AeroSafe: Mobile Indoor Air Purification using Aerosol Residence Time Analysis and Robotic Cough Emulator Testbed
Created by
Haebom
저자
M Tanjid Hasan Tonmoy, Rahath Malladi, Kaustubh Singh, Forsad Al Hossain, Rajesh Gupta, Andres E. Tejada-Martinez, Tauhidur Rahman
개요
본 논문은 실내 공기 정화 시스템의 효율을 높이기 위한 새로운 접근 방식인 AeroSafe를 소개합니다. AeroSafe는 로봇 기침 에뮬레이터 테스트베드와 디지털 트윈 기반 에어로졸 체류 시간 분석을 결합합니다. 기존 휴대용 공기 필터는 기침으로 발생하는 호흡기 에어로졸 농도를 간과하는 경우가 많아 특히 의료 시설 및 공공 장소와 같은 고위험 환경에서 위험을 초래합니다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 기침 사건을 시뮬레이션하는 조작 가능한 마네킹과 에어로졸에 자율적으로 반응하는 휴대용 공기 청정기를 포함하는 로봇 이중 작용 물리적 에뮬레이터를 제시합니다. 이 에뮬레이터에서 생성된 데이터는 물리 기반 구획 모델과 LSTM 네트워크 및 그래프 합성곱 계층을 사용하는 머신 러닝 접근 방식을 결합한 디지털 트윈 모델을 훈련하는 데 사용됩니다. 실험 결과는 모델이 에어로졸 농도 역학을 35초 이내의 평균 체류 시간 예측 오차로 예측할 수 있음을 보여줍니다. 제안된 시스템의 실시간 개입 전략은 정적 공기 필터 배치보다 우수한 성능을 보이며, 공기 매개 병원체 위험 완화에 대한 잠재력을 보여줍니다.
시사점, 한계점
•
시사점:
◦
로봇 기침 에뮬레이터와 디지털 트윈 모델을 결합하여 실내 공기 정화 시스템의 효율을 향상시키는 새로운 방법 제시
◦
실시간 개입 전략을 통해 정적 공기 필터 배치보다 우수한 성능을 보임
◦
공기 매개 병원체 위험 완화에 대한 잠재력을 제시
◦
에어로졸 농도 역학 예측의 정확도 향상
•
한계점:
◦
모델의 예측 정확도는 실제 환경에서의 성능과 차이가 있을 수 있음 (35초 이내 오차는 상황에 따라 크게 다를 수 있음)
