前段時間，我看到一條有意思的新聞，說國外有一些科學家在琢磨如何利用下水道汙水系統追蹤新冠病毒的傳播範圍。這是因為此前已經有研究發現，一部分患者的糞便當中也攜帶著病毒，而且糞便中的病毒可能在症狀出現之前就能檢測到了。
所以現在就有好幾個科學家團隊在研究，能不能通過檢測汙水裡的病毒含量，來反推一個地區的感染人數？比如斯坦福大學一位工程學教授的團隊，從美國舊金山灣區的汙水處理廠收集了大量樣本，準備進行基因檢測。
當然，這件事真的執行起來，有好多特別複雜因素需要考慮，比如馬桶的沖水量、雨水會怎麼影響樣本的濃度，採樣的過程會不會造成病毒的RNA丟失等等。
不過，雖然難度不小，但其實這件事也反映出，一直以來人們對於大健康領域的一個設想，那就是人體的排洩物其實儲存著大量的健康數據，有沒有可能對這方面的數據進行更廣泛的提取和記錄呢？
物聯網——智能馬桶2.0時代
前兩天，我在公眾號“大數據文摘”上看到一篇有意思的文章，剛好介紹了這個領域的一項最新突破：斯坦福大學研發出了一個能識別個人身份的智能馬桶。我就來給你介紹一下這個新奇的科研成果。
友情提醒一下，如果你此刻在吃飯，最好換個時間看這期節目。
說到智能馬桶，我們想象的，可能是那種可以自動沖水、清洗、吹風、帶熱坐墊的馬桶。但是我這裡說的智能馬桶，功能更先進。公眾號“大數據文摘”在去年就介紹過一款實驗性的產品，是日本一個建材公司研發的一款智能馬桶。這款馬桶裡安裝了傳感攝像頭，能在使用者排便的時候，抓捕糞便的圖像，然後識別形狀、大小、狀態等等。
但這款馬桶的功能還是比較基礎的，而斯坦福研發的智能馬桶，就是升級版了。
確切地說，這是一個馬桶圈，能被安裝到現有馬桶的座椅上。這個馬桶圈能做尿液檢測、糞便檢測，甚至可以識別衛生紙上的排洩物狀態。
具體怎麼操作呢？
馬桶蓋自帶傳感器和攝像頭。舉個例子來說，當一個人排尿的時候，這個馬桶圈上有一個紅外傳感器能自動感應，讓馬桶圈內置的試紙彈出來。一旦試紙浸溼，就會被抽回馬桶蓋裡面，這時候，攝像頭就會採集試紙的圖像，對尿液進行分析。
類似的，糞便分析也是靠圖像識別。馬桶圈上安裝了壓力傳感器，使用者一坐下，就會自動激活一個攝像頭，注意，這個攝像頭是衝著馬桶池子裡的，能記錄池子裡的變化：從開始排洩，一直到把衛生紙扔進馬桶，或者站起來沖水，整個過程都能被記錄下來。
那麼收集到的圖像，會被用來做什麼樣的分析呢？
前期，斯坦福的團隊向志願者收集了12000多張排洩物的圖像，運用卷積神經網絡的人工智能算法對圖像進行了分析。經過訓練的算法，能按照專業的醫學分類，識別出7種糞便狀態，包括一種正常狀態、兩種便秘狀態、三種腹瀉狀態。
而且，這個智能馬桶設備還可以對糞便的生物特徵進行採集分析，比如說白細胞數量、蛋白質含量等等。
那你可以想象一下，未來如果這個馬桶的檢測足夠先進，每家每戶有一個，那我們以後做便檢、尿檢，可能就不需要去醫院了。
不過，到這還沒說到最有趣的地方。斯坦福的這個研究，最有趣之處還不在於識別糞便，而是在於，科學家找到了一種識別每個人身份的新方法。
你想啊，如果以後每個家庭都有一個智能馬桶，是不是必然會遇到一個問題，就是一個馬桶，一家人共用。那研究者怎麼能判斷，哪份糞便樣本屬於誰呢？
