去年3月中旬，当斯坦福大学的研究人员准备在流行病恶化之际关闭实验室时，每个实验室都面临着一系列独特的挑战:
生物学家杰西卡·费尔德曼(Jessica Feldman)对她的C. elegans蠕虫进行了评估，确定了可以完成的实验的优先顺序，并将剩下的蠕虫冷冻起来。
物理学家大卫·戈德哈伯-戈登(David Goldhaber-Gordon)必须决定如何使用他团队的低温恒温器，这是一种功能强大但复杂的仪器，用于在接近绝对零度的温度下进行实验，需要亲自维护以保证其安全运行。
地质科学家埃里克·斯珀林(Erik Sperling)和他的实验室忙于完成正在进行的实验。
发展心理学家Hyowon Gweon的实验室几周前已经停止了所有的面对面实验，但现在第一次面临着将实验转变为纯在线研究的艰巨任务。
“你可以想象，当一切都关闭时，我们有多恐慌，”人文与科学学院(School of Humanities and Sciences)心理学副教授格温说。“我们怀疑这种情况会持续一段时间——尽管我们没想到会持续这么长时间——所以我们重组了实验室，在网上进行研究。感觉就像重新建造了一个实验室。”
“我们一直工作到最后，”Sperling说，他是地球、能源和环境科学学院的地质科学助理教授。“实验室里的大多数人过渡得还好，因为他们有论文要写和修改，但有一些人是新来的，他们更受关闭的伤害。”
博士后学者玛丽亚·萨利在杰西卡·费尔德曼实验室的显微镜下。Joe Finney是David Goldhaber-Gordon’s实验室的一名研究生，她正在冷却一块晶体。研究助理Jessa Stegall进行了一项虚拟研究，探究孩子们对赞美的理解。塞西莉亚·恩德里加(Cecilia Endriga)正在提取3.75亿年前的页岩(现在是岩石的古代沉积物)中的硫化物，以确定当时水柱中存在多少氧气。图片来源:安德鲁他
博士后学者Maria金合欢属植物和詹姆斯·弗格森工作在拐角处从对方在实验室为了遵守社会距离协议在费尔德曼lab. 图片来源:安德鲁•他
康妮Hsueh goldhaber – gordon的研究生实验室,在实验室的一个定制的探针。这些设备正在被定制，以实现在超低温下测量纳米结构中的电子。图像来源:安德鲁·布罗德黑德全屏
这一切都发生在大学所谓的研究恢复过程的“0阶段”——最严格的操作条件。在第0阶段，只有获得批准的人才可以进入校园实验室和研究空间，并且只能用于获得批准的基本研究功能，如紧急COVID-19研究、某些医学研究和必要的实验室设备维护。
斯坦福大学目前处于研究恢复的第二阶段，允许更多的实验室进入。一些同事可以亲眼看到对方，但他们仍然在想象的6英尺高的气泡内谨慎移动，必须定期接受COVID-19检测，并在执行任务时穿戴个人防护装备。而且，随着我们再次经历感染的激增，管理人员正在敦促该社区继续谨慎和深思熟虑地工作，以确保研究的安全进行。
当然，与此同时，对包容和公平的呼吁也在重新和放大，特别是在涉及反黑人种族主义时。“希望我们的应对社会正义,我们就不会强烈如果没有大流行,并找出公平最小化方法对最弱势群体的影响,“goldhaber – gordon说,物理学院的人文和科学教授,他是一个创始成员的平等和包容委员会在物理系。
大流行期间学到的教训可能会永久地改变斯坦福大学的科学研究方式。一些研究人员已经把他们的工作推向了在就地庇护期间变得更加紧迫的方向。有些人已经学会了用更大的同理心和同情心来管理实验室的新方法。其他实验室也将在疫情结束后配备新的虚拟能力和共享资源，加快发现速度，扩大他们的研究可访问性，并加强他们的个人互动。
移动在线
由于她对新型冠状病毒的消息反应迅速，Gweon的在线实验在一个月内重新启动并运行。她的实验室将他们所学到的困难教训提炼成指导方针，然后发表出来，帮助其他发展心理学家进行虚拟的转变。Gweon说:“那是一段压力很大的时期，但我的实验室成员们都非常棒。”“我们举办了一次网络研讨会，并分享了我们开发的所有材料——比如研究人员和家长的手册——因为我们希望其他实验室能节省他们从零开始创建这些材料的时间和精力，并更快、更容易地过渡到在线研究。”
特蕾莎·加西亚(Teresa Garcia)是斯坦福大学Hyowon Gweon实验室的一名实验室经理，她在一名年轻参与者中进行了一项虚拟研究，调查儿童是如何对速度、距离和难度等概念进行推理的。(图片来源:安德鲁·布罗德黑德)
