TED日本語 - レイモンド・ワン: 飛行機内の病原菌の動き方と対処法

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TED日本語 - レイモンド・ワン: 飛行機内の病原菌の動き方と対処法

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飛行機内の病原菌の動き方と対処法
How Germs Travel on Planes -- And How We Can Stop Them
レイモンド・ワン
Raymond Wang

内容

レイモンド・ワンは17歳の若さで、より衛生的な未来を作ろうとしています。飛行機の空気の流れ方を、流体力学を使ってシュミレーションしたところ、心配な結果を得ました。客室でくしゃみをする乗客がいると、空気の流れが病原菌を他の乗客に運んでいくのです。ワンの作成したアニメーションは、客室内でくしゃみがどのように動くのかを描き、一度見たら忘れられないでしょう。小さなフィンを用いて空調からの流れを増やし、病原菌を含んだ空気がいつまでも循環することがないようにするという彼の提案した解決策は表彰されました。

Script

Can I get a show of hands -- how many of you in this room have been on a plane in this past year? That's pretty good. Well, it turns out that you share that experience with more than three billion people every year. And when we put so many people in all these metal tubes that fly all over the world, sometimes, things like this can happen and you get a disease epidemic.

I first actually got into this topic when I heard about the Ebola outbreak last year. And it turns out that, although Ebola spreads through these more range-limited, large-droplet routes, there's all these other sorts of diseases that can be spread in the airplane cabin. The worst part is, when we take a look at some of the numbers, it's pretty scary. So with H1N1, there was this guy that decided to go on the plane and in the matter of a single flight actually spread the disease to 17 other people. And then there was this other guy with SARS, who managed to go on a three-hour flight and spread the disease to 22 other people. That's not exactly my idea of a great superpower.

When we take a look at this, what we also find is that it's very difficult to pre-screen for these diseases. So when someone actually goes on a plane, they could be sick and they could actually be in this latency period in which they could actually have the disease but not exhibit any symptoms, and they could, in turn, spread the disease to many other people in the cabin.

How that actually works is that right now we've got air coming in from the top of the cabin and from the side of the cabin, as you see in blue. And then also, that air goes out through these very efficient filters that eliminate 99.97 percent of pathogens near the outlets. What happens right now, though, is that we have this mixing airflow pattern. So if someone were to actually sneeze, that air would get swirled around multiple times before it even has a chance to go out through the filter. So I thought: clearly, this is a pretty serious problem.

I didn't have the money to go out and buy a plane, so I decided to build a computer instead. It actually turns out that with computational fluid dynamics, what we're able to do is create these simulations that give us higher resolutions than actually physically going in and taking readings in the plane. And so how, essentially, this works is you would start out with these 2D drawings -- these are floating around in technical papers around the Internet. I take that and then I put it into this 3D-modeling software, really building that 3D model. And then I divide that model that I just built into these tiny pieces, essentially meshing it so that the computer can better understand it. And then I tell the computer where the air goes in and out of the cabin, throw in a bunch of physics and basically sit there and wait until the computer calculates the simulation.

So what we get, actually, with the conventional cabin is this: you'll notice the middle person sneezing, and we go "Splat!" -- it goes right into people's faces. It's pretty disgusting. From the front, you'll notice those two passengers sitting next to the central passenger not exactly having a great time. And when we take a look at that from the side, you'll also notice those pathogens spreading across the length of the cabin.

The first thing I thought was, "This is no good." So I actually conducted more than 32 different simulations and ultimately, I came up with this solution right here. This is what I call a -- patent pending -- Global Inlet Director. With this, we're able to reduce pathogen transmission by about 55 times, and increase fresh-air inhalation by about 190 percent.

So how this actually works is we would install this piece of composite material into these existing spots that are already in the plane. So it's very cost-effective to install and we can do this directly overnight. All we have to do is put a couple of screws in there and you're good to go. And the results that we get are absolutely amazing. Instead of having those problematic swirling airflow patterns, we can create these walls of air that come down in-between the passengers to create personalized breathing zones.

So you'll notice the middle passenger here is sneezing again, but this time, we're able to effectively push that down to the filters for elimination. And same thing from the side, you'll notice we're able to directly push those pathogens down. So if you take a look again now at the same scenario but with this innovation installed, you'll notice the middle passenger sneezes, and this time, we're pushing that straight down into the outlet before it gets a chance to infect any other people. So you'll notice the two passengers sitting next to the middle guy are breathing virtually no pathogens at all. Take a look at that from the side as well, you see a very efficient system.

And in short, with this system, we win. When we take a look at what this means, what we see is that this not only works if the middle passenger sneezes, but also if the window-seat passenger sneezes or if the aisle-seat passenger sneezes.

And so with this solution, what does this mean for the world? Well, when we take a look at this from the computer simulation into real life, we can see with this 3D model that I built over here, essentially using 3D printing, we can see those same airflow patterns coming down, right to the passengers. In the past, the SARS epidemic actually cost the world about 40 billion dollars. And in the future, a big disease outbreak could actually cost the world in excess of three trillion dollars. So before, it used to be that you had to take an airplane out of service for one to two months, spend tens of thousands of man hours and several million dollars to try to change something. But now, we're able to install something essentially overnight and see results right away.

