## 228 | “智能马桶“如何收集健康数据？

你好，这里是《邵恒头条》，我是邵恒。

前段时间，我看到一条有意思的新闻，说国外有一些科学家在琢磨如何利用下水道污水系统追踪新冠病毒的传播范围。这是因为此前已经有研究发现，一部分患者的粪便当中也携带着病毒，而且粪便中的病毒可能在症状出现之前就能检测到了。

所以现在就有好几个科学家团队在研究，能不能通过检测污水里的病毒含量，来反推一个地区的感染人数？比如斯坦福大学一位工程学教授的团队，从美国旧金山湾区的污水处理厂收集了大量样本，准备进行基因检测。

当然，这件事真的执行起来，有好多特别复杂因素需要考虑，比如马桶的冲水量、雨水会怎么影响样本的浓度，采样的过程会不会造成病毒的RNA丢失等等。

不过，虽然难度不小，但其实这件事也反映出，一直以来人们对于大健康领域的一个设想，那就是人体的排泄物其实储存着大量的健康数据，有没有可能对这方面的数据进行更广泛的提取和记录呢？

前两天，我在公众号“大数据文摘”上看到一篇有意思的文章，刚好介绍了这个领域的一项最新突破：斯坦福大学研发出了一个能识别个人身份的智能马桶。在今天的《邵恒头条》中，我就来给你介绍一下这个新奇的科研成果。

友情提醒一下，如果你此刻在吃饭，最好换个时间听这期节目。

说到智能马桶，我们想象的，可能是那种可以自动冲水、清洗、吹风、带热坐垫的马桶。但是我这里说的智能马桶，功能更先进。公众号“大数据文摘”在去年就介绍过一款实验性的产品，是日本一个建材公司研发的一款智能马桶。这款马桶里安装了传感摄像头，能在使用者排便的时候，抓捕粪便的图像，然后识别形状、大小、状态等等。

但这款马桶的功能还是比较基础的，而斯坦福研发的智能马桶，就是升级版了。

确切地说，这是一个马桶圈，能被安装到现有马桶的座椅上。这个马桶圈能做尿液检测、粪便检测，甚至可以识别卫生纸上的排泄物状态。

具体怎么操作呢？

马桶盖自带传感器和摄像头。举个例子来说，当一个人排尿的时候，这个马桶圈上有一个红外传感器能自动感应，让马桶圈内置的试纸弹出来。一旦试纸浸湿，就会被抽回马桶盖里面，这时候，摄像头就会采集试纸的图像，对尿液进行分析。

类似的，粪便分析也是靠图像识别。马桶圈上安装了压力传感器，使用者一坐下，就会自动激活一个摄像头，注意，这个摄像头是冲着马桶池子里的，能记录池子里的变化：从开始排泄，一直到把卫生纸扔进马桶，或者站起来冲水，整个过程都能被记录下来。

那么收集到的图像，会被用来做什么样的分析呢？

前期，斯坦福的团队向志愿者收集了12000多张排泄物的图像，运用卷积神经网络的人工智能算法对图像进行了分析。经过训练的算法，能按照专业的医学分类，识别出7种粪便状态，包括一种正常状态、两种便秘状态、三种腹泻状态。

而且，这个智能马桶设备还可以对粪便的生物特征进行采集分析，比如说白细胞数量、蛋白质含量等等。

那你可以想象一下，未来如果这个马桶的检测足够先进，每家每户有一个，那我们以后做便检、尿检，可能就不需要去医院了。

不过，到这还没说到最有趣的地方。斯坦福的这个研究，最有趣之处还不在于识别粪便，而是在于，科学家找到了一种识别每个人身份的新方法。

你想啊，如果以后每个家庭都有一个智能马桶，是不是必然会遇到一个问题，就是一个马桶，一家人共用。那研究者怎么能判断，哪份粪便样本属于谁呢？

如果这个问题解决不了，即便研发出了智能马桶，也只能一人用一个，利用率低；或者靠使用者自己汇报，但这样又难免出现误差。

而这回，斯坦福大学的研究人员想到了两个巧妙的方法来解决这个问题。

第一个方法比较直接，就是在冲水的按钮上安装一个指纹识别器。上完厕所，按冲水按钮的时候，身份就被识别出来了。这个方案也特别好执行，研究人员从亚马逊花了不到20美元买了个指纹识别器就搞定了。

但这个方案也有漏洞，就是在有些情况下，的确可能会有人忘记冲马桶。于是研究人员想了另外一个方案。

他们发现，每个人的肛门都有35-37个褶皱，而且褶皱形成的纹路各不相同。

也就是说，这些纹路就像指纹一样，每个人的都独一无二。如果有足够的数据，它们也能用来识别每个人的身份。研究人员还给这些褶皱起了一个名字，叫做Analprint，翻译过来就是肛纹，跟指纹对应。

前面我们说，马桶圈自带摄像头——摄像头的其中一项功能，就是记录和识别使用者的肛纹。

我知道，这项研究听到这，你肯定会觉得有点难以置信——这些科学家是不是闲得没事干？这真的是一个严肃的研究吗？

没错，这真的是一个严肃的研究。这项研究成果在4月初发表在《自然》杂志的生物医学工程子刊上。背后的科学家，来自于斯坦福大学放射科学系系主任的实验室，这位系主任还同时负责斯坦福癌症早期筛查中心的工作。

之所以做这份研究，是因为他们认为，目前那些用来长期监测人体健康的科技，比如说智能手环、手表，产生的数据还没有哪些真的有临床意义，或者跟临床上的检测流程进行有效的结合。他们希望，这款智能马桶采集到的数据，能让医生对一些特殊患者群体的健康状况进行长期检测，比如行动不便的老年人，或者有慢性病的病人。

而且，斯坦福大学的医学院本来就有一项“精准医疗”的项目，这个项目的目标就是利用高科技，让疾病的预防和治疗能变得高度个性化。研究人员对未来的美好设想是，每个人家里都能有一个个性化的诊断中心，而智能马桶只是其中的一部分。

当然，这份研究目前还处于非常早期的阶段，如果你想拥有实验里那样的智能马桶，估计还要等上好多年。

因为，这个研究有一个特别大的瓶颈是数据量少。

你想啊，有多少人愿意在自己如厕的时候暴露隐私呢？即便斯坦福大学有极其严格的伦理规定，即便研究团队也承诺，采集的数据将会全部加密，但参与者仍然在两位数而已。

从这个细节你也能看出，这方面的研究依然“任重道远”。

好，斯坦福研发的智能马桶就给你介绍到这了。

其实，最开始我去看这项研究，纯粹是抱着猎奇的心态，想看看科学家的脑洞到底有多大。但看着看着我意识到，驱动这个实验的其实不是脑洞，而是每个人都有的一种本能，就是想要了解自我、解构自我的愿望。

很多最前沿的科学领域其实满足的就是这层需求——比如脑机接口、人工智能，是为了能打开“人脑”这个黑盒子，看看里面有什么，甚至复制一个一模一样的。

基因检测、基因编辑、生物工程等等，是要打开人身体的黑盒子；心理学、管理学等等，是要打开“人性”的黑盒子。为了了解自己，我们真的是无所不用其极，乐意发挥一切的聪明才智。从这个角度看，就丝毫不难理解，为什么会有科学家花这么大工夫做智能马桶的研究了。

好了，这就是今天的《邵恒头条》。我是邵恒，我们明天见。

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