Underjordiske fiberoptiske sensorer registrerer lyde af COVID -lockdown, genåbning

I marts 2020, dagligdagen i USA ændrede sig på et øjeblik, da landet låste sig fast for at klare den første bølge af COVID-19-pandemien. Ny forskning afslører, hvordan beboere i et samfund vendte tilbage til deres rutiner, da begrænsningerne blev ophævet, ifølge et team af forskere fra Penn State.

"Vi brugte lydsignaler fanget af underjordiske fiberoptiske sensorer til at forstå, hvordan COVID-foranstaltninger påvirkede menneskelige aktiviteter, "sagde Junzhu Shen, en kandidatstuderende i geovidenskab ved Penn State. "Disse sensorer giver meget præcise, data i høj opløsning, der kan hjælpe os med at forstå, hvad der sker i vores samfund. "

Forskerne analyserede lyddata optaget fra marts til juni 2020 i og omkring Penn State University Park Park campus og State College, Pennsylvania. De observerede en stille periode, der faldt sammen med lockdown efterfulgt af en genopretning af aktivitet, da området flyttede fra røde til mindre restriktive gule og grønne faser.

Ved at lytte til små ændringer i vibrationer på overfladen, forskerne fandt, at byggeaktivitet og biltrafik kom sig hurtigere end fodgængertrafik. De rapporterede deres resultater i open-access journal Den seismiske rekord .

"Fodspor forsvandt og kom sig virkelig ikke efter at virksomheden genåbnede i slutningen af ​​maj, "sagde Tieyuan Zhu, adjunkt i geovidenskab ved Penn State. "Men hvis du ser på biltrafik, det viser et andet mønster. Det faldt og kom sig. Dette kan give os et tip om, at folk var konservative, arbejde fjernt og køre, når de skulle gå udenfor for ting som dagligvarer. "

Andet arbejde med at måle virkningerne af COVID -nedlukninger på menneskelig aktivitet har brugt seismiske sensorer eller Google mobilitetsdata - GPS -oplysninger indsamlet fra enheder som mobiltelefoner. Men brug af det fiberoptiske netværk giver mulighed for data i højere opløsning, med målinger samlet omkring hver halvanden meter, sagde forskerne.

"Med Googles mobilitetsdata, vi er begrænset til at se på et datapunkt for hele amtet, "Sagde Zhu." Det er svært at adskille et fællesskab fra et andet. Med vores netværk med høj densitet, vi kan forstå støjvariation fra en blok til en anden. "

Forskerne analyserede data fra marts, da lockdown begyndte og Penn State -studerende forlod campus, til juni, da området kom ind i Pennsylvania's grønne fase med genåbning.

Resultaterne giver et nyttigt vurderingsværktøj til beslutningstagere, der står over for at gennemføre sådanne foranstaltninger og kan resultere i en bedre forståelse af, hvordan pandemier påvirker menneskelige aktiviteter, sagde forskerne.

For at gennemføre undersøgelsen, forskerne benyttede sig af miles af kontinuerlige telekommunikationsfiberoptiske kabler under universitetet og nærliggende samfund. Disse netværk findes ofte i byer og giver telefon og internettjeneste til hjemmet og virksomhederne.

En ny teknologi kaldet en distribueret akustisk sansning (DAS) -array tillod forskerne at sende en laser ned ad en af ​​de tynde glasfibre inde i kablerne og registrere små ændringer forårsaget af tryk. Ved at måle hver halvanden meter, forskerne kan i det væsentlige skabe et netværk af 2, 000 sensorer.

"Selvom der er en lille ændring i den ydre energi på jorden ovenover, der vil strække eller komprimere fiberen, og vi kan opdage disse ændringer, "Sagde Zhu." Og i tilfælde af COVID, vi kan give nogle indikatorer for at forstå, om foranstaltninger, der iværksættes, er effektive eller ej. "