So it's really now a matter of taking this through to certification, flight testing, and going through all of these regulatory approvals processes. But it just really goes to show that sometimes the best solutions are the simplest solutions. And two years ago, even, this project would not have happened, just because the technology then wouldn't have supported it. But now with advanced computing and how developed our Internet is, it's really the golden era for innovation.

And so the question I ask all of you today is: why wait? Together, we can build the future today.

Thanks.

(Applause)

手を上げてみてください この会場でこの1年間に 飛行機に乗られた方? かなりいますね ということは 毎年30億人以上の人々と 同じ経験をしているのです 飛行機がこんなにも多くの乗客を乗せて 世界中を飛び回わると 時として こういうことも起こりうり 伝染病にかかるのです

私が最初に このテーマを取り上げたのは 去年のエボラ出血熱の 大流行を聞いた時です こんなことが分かりました エボラの感染は 大粒の飛沫を経由するので 到達範囲は狭いですが 様々な種類の病気が 飛行機の客室内で伝染しうるのです 困ったことに 調べてみるとこんな数字が出てきて 恐ろしくなってきます H1N1のケースでは 感染者が飛行機を利用すると 1回のフライトで 17人に感染しました SARSの感染者のケースでは 3時間のフライトで 22人に感染しました これはあまり好ましい 超能力ではありません

さらに これらの病気を事前に検知するのが 非常に難しいのです 実際飛行機の乗客が 病気だったり 潜伏期で 症状が出る前ではあるけれども 病原菌を持っていたりすると キャビンにいる多くの乗客に 病気が感染してしまうかもしれません

実際どのように 感染するのでしょうか? 青の矢印で示すように キャビンの天井や横から 空気が送られ フィルターから排出されます フィルターの効率は高く 排気口では病原菌を 99.97%も除去します お見せしているのは 気流が渦巻くパターンです くしゃみをする人がいると その空気がフィルターを通って 排気されるまでに 何度も循環します 私は「これは問題だ」 と思いました

私にはこれを避けるために 自家用飛行機を買うお金はありません その代り コンピュータのソフトを作ることにしました コンピュータによる流体力学で シュミレーションを作ってみると 実際に飛行機に乗って計測するよりも より高い解像度のデータが得られます どのようにするのでしょうか? 2次元図面から始めてみましょう これらはネット上で公開されている技術文書です これらを3次元モデリングのソフトに落とし込むと 3次元モデルができます そのモデルを細分した 小さな格子状の要素に分解し コンピュータがうまく扱えるようにします 空気がキャビンのどこから出入りするのかを入力し 物理を一式投入したら コンピュータがシュミレーションを 計算するのを待つだけです

従来のキャビンを調べて分かったことは 真ん中に座っている乗客がくしゃみをすると 「ペシャ!」とそれが他の乗客の顔につくのです ゾッとしますね 前から見ると その両脇に座る乗客にとって 良い状態とは言えないことが わかります 横から見ると 病原菌は 前後の方向に広がっていくのが分かります

「これは良くないな」と まず思いました 32回以上のシュミレーションを重ねた末 このソリューションに辿り着きました グローバル・インレット・ディレクターと名付け 特許出願中です これにより病原菌の伝染を 55分の1まで削減でき また呼吸できる新鮮な空気の割合が190%も増えます

これが実際 どう機能するかというと 複合材料のこのピースを 飛行機内の既存のスポットに設置します 設置の費用効率は非常に高く 一晩あれば設置可能です 2か所ネジ止めするだけです でも その成果には 目を見張るものがあります 病原菌を含んだ空気が 旋回する代わりに 乗客の間に空気の壁を作るのです すると個別に呼吸できるエリアが出来ます

また真ん中の乗客がくしゃみをしますが 今回は効率的に飛沫を押し下げるので フィルターで除去できるのが分かります 横からでも同様に 病原菌が直接押し下げられるのが分かります 同じシナリオですが これを設置すると 真ん中の乗客がくしゃみをしても 今回は排気口へとまっすぐ流れるので 他の乗客に感染することはありません だから 両脇に座っている2人の乗客は呼吸をしても 実質的に 病原菌に全く感染しないのです 横から見ても同様に とても効果的なシステムで あることが分かります

要するにこのシステムは 素晴らしく効果的なのです これが意味すること ― 真ん中の乗客のくしゃみに効果があるだけでなく 窓側や通路側の乗客のくしゃみにも 効果があることです

世界にとって このソリューションの意味とは何でしょうか? コンピュータ・シュミレーションを 実際に当て嵌めてみましょう 私が3D印刷技術を使って作った3次元モデルで 見ることができます 同様に空気の流れが 乗客の方に 流れているのが分かります 過去にSARSが流行した時は 世界で5兆円規模の損失がありました 将来的に 大きな病気が大流行すると 損失は360兆円以上 になるかもしれません 以前なら飛行機に 何か改良を加えるには 1、2カ月程運休させて 数万時間の工数と数億円を 費す必要がありました でも今は これを一晩で設置できて 成果はすぐに現れるのです

これを実用化するには認定や フライト・テスト そして規制当局の承認を 得なくてはなりません しかし お見せしましたように 時として最もシンプルなのが ベスト・ソリューションなのです 2年前でしたら このプロジェクトはありませんでした 当時の技術では できなかったことなのです でも今はコンピュータの進歩や インターネットの発展のお蔭で まさしくイノベーションの黄金時代なのです

今日皆さんに聞きたいこと ― 「なぜ待つのですか?」 一緒に今日から 未来を作っていきましょう

ありがとう

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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