如果這個問題解決不了，即便研發出了智能馬桶，也只能一人用一個，利用率低；或者靠使用者自己彙報，但這樣又難免出現誤差。
而這回，斯坦福大學的研究人員想到了兩個巧妙的方法來解決這個問題。
第一個方法比較直接，就是在沖水的按鈕上安裝一個指紋識別器。上完廁所，按沖水按鈕的時候，身份就被識別出來了。這個方案也特別好執行，研究人員從亞馬遜花了不到20美元買了個指紋識別器就搞定了。
但這個方案也有漏洞，就是在有些情況下，的確可能會有人忘記衝馬桶。於是研究人員想了另外一個方案。
肛紋
他們發現，每個人的肛門都有35-37個褶皺，而且褶皺形成的紋路各不相同。
也就是說，這些紋路就像指紋一樣，每個人的都獨一無二。如果有足夠的數據，它們也能用來識別每個人的身份。研究人員還給這些褶皺起了一個名字，叫做Analprint，翻譯過來就是肛紋，跟指紋對應。
前面我們說，馬桶圈自帶攝像頭——攝像頭的其中一項功能，就是記錄和識別使用者的肛紋。
我知道，這項研究聽到這，你肯定會覺得有點難以置信——這些科學家是不是閒得沒事幹？這真的是一個嚴肅的研究嗎？
沒錯，這真的是一個嚴肅的研究。這項研究成果在4月初發表在《自然》雜誌的生物醫學工程子刊上。背後的科學家，來自於斯坦福大學放射科學系系主任的實驗室，這位系主任還同時負責斯坦福癌症早期篩查中心的工作。
科技方法治未病
之所以做這份研究，是因為他們認為，目前那些用來長期監測人體健康的科技，比如說智能手環、手錶，產生的數據還沒有哪些真的有臨床意義，或者跟臨床上的檢測流程進行有效的結合。他們希望，這款智能馬桶採集到的數據，能讓醫生對一些特殊患者群體的健康狀況進行長期檢測，比如行動不便的老年人，或者有慢性病的病人。
而且，斯坦福大學的醫學院本來就有一項“精準醫療”的項目，這個項目的目標就是利用高科技，讓疾病的預防和治療能變得高度個性化。研究人員對未來的美好設想是，每個人家裡都能有一個個性化的診斷中心，而智能馬桶只是其中的一部分。
當然，這份研究目前還處於非常早期的階段，如果你想擁有實驗裡那樣的智能馬桶，估計還要等上好多年。
因為，這個研究有一個特別大的瓶頸是數據量少。
你想啊，有多少人願意在自己如廁的時候暴露隱私呢？即便斯坦福大學有極其嚴格的倫理規定，即便研究團隊也承諾，採集的數據將會全部加密，但參與者仍然在兩位數而已。
從這個細節你也能看出，這方面的研究依然“任重道遠”。
好，斯坦福研發的智能馬桶就給你介紹到這了。
為了更好的瞭解自己，真是拼了
其實，最開始我去看這項研究，純粹是抱著獵奇的心態，想看看科學家的腦洞到底有多大。但看著看著我意識到，驅動這個實驗的其實不是腦洞，而是每個人都有的一種本能，就是想要了解自我、解構自我的願望。
很多最前沿的科學領域其實滿足的就是這層需求——比如腦機接口、人工智能，是為了能打開“人腦”這個黑盒子，看看裡面有什麼，甚至複製一個一模一樣的。
基因檢測、基因編輯、生物工程等等，是要打開人身體的黑盒子；心理學、管理學等等，是要打開“人性”的黑盒子。為了瞭解自己，我們真的是無所不用其極，樂意發揮一切的聰明才智。從這個角度看，就絲毫不難理解，為什麼會有科學家花這麼大工夫做智能馬桶的研究了。
來源：邵恆頭條
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