她的团队还帮助推出了一个名为“儿童帮助科学”的网站，将研究人员与潜在的虚拟研究参与者联系起来。Gweon注意到，家庭似乎比以往任何时候都更渴望参与其中。
Gweon实验室目前正在进行12项在线研究。虽然他们计划最终恢复面对面的研究，但Gweon预计在线实验将成为她研究的永久固定项目。Gweon说:“我们在一开始花这么多时间和精力的部分原因是，我们不希望这是一个临时的事情。”“它还帮助我们为发展研究的发展方向、我们可以研究什么以及如何研究创造了一个远景。”
斯珀林实验室的成员进行虚拟化的机会更少。在研究环境如何随时间变化及其对动物的影响时，他们的工作需要野外工作和实验室分析相结合。例如，默里·邓肯(Murray Duncan)是斯珀林实验室的博士后学者，他被迫取消了他在加拿大海岸的实地考察工作，该工作的特点是使用移动实验水族馆来评估海洋生物对温度变化的反应。然而，值得赞扬的是，邓肯仍然在他的车库里建造了一个这种鱼缸的版本，他正在用它来研究紫海胆和红鲍鱼。
博士后学者默里·邓肯(Erik Sperling实验室的成员)在自家车库中建造的实验水族馆。通过这个系统，他可以在控制水温的同时测量生物体的耗氧量。邓肯正在研究紫海胆和红鲍鱼。(图片来源:Murray Duncan)
需要也促进了费尔德曼小组的发明。为了进行监控，费尔德曼实验室的一对夫妇把旧手机改装成现场直播他们氮气制冷冰箱的温度。该小组还将每周的会议次数增加了一倍(实际上)，以帮助实验室成员保持联系，并提供相互检查的机会。
然而，研究人员说，无论交流的种类和频率如何，虚拟实验室的生活和真实的生活是不一样的。一个相当大的不同之处在于失去了偶然的互动——当学生经过你的办公室时，把他们拉进来快速地聊一聊;因为你在显微镜前有空闲时间，就测试你的直觉;或者在喝咖啡时与同事促发合作。疫情爆发之际，正值针对反黑人种族主义的全国社会正义清算、几次自然灾害以及有争议的总统选举和过渡，这也让一切变得更加具有挑战性。
“我们除了时间什么都没有，我们认为这意味着我们在其他方面仍然会非常多产，”Goldhaber-Gordon说。不过，这是一个盲点，因为它没有意识到这种情况的严重心理负担。不管人们面临的是具体的困难还是存在的恐惧，我认为每个人都有自己的感受，这种损失不能简单地归结为我们有多少时间或者没有多少时间。”
纯粹从出版的角度来看，这可能是斯珀林职业生涯中最多产的时期，但这是由于幸运的时机对他的实验室的项目。尽管他很难专注于工作而回家,他喜欢阅读纸质报纸在咖啡店远离他的手机和电脑,他的团队发表了大量科学论文在最近几个月,因为他的许多学生已经或接近他们的毕业论文阶段工作大流行开始时。斯珀林说，虽然他实验室的出版成果值得庆祝，但并没有准确反映今年的艰难程度。
“当我们第一次进入封锁状态时，很多时间都花在谈论人们的个人情况，至少试着倾听，即使我经常无法提供更多帮助，”他补充说。“这并不一定是你作为科学家所要接受的训练。”
在去年秋天一场有关研究的校园对话中，副教务长兼研究主任凯瑟琳·“卡姆”·莫勒(Kathryn“Kam”Moler)鼓励人们倡导自己的需求，并帮助同事和同事。
“这是一个非常重要的时刻，学习如何与他人合作，以确保研究小组中的每个人都得到了他们需要的东西，”Moler告诉观众。“最终，在互相帮助和保护彼此安全方面，每个人都扮演着不可替代的角色。老实说，这还不够。人们现在背负着非常、非常沉重的负担。”
为了帮助减轻一些负担，Moler的办公室建立了两个(虚拟的)研究连续性委员会——一个为学术机构，一个为操作机构——以响应最初的临时避难所命令。这些组织一直在帮助制定个人研究的政策，并告知大学返校和实地工作的优先事项。
“有这么多人站出来提供帮助，这真是太棒了，”莫勒说。他也是人文与科学学院(School of Humanities and Sciences)物理学和应用物理学教授。“员工一直在加班，当我们要求教师加入这些委员会时，几乎每个人都同意了，你通常不会得到这样的回应。这也很有价值，人们一直在遵循正确的流程和程序。”
加大
过程和程序一直是返回实验室工作的核心。当费尔德曼第一次能够恢复研究时，实验室里一次只能有一个人。这个限制逐渐增加到每天两个人，现在大约是每个实验室一个人。根据目前的指导方针，实验室每125平方英尺的实验室空间最多只能容纳一个人(有一些特殊的例外)，费尔德曼使用轮班制来遵守规定。
