In maart 2020, het dagelijks leven in de Verenigde Staten veranderde in een oogwenk toen het land op slot ging om de eerste golf van de COVID-19-pandemie het hoofd te bieden. Nieuw onderzoek onthult hoe bewoners in één gemeenschap hun routines hervatten toen de beperkingen werden opgeheven, volgens een team van wetenschappers van Penn State.

"We gebruikten geluidssignalen die werden vastgelegd door ondergrondse glasvezelsensoren om te begrijpen hoe COVID-maatregelen menselijke activiteiten beïnvloedden, " zei Junzhu Shen, een afgestudeerde student geowetenschappen aan Penn State. "Deze sensoren bieden zeer nauwkeurige, gegevens met een hoge resolutie die ons kunnen helpen begrijpen wat er in onze gemeenschappen gebeurt."

De wetenschappers analyseerden geluidsgegevens die waren opgenomen van maart tot en met juni 2020 in en rond de campus van Penn State University Park en State College, Pennsylvania. Ze observeerden een rustige periode die samenviel met de afsluiting, gevolgd door een herstel van de activiteit toen het gebied van rode naar minder beperkende gele en groene fasen bewoog.

Door te luisteren naar kleine veranderingen in trillingen aan het oppervlak, de wetenschappers ontdekten dat de bouwactiviteit en het autoverkeer sneller herstelden dan het voetgangersverkeer. Ze rapporteerden hun bevindingen in het open-access tijdschrift Het seismische record .

"Voetstappen verdwenen en herstelden niet echt na de heropening eind mei, " zei Tieyuan Zhu, assistent-professor geowetenschappen aan Penn State. "Maar als je kijkt naar het autoverkeer, het laat een ander patroon zien. Het nam af en herstelde. Dit kan ons een hint geven dat mensen conservatief waren, op afstand werken en autorijden als ze naar buiten moesten voor bijvoorbeeld boodschappen."

Bij ander werk om de impact van COVID-stops op menselijke activiteit te meten, zijn seismische sensoren of Google-mobiliteitsgegevens gebruikt:GPS-informatie verzameld van apparaten zoals mobiele telefoons. Maar het gebruik van het glasvezelnetwerk maakt gegevens met een hogere resolutie mogelijk, met metingen verzameld ongeveer elke zes-en-een-halve voet, zeiden de wetenschappers.

"Met mobiliteitsgegevens van Google we zijn beperkt tot het bekijken van één gegevenspunt voor de hele provincie, "Zei Zhu. "Het is moeilijk om de ene gemeenschap van de andere te scheiden. Met ons high-density netwerk, we kunnen de ruisvariatie van het ene blok naar het andere begrijpen."

De wetenschappers analyseerden gegevens van maart, toen de lockdown begon en Penn State-studenten de campus verlieten, tot juni, toen het gebied de groene fase van heropening van Pennsylvania binnenging.

De resultaten bieden een nuttig beoordelingsinstrument voor besluitvormers die te maken krijgen met de uitvoering van dergelijke maatregelen en kunnen leiden tot een beter begrip van de invloed van pandemieën op menselijke activiteiten, zeiden de wetenschappers.

Om de studie uit te voeren, de wetenschappers maakten gebruik van kilometers ononderbroken glasvezelkabels voor telecommunicatie onder de universiteit en de nabijgelegen gemeenschap. Deze netwerken zijn vaak te vinden in steden en bieden telefoon- en internetdiensten aan thuis en bedrijven.

Een nieuwe technologie, een gedistribueerde akoestische sensing (DAS)-array genaamd, stelde de onderzoekers in staat een laser door een van de haardunne glasvezels in de kabels te sturen en kleine veranderingen veroorzaakt door druk te detecteren. Door elke zes-en-een-halve voet metingen te doen, de wetenschappers kunnen in wezen een netwerk van 2 creëren, 000 sensoren.

"Zelfs als er een kleine verandering is in de externe energie op de grond erboven, die de vezel zal uitrekken of comprimeren, en we kunnen die veranderingen detecteren, " zei Zhu. "En in het geval van COVID, we kunnen enkele indicatoren geven om te begrijpen of de maatregelen die worden genomen al dan niet effectief zijn."