察颜观色的植物机器人

时间:2022-08-27 02:50:20

察颜观色的植物机器人

美国麻省理工学院机器生命研究小组(Robotic Life Group)研制出了能够觉察周围环境变化和人类活动的机器植物,它们还可以根据这些变化做出反应,比如移动花瓣、改变颜色、调整茎和花的朝向。机器植物的这些特性让它们可以和人类交流。藏在花朵下面的电容感受器可以探测到人们伸过来的手,并发出信号让植物后退,同时改变颜色。

“优雅、精细的机器植物是未来的机器人的原型,它们可以与人在智力和情感上进行交流,形成和谐的互动。”研究小组的负责人辛西娅• 布莱齐说。他们试图设计出兼具动物和机器人的特性的“机器生命”。

到火星住蚂蚁窝

在人类真正踏足火星之前,首先需要寻找安全的驻扎地点,并建设可供人居住的建筑物。最近,德国研究人员正在研发一种微型机器人――机器蚂蚁,也许可以担任“先行官”的角色。德国卡尔斯鲁厄大学的机器人学研究人员马尔科• 齐曼斯基说:“现在我们知道火星上有水和尘埃,因此机器蚂蚁盖房子只需要一些黏合剂。”研发中的机器蚂蚁最大的比1元硬币稍大,最小的长度仅为3 毫米。它们可以通过红外线进行相互沟通,协力完成不同的任务。一个机器蚂蚁出现故障或者受到损坏,同伴立刻会接替它的工作。动物世界中分工合作程度很高的蚂蚁和蜜蜂显然是这一发明的灵感来源,只是不知道机器蚂蚁造出来的房子像不像蚂蚁窝。这项研究由欧盟资助,目标是研制群体性的小型智能自主机器人。现在关键问题在于,如何解决能量有限和处理能力有限这两大挑战,并实现这种微型机器人的批量生产。

夜色下的水中舞蹈

科学家们很早就知道,飞旋海豚是非常具有团队合作精神的动物。但是最近,俄勒冈州立大学和夏威夷大学的研究者利用先进的声学技术发现,飞旋海豚在围攻猎物时周密协作的复杂程度远远超过了人们的想象。

一群海豚找到猎物以后会围成一圈,并逐渐缩小包围圈,使被困的猎物惊慌失措。这时,位置相对的海豚轮流两两进入圈中进食15 秒,然后返回原位,换下一对同伴享受美餐。大家都吃过两轮以后,它们会保持队形,一起升出海面换气,然后再次潜入水中开始新一轮的饕餮盛宴。令科学家感到惊奇的是,夜间在水下几米深处,海豚根本无法看到猎物或者同伴,相互配合却如此默契,整个过程有如精心编排的舞蹈。

科学家分析,由于海豚体型较小,无法像鲸鱼那样一口吞食大量猎物,它们只有集体行动,才能以最少的体力代价最大限度地获得食物补给。该研究成果发表在美国声学协会的杂志上。

全麦食品可减少心力衰竭风险

中国目前约有400 万人患有心力衰竭,每年20 万人因此死亡。导致心力衰竭有多种原因,包括冠心病、肥胖症、糖尿病等,但饮食结构也起着至关重要的作用。最近美国北卡罗莱纳大学的研究人员进行了一项调查,研究者们对1.4 万名参加者进行了长达13 年的跟踪观察,发现每多摄入一份全麦食物,心力衰竭风险降低8%,而每多摄入一份蛋类或高脂奶制品,风险分别增加23%、8%。其他各类食物对此并无直接影响。但专家们也提醒说,不能盲目地大量增加全麦食物,均衡摄入,合理膳食才是健康之道。

研究成果已发表在美国饮食协会期刊上。

桔子皮治污水

工业污水往往含有高度鲜艳的色彩,这也是环境污染最大的问题之一,这些五颜六色的废水会阻挡阳光的照射,使水底植物无法进行光合作用。不过来自阿尔及利亚的研究人员发现一种很简单解决方法――橘子皮!研究带头人贝妮沙在实验室中发现,每克的橘子皮能够吸收40 ~70 毫克不等的4 种酸性染料(Nylosane Blue, Erionyl Yellow, Nylomine Red, Erionyl Red)。吸收时间与受测染料起始浓度有关,也和特殊染料的化学结构有关,吸收的最佳温度为摄氏 25 度。以橘子皮为原料的染料吸收剂,成本低廉,可以处理的浓度范围相当的宽,为替代昂贵的传统吸附材料提供了一个极佳的选择。

