ASUに新しい人間が加わった

アリゾナ州立大学の研究者らは、この夏と今後数年間に、研究室やテンピのキャンパス周辺で、歩き、呼吸し、発汗するダミー人形を実験させ、暑い環境で人々の安全を守る方法についての答えを探す予定だ。

この装置は、さまざまな身体的特性や状態を持つ人々を死に至らしめる可能性のある、暑い天候下での状況や活動の範囲を特定するのに役立つことを目的としている。この知識は、気候変動と具体的な都市ヒートアイランドという双子の緊張の下で都市がさらに暑くなるにつれて重要性を増している。

Thermetics という会社が、米国科学財団の米国繁栄、健康、インフラのためのリーディング エンジニアリング (LEAP HI) プログラムからの資金提供を受けて、ASU のために ANDI として知られるこのサーマル マネキンを特注で製作しました。 同様のマネキンは、衣服が体に及ぼす影響をテストする高機能スポーツ衣料品会社など、他の場所でも使用されていますが、温度管理されたラボだけでなく屋外でも使用できる内部冷却システムを備えた初めてのマネキンです。

太陽の下に置かれたマネキンは、センサーのネットワークが検出する熱に反応して、特定の体型や年齢を表す量の汗をかきます。 研究者がこの目的のために作られた布地でマネキンを覆うと、その湿気が発散して体の表面を覆って蒸発し、人の汗と同じように冷却されます。

すべての人が同じように汗をかくわけではありません。たとえば、高齢者は汗の量が少なくなります。そのため、この装置は、さまざまな人々を熱中症や死に至るまでにどのくらいの量がかかるかを決定するようにプログラムできます。 また、このデバイスはトレーリングタンクを介して呼吸し、熱気と湿気の交換が身体にどのような影響を与えるかをシミュレートします。

このプロジェクトの主任研究者である機械工学教授のコンラッド・リカチェフスキー氏は、「実際の人間を使ってこれら（テスト）を多く実行することは望ましくない」と語った。 「それは非倫理的であり、危険です。」

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この新しい装置は、大学の熱研究者が太陽や舗装の熱などの表面から歩行者に届く放射温度を測定するために数年間使用してきたポータブル気象観測所、MaRTy とともにキャンパスの歩道を転がります。

ANDI は、入ってくる熱を感知して反応するだけでなく、その動きやモデル化された内臓の機能に基づいて自身の熱も生成します。 金属棒でマネキンを四輪カートから吊り下げ、かかとと肘に取り付けられたケーブルで人形を操り人形のように動かし、転がりながら空中を歩きます。 この動作により、空調された後続カート内のコンピューター化された神経中枢にデータが送信され、シミュレートされたトレーニングによって生成される内部熱の量が決定されます。

このデバイスは、およそ白熱電球が発生する熱量から、熱いオーブントースターが発生する熱量までの範囲の熱を発生させる可能性があり、これは休んでいる人とマラソンをしている人の違い程度です。 太陽、歩道、空気からの熱と組み合わせると、特定のタイプの人々にとってどの組み合わせが過剰になる可能性があるかがわかります。 その後、研究者は同じ条件で再度実行し、マネキンの動作を微調整すると何が変化するかを確認できます。

「もしかしたら、さらに 15 分間日陰で過ごすべきだったのかもしれない」とリカチェフスキー氏は言い、マネキンはそれを試し、結果のデータを記録する予定です。 「20分間水をかけてみましょう。もしかしたら、特定の衣服のせいかもしれません。」

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ASU のさまざまな部門が最終的に試みる応用例は多数あるかもしれませんが、初期作業の中で重要なのは、さまざまな体型が現実世界の熱にどのように反応するかをテストし、それに応じて安全上の推奨事項を調整することです。

「外に出なければならない場合、または外で楽しみたい場合に役立つものは何でも検討するという考えです」とリカチェフスキー氏は語った。

熱暴露に関する既存のガイドラインは一般に、南東部の軍事訓練生から数十年前に収集されたデータを追跡していると同氏は述べた。 つまり、湿気の多い環境で努力する若くて健康な人々に適用されるということです。 また、それらは「平均的な」人々を対象としています。

「定義上、私たちは決して平均的ではありません」と彼は言いました。

研究者は、さまざまな条件がさまざまな体形や質量の人々にどのような影響を与えるかを確立するグラフを作成する予定です。 最終的には、糖尿病や統合失調症などのさまざまな病気が体温反応にどのような影響を与えるかについてもモデル化する予定です。

これらの詳細は、アリゾナ州の人々が暮らす暑い世界にすでに必要とされている。今春まとめられたマリコパ郡の昨年の暑さ関連死亡者数の暫定報告書では、425人を数えている。これは過去最高だ。 そして郡当局は今年すでに熱中症による死亡者4人を確認している。 そうした死のほとんどは屋外で発生しており、報告書はホームレス状態に陥る人々が増加していると指摘している。 しかし、なぜ死ぬ人もいれば、死なない人もいるのかは謎のままだ。

共同研究者で持続可能性を専門とする准教授のジェニファー・バノス氏は、「バレーでは暑さで人々が死亡しているという状況が私たちが知っているが、何が起こったのかまだ完全には理解していない」と大学が提供した声明の中で述べた。 「ANDI はそれを解決するのに役立ちます。」

リカチェフスキー氏によると、このような情報の有用性は、地球とその都市が加熱するにつれてさらに増大するという。

「（今日）暑さのピークの中で外出するのは、ここ20年間で平均的な日かもしれない」と彼は語った。

ブランドン・ルーミスは、アリゾナ共和国と azcentral.com で環境と気候の問題をカバーしています。 [email protected] までご連絡いただくか、Twitter @brandonloomis をフォローしてください。

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