一周图说 | 纳米机器人追踪大脑活动,极美透明章鱼深海遨游
2021-07-18
WLA上海中心
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罕见:深海发现幽灵般透明章鱼

  自上月以来,来自施密特海洋研究所(Schmidt Ocean Institute)的研究人员在靠近基里巴斯以东的菲尼克斯群岛(Phoenix Islands)附近的太平洋深处进行考察,发现了罕见的足类动物:玻璃章鱼(Vitreledonella richardi)。其不透明结构仅有眼球、视神经和消化道。这种幽灵般优美的奇迹生物,自1918年来就已为科学界所知,但对它们的研究很难展开,因为它生活在开阔的海洋深处。以前对这种生物的研究仅限于分析从捕食者内脏中提取的标本。

  菲尼克斯群岛偏远,几乎无人居住,也是世界上最大的海洋珊瑚生态系统之一,包含了许多水下山地栖息地,那里生活着各种各样的生物。本次考察耗费了34天,该研究所的水下机器人SuBastian进行了超过182小时的探索。研究人员认为,对这些深海生物的研究,改变了人们对生物如何在海中生活、相互作用以及它们如何维持深海生物多样性的看法,这样的探险将告诉世人,为什么我们需要加大努力来恢复和更好地了解世界各地的海洋生态系统,因为始于海洋的巨大生命链对人类的健康和福祉至关重要。

优美的玻璃章鱼 图 | Schmidt Ocean Institute

 

农场机器人:将形成未来农业的两个极端

  农业经济学家托马斯·道姆(Thomas Daum)指出,农场机器人不再是科幻小说中的造物,它们已经出现,将为未来农业、环境创造两个可能的极端(或称进化)。这篇科学与社会的文章发表于7月13日的《生态趋势》(Trends in Ecology & Evolution)杂志上。

  未来的两个极端,一个是乌托邦,一群小型利用可持续能源的智能机器人——目前已有相关的研究,将与自然和谐相处,生产多样化的有机作物,保护生物多样性。而另一个是反乌托邦,即大型拖拉机式机器人通过重型机械和人工化学品控制土地和环境,培养的是大面积的单一作物。前者更适合出现在以家庭农场为主的区域,后者则需要大型制造商、大型农场的支持。道姆认为,尽管目前看来反乌托邦式的未来更有可能出现,但如果政府和社会能够积极行动,乌托邦式的未来还是有希望的。

乌托邦式机器人农场
图 | Natalis Lorenz

 

第一座3D打印钢桥投入使用

  7月15日,第一座3D打印的钢桥在荷兰阿姆斯特丹投入使用。长12米重4500公斤的MX3D桥使用4个工业机器人、花费6个月时间打印完成。在Oudezijds Achterburgwal运河上安装完毕后,已向行人和自行车骑手开放。

  桥上放置了十多个传感器,当行人走过、天气变化时,能监测桥结构的应变、运动、振动和温度。这些数据将输入桥的数字模型,工程师将利用模型研究独特材料的属性,使用机器学习识别数据中可能指示需要进行维护的变化。他们希望这有助于设计更大更复杂的3D打印项目。

位于阿姆斯特丹的首座3D打印钢桥
图 | Adriaan De Groot

 

科幻变现实,注射微型机器人来追踪大脑活动

  来自加州大学圣克鲁斯分校(University of California, Santa Cruz)的研究人员表示,他们已经研发出一款纳米级传感器,可以注射到体内,利用光线无创地追踪大脑活动。这种方法有朝一日可以提供一种新的方式来研究大脑或评估病人的大脑功能,而不需要进行手术或植入设备。他们将这项技术命名为NeuroSWARM3。

  该方法涉及将工程化的电-等离子体纳米粒子(尺寸与病毒颗粒相当)通过注射等方式进入人体,并引入大脑,将神经元之间相互传递信息的电信号转化为光信号,从而可以用身体外的光学探测器跟踪大脑活动,例如与思维、记忆、运动相关的活动。研究人员表示,NeuroSWARM3将使身体残疾的人能够有效地与外部世界互动,并控制可穿戴的外骨骼技术以克服身体的限制;它还可以挑出神经疾病的早期特征。尽管这项新技术刚刚开始,但研究人员认为这是一个良好的开始。

无创的大脑活动追踪技术来临
图 | Unsplash

 

无所不用其极:指尖出汗也能发电

  手汗也能拿来发电,而且效率极高,不用运动、甚至在你睡觉时也能发电。这项研究被发表于7月13日的《焦耳》(Joule)杂志。

  迄今为止,该设备是有史以来发明的最高效的身体能量收集器,在 10 小时的睡眠期间无需任何机械能输入,每平方厘米可产生 300 毫焦耳 (mJ) 的能量,并且只需按一下,一根手指即可额外产生 30 毫焦耳 (mJ) 的能量。作者表示,该设备代表了可自我维持的可穿戴电子产品向前迈出的重要一步。

贴在手指肚上的能量收集器 图 | Lu Yin

 

【参考资料】

1.https://phys.org/news/2021-07-farm-robots-future.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter
2.https://www.independent.co.uk/news/science/glass-octopus-transparent-pacific-ocean-b1882903.html
3.https://www.newscientist.com/article/2283934-worlds-first-3d-printed-steel-bridge-opens-in-amsterdam/
4.https://phys.org/news/2021-07-tiny-sensors-brain-surgery-implants.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter
5.https://phys.org/news/2021-07-device-harvests-power-sweaty-fingertips.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter

 

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