新款月球概念车

美国国家航空和航天局(NASA)10 月24 日向外界公布了正在接受测试的新一代月球探索车。宇航员在这种月球车中无需穿着宇航服。

NASA 当天展示探索车的地点,有意选在地表类似月球的亚利桑那州布莱克波因特。NASA 希望在2020 年开展探月计划时,这种车辆能载着宇航员在月球表面纵横驰骋。

NASA 月球车项目经理道格• 克雷格说,这种新一代月球探索车最高时速可达10 千米。它以1970 年代“阿波罗”飞船登月时宇航员驾驶的月球车为原型,但最大改进在于其为全密封结构,内部加压加温,宇航员不用穿着宇航服便可坐在皮质座椅上舒适驾驶。

曾4 次乘坐航天飞机上天的宇航员迈克• 格恩哈特说:“你只需要在出舱采集样本时穿宇航服。”克雷格说,宇航员能驾驶这种月球车在外连续开展两星期的探索,行程可达近千千米。

水银污染引发心脑血管病

马德里自治大学的一个研究小组发现,水银可能是造成心脑血管疾病的又一重要因素。研究数据表明,即使只有低剂量的水银进入人体,也会对动脉功能产生不利影响,继而增加心脑血管疾病的风险,其危害堪比高血压、糖尿病和高胆固醇三大心脑血管疾病的诱因。研究者还发现,若水银长期参与人体血液循环,还会导致动脉内皮功能障碍。在治疗中使用水银,如牙医使用的水银蒸汽,会引发氧化应激,血管将因为一氧化氮失衡而减少舒张,过度收缩。研究者称,目前人体内的水银,还有可能是由于食用了受到污染的鱼。

给动物做针灸

中国人发明了针灸,西方人用它治疗宠物,他们认为动物的经络与人相似。在美国弗吉尼亚理工大学下属的马里兰地区兽医学院,大型动物临床医学系教授马克• 克里斯曼博士为马进行针灸治疗已有10 年之久,他现在也指导有志于此的医师考取执照。对大型动物和小型动物都可以采用针灸治疗的方法。和西医相比,针灸安全无痛,对多种病症,包括皮肤病、肌肉骨骼损伤、神经问题等,均有显著疗效。

最近刚取得兽医针灸医师执照的比费利• 普斯韦尔博士说:“针灸当然不能代替传统的兽医治疗,但是对于我们现行的疗法是很好的补充。”

而在弗吉尼亚大学的小型动物临床医学系,贝斯• 皮尔斯博士认为针灸对小型动物十分有效:“我们主要用针灸来治疗小型动物的疼痛和骨关节炎。”

克隆让死去的老鼠“复活”

日本科学家日前称,他们最近成功地进行了一次克隆实验,使得一只死亡并冷冻长达16 年的老鼠“复活”。这是科学家们首次成功克隆存放如此长时间的冷冻动物,这一技术未来将有望使得猛犸象和剑齿虎等早已灭绝的动物重新复活。

日本神户发育生物学研究中心的科学家们近日完成了冷冻死亡老鼠的克隆实验,他们克隆了老鼠的细胞,并培育出一只新的老鼠。科学家们宣称他们的研究成果将能够造福人类,还可以让一些早已灭绝的动物,比如恐龙和剑齿虎等复活。但克隆实验却受到了道德卫道士们的批评与指责,实验结果令他们惶惶不安。批评者认为,随着这一实验的成功,人类克隆已近在咫尺,也许只是时间问题。如果有人愿意将死亡的亲戚复活,就可以把其尸体冰冻储藏起来以待克隆。这将可能导致产生一个恐怖的新行业――克隆行业。人们只要把遗体冰冻起来,就有希望有朝一日通过克隆复活。也许克隆人还可以拥有完整的回忆,也许可以克隆出一个除了外表不同其他完全相同的个体。