“我的一个博士后曾在麻省理工学院的一家酒吧工作，所以她在我们的在线日历上有一个轮班工作的小技巧，”人文与科学学院(School of Humanities and Sciences)生物学助理教授费尔德曼说。“这只是我的实验室成员在应对这种流行病方面做得非常出色的一个例子。”
考虑到持续的社交距离要求，费尔德曼实验室的成员还安装了一个可移动的网络摄像头，这样他们就可以远程培训同事使用新设备。限制物理距离同样通知goldhaber – gordon决定保持低温恒温器运行:气候变暖需要两个人,每周重复访问的跨度,而维护所需的冷却只有一个人——大学特别许可——氮每隔几天给它。
在“就地掩体”中，戈德哈伯-戈登实验室一直在继续一些实验工作，使用第二个低温恒温器，这个低温恒温器碰巧已经安装好了，这样测量就可以被控制，结果也可以在互联网上报告。随着实验室容量限制的增加，Goldhaber-Gordon花了大量的时间研究他的特定实验室的最佳安全程序，关注他们使用的面罩和空气循环系统等细节。
他说:“当我第一次设计我的实验室时，我学到了更多关于浇筑混凝土、空调和电力的知识，这是我从未想过的。”“现在我在一个新的背景下再次这么做，我认为如果我们有一种方法在校园内分享我们的解决方案将会很好——同时也认识到我们不是专家。”
目前只有一名学生一直在使用斯珀林实验室。该实验室的研究可能无法达到大流行前的水平，直到其成员重新安排他们在育空地区和西北地区的实地工作，这本来是该实验室下一组研究的基础。
“我们打算在育空和努勒维特北极群岛启动一个新项目。这次旅行已经筹备了10年了。”作为一名地质学家，在野外工作前做些关于新岩石的白日梦并阅读相关书籍是其乐趣之一，而我在大流行期间还没有这样做过。”
目前，所有由大学赞助的旅行暂停，直至另行通知，实地研究也受到严格限制。
拥抱新的工具和资源
斯坦福大学的研究人员实施了一些权宜之计，在大流行期间保持实验室的功能，在某些情况下，这些权宜之计可能成为永久性的，成为未来混合虚拟实验和个人实验的混合实验室的基础。
例如，Goldhaber-Gordon计划将第二套低温恒温器改为可选的远程操作，并对现有的远程控制低温恒温器进行修改，以同时进行更多的测量。他还将改变低温恒温器的冷却系统，使其成为一个封闭的循环系统，保存氦(一种日益减少的自然资源)，每周节省资金和学生的努力，并便于远程操作。
戈尔德哈伯-戈登说:“实际上，我们在大流行之前就开始了这些项目。“现在，它们都比我们想象的更具挑战性。部分原因是你永远猜不到事情会有多复杂，部分原因是目前对学生在近距离工作的限制。”
Gweon新的虚拟实验不仅为她的实验室和其他发展心理学家提供了一条生命线，而且展望未来，它们开辟了研究机会，使科学更具包容性。
Gweon说:“通过将研究成果放到网上，人们可以从任何地方参与进来。”“它帮助我们招募到更大、更多样化的参与者群体——不那么受地域或社会经济地位的限制。它使我们的结论更加有力，让我们能够解决以前无法回答的问题。”
甚至在大流行之前，斯坦福大学就已经启动了增加资源和设施使用的计划，这是斯坦福大学长期愿景的一部分。这些战略平台提供共享的设施和资源，包括专业知识和资金，以支持跨学科研究。
“鉴于这种流行病，我认为有更深层次的理解，在现代世界，给研究人员提供他们需要灵活的工具是非常重要的，”Moler说。“我们希望让他们有可能在不花数年时间为新设备撰写提案的情况下实现这个转变。”
回到正常
试图要注意谁仍然是研究关闭不成比例的影响方面,硅藻土等研究领导人强调需要继续优先考虑奖学金,事业和幸福的学员(包括学生和博士后学者)和早期的职业生涯——研究人员经常有年轻家庭,添加发布压力和,在某些情况下,更稳定的资金来源。为了解决这个问题，委员会目前正在制定一份路线图，重点是将更多的研究人员和学者带回校园(根据州和县的指导意见)，以及非必要研究的人类受试者。
”没有简单的解决方案,现在我们面临的挑战,但我们正在努力做我们能确保有方法让人们分享他们的问题,所以很多人都做了如此多的好工作来保持我们的社区安全、保持研究向前发展,“硅藻土说。“这是非常艰难的一年，但我仍然认为研究的未来是光明的。”
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