通过这些设备，手机可以转变成为各种专业的医学仪器。如iPhone耳镜可以用来查看内耳，在家里或外地的时候可以随时拍照上传给医生，协助诊断耳部疾病；智能手机超声成像系统可用于诊断血管、胆结石、肾结石和腹部肿块等各种问题；一款名叫Welch AllyniExaminer的手持式设备可以很方便地对认得眼睛进行成像，用于诊断眼部疾病。智能手机显微镜能通过连接一个小设备，可以观察细菌的情况；或再连接一个简单的荧光激发设备可以使手机变成高倍荧光显微镜，可进行染色体和DNA的观察和诊断。现在已有研究人员开始研究如何将传统的酶联免疫吸附试验（ELISA）和生化检测与手机联用，利用简单的光学器件或手机的光学系统直接读取ELISA和生化检测的结果，如果试验成功，可用于POCT的医学检测项目将大幅增加。 手机有充电插口，因此，电信号也可成为手机的传感信号。研究人员们已经开发出了手机微流控芯片，可把许多生物学反应转化为电信号，通过USB接口把电信号传到手机，通过智能处理与数据转换可完成很多的医学检测项目。 相信，随着智能手机和生物传感技术的迅速发展，通过手机进行疾病的现场诊断和分析将变得越来越普遍和便捷，更多的人未来可以在家里或户外进行快速的应急诊断，或长期的慢性病生理指标监控，该类技术发展与应用将大幅提高人们的疾病感知水平和健康意识，优化并有效利用现有医疗资源，实质性改善人们的疾病医疗效果和生活质量。

欧盟委员会7日称其投资开发出了两款智能手机应用程序，可用来检测身边的空气质量和噪音污染。 　　这个名为&ldquo Everyaware&rdquo 的项目由欧盟投资200万欧元，多名社会科学、计算机科学和环境科学等方面的专家参与项目研发。其中一款智能应用程序&ldquo 空气探测器&rdquo 用于检测空气污染情况，而&ldquo 噪音探测器&rdquo 则用来检测噪音水平。两款应用程序都可以让用户方便地分享信息和使用感受。 　　和一般的手机应用程序不同，&ldquo 空气探测器&rdquo 使用时还要配备一个小的传感器，可随身携带或放在自行车筐里，它能通过蓝牙与手机连接。传感器可检测到空气成分，会向中央服务器传输臭氧、炭黑以及其他污染物的相关指数，然后用户手机就可以接收到相关信息。 　　罗马大学物理学副教授、项目协调人维托里奥· 洛雷托指出，这个项目旨在让民众能使用方便精确的工具来检测空气质量和噪音水平，有助于提升民众的环保意识。