细菌侵蚀古老建筑

通常我们都认为,是岁月的流逝、风雨的侵蚀和污染的影响,使得建筑老化。但细菌竟然也是罪魁之一。细菌的生命活动改变了建筑材料的性能,在这种生物腐蚀的作用下,历经沧桑的墙体往往都变得斑驳褪色。

过去10 多年来,微生物学家和文物保护者一直致力于研究古代遗迹和教堂的壁画所受到的生物腐蚀和微生物侵蚀。在大多数老化建筑中都发现了红色杆菌家族,但只发现了其中3种,均为耐热细菌。

西班牙赛维亚自然资源和农业生物研究院的莱昂尼娜•莱斯和她的小组成员一起研究了3 处出现明显生物腐蚀的遗迹,发现了5 种新的、活跃于常温下的红色杆菌菌种,并推断有部分参与了风化过程。他们将其中两种细菌带回实验室,分别隔离养殖在岩石上,以模拟重现生物腐蚀的过程。红色杆菌细胞形成细菌粘膜,在加热后被剥离岩石时,也同时带走了岩石的矿物粒子,造成岩石损伤。这一系列过程完全体现在生物腐蚀的过程中,印证了之前的推断。

巨型水库构建新生态

随着2006 年5 月三峡大坝的竣工,“高峡出平湖”的宏伟梦想最终化为现实。不少人担心这一工程会带来负面环境效应,但俄亥俄州立大学的环境和自然资源教授威廉• 密什却说,大家都需要冲破思维定势,并表示“有机会设法充分利用空前的水位涨落,带来新的生态系统环境。”

低水位的时候,在这座巨型水库的周围建立梯形池塘和湿地,从而在水退去的时候保持水分,并减少脉冲河流系统导致的营养损失。在商业上最可行的是庞大的渔网系统,可在洪水季节的末期随着水位下降时用来捕鱼。在夏季,该河流系统及其附近的滩涂可为水鸟和其他涉禽提供理想的栖息地。

“这将是一大片水域,但是目前我们只知道它代表了一个吸引人的生态情况,”密什说:“更吸引人的将是了解人们如何适应它。”

金属元素构成生命基本模块

生命的基本模块是如何构建组合的?研究小组的负责人尼格尔• 罗宾逊教授在发表于《自然》的文章中提出一种(机体基本元素构建的)机制,那就是特定的金属元素构建特定的蛋白。生命体无论是微生物、植物,还是人类都是由数百万计的原子有机组合在一起的。这些原子所包括的诸如铜、锰在内的金属在蛋白质内发挥催化剂作用。蛋白质包绕金属原子。研究组研究确定铜蛋白和锰蛋白均包绕着对应的金属原子。蛋白包绕发生在细胞体内的不同区域,在这些区域包含不同的金属。例如,蓝绿藻在执行生理功能的过程中,铜蛋白对可用的金属铜进行包绕发生在细胞外的细胞外基质,而锰蛋白对锰原子的包绕是在细胞质内进行的。这一发现刷新了以前较为普遍的观点――认为被包绕的金属就是那些最能吸引蛋白的金属。

彗星意外爆发的秘密

2007 年Holmes 彗星意外爆发,全球的专家和天好者都将自己手中的望远镜对准了这一壮丽的奇观。但时至今日,大家仍不清楚它突然爆发背后的原因。

最近,通过天文望远镜Spitzer 观察到的线索,让加州理工学院NASA 科学研究中心的比尔• 瑞奇对Holmes 彗星内部有了更多了解。

首先,通过望远镜观测到大量硅酸盐微粒。这是十分罕见的,因为彗尘是十分敏感的,很容易被破坏。瑞奇推测,这些微粒是彗核内部较大粒子毁灭时剧烈活动的结果。今年3 月再次观测时,硅酸盐微粒已经完全消失,只剩下较大的粒子。其次,Spitzer 观测到的Holmes 彗尾流光,从2007年爆发后到2008 年3 月,都未随着太阳照射角度的变化而改变。

对Holmes 的探索已持续了116 年,但Spitzer 获得的独一无二的珍贵资料,让人类距离揭开它的奥秘又近了一步。

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