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机器人
wanwan(42055)
发表于2022年04月28日 15时25分 星期四
来自人猿泰山之智斗恐龙
过去十年,我们目睹了各异的弹跳机器人。除少数例外,这些机器人都希望在生物学中找到设计和功能的灵感。因为自然界充满了令人难以置信的弹跳动物,将它们的能力放到机器人身上似乎是一个合理的追求——机器人尝试过模仿蚂蚁、青蛙、鸟类和婴猴等生物的动作,偶尔以某些特定的方式获得成功。少数没有使用这种仿生方法的例外包括利用压缩气体甚至是炸药之类,让机器人以动物无法实现的方式跳跃。这些机器人的表现令人印象深刻,至少部分是由于它们的跳跃技术没有完全融入生物模型中,而这些生物模型往往会受到非跳跃因素的影响,例如多功能性。对于加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)和迪斯尼研究中心的一组机器人专家来说,这就引出了一个简单的问题:如果你想制造一个只是为了跳得尽可能高的机器人,它能跳多高?发表在《自然》期刊上的一篇论文中,他们用一个可以跳到 33 米高的机器人给出了答案,达到了自由女神像眼球位置的高度。

这个弹跳机器人高 30 厘米,重 30 克,对此类机器人而言还是比较重的。它几乎完全由充当弹簧的碳纤维弓以及在张紧时储存能量的橡皮筋制成。机器人的中心部位配备了一个电机、一些电池和一个栓锁机构,这个栓锁机构连接到一根绳子上,而这根绳子连接了机器人的顶部和底部。为了准备弹跳,机器人开启电机旋转,在两分钟的过程中,电机会绞紧绳子将机器人拉扁,并逐渐储存能量到一种荒谬的程度。等到绳子完全上紧,电机会给出一个拉力让栓锁机构放开绳子,在大约 9 毫秒内释放出所有能量,在这段时间内,机器人的速度会从零加速到 28 米/秒。总之该机器人拥有超过 1000 焦耳/公斤的能量,甚至比最好的弹跳生物还要高出一个数量级,轻松击败其他弹跳机器人,比它们高出五倍。
医学
wanwan(42055)
发表于2022年04月28日 14时57分 星期四
来自火车站谜案
当科学家思考微生物在动物物种之间的转移时,我们通常关注“外溢”事件:病原体从动物转移给人类。病原体的传播并不是一条单行道。人类已将导致 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒传染给了野鹿、水貂、圈养大猩猩、宠物狗和猫,以及其他物种的动物。这种从人类传播给动物的感染被通俗地称为生物体的“回流”。这种感染可能会对野生物种以及人类产生重大的影响。病毒可能是研究得最好的回流例子。例如,在 2009 年由 H1N1 病毒引起的猪流感疫情期间,许多不同的动物物种——包括猪和雪貂——被人类感染。出于多种原因,细菌回流可能比病毒更为常见。细菌可以在更广泛的物种中复制,因为它们通常不像病毒一样需要宿主细胞上的物种特异性受体。细菌可能也更擅长在更广泛的动物的粘膜、皮肤上或者肠道内复制,这将促进物种跃迁,例如外溢或回流。当传染性微生物在不同的动物物种中反复复制时,它们在每一个物种中的演化轨迹可能都不尽相同,有可能会产生新的变种,这些变种如果被重新传染给人类,可能会逃避免疫。
通讯
wanwan(42055)
发表于2022年04月28日 14时54分 星期四
来自诺比的微型反重力装置
全球都在斥巨资铺设光纤加快互联网连接速度,但研究人员声称,广泛使用的铜质电话线可实现比目前高出三倍的数据速率——至少在短距离内,且价格只是光纤的一小半。他们提高速度的技术有助于缓解向光纤过渡的压力,并且也可能在使用类似双绞铜线的国家使用。剑桥大学的 Ergin Dinc 和同事表示,几十年以来一直用作电话线的铜双绞线现在重新用于宽带互联网,可以支持比目前使用的频率高五倍的频率,这将大大提高数据传输速率。研究人员发现,在超过了这个上限之后,电线本质上充当了天线,并将传送的任何信号都转换为无线电波,这些无线电波在到达目的地之前就消散了。Dinc 表示:“这些电缆实际上非常古老,是贝尔(Alexander Graham Bell)发明的,从那时起就没有人研究过它们的理论极限。”他和同事表示,他们的发现可能会让靠近光纤的房屋无需花费将光纤铺设入户的费用就获得比目前享受的更高的网速。光纤承载着表示数据的光子组,大量的光子组可以沿着线路一个接一个地发送,不用等待第一组光子到达。今天使用的光纤连接通常以每秒1吉比特的速度运行,但是理论速度可能要高出数千倍。
科技
wanwan(42055)
发表于2022年04月28日 14时48分 星期四
来自布兰尼肯夫人
MIT 工程师开发出像纸一样薄的扬声器,可将任何表面变成有源音频源。这种薄膜扬声器产生的声音失真很小,使用的能量只是传统扬声器的一小部分。研究团队展示的手掌大小的扬声器重量大约相当于一角硬币,无论粘合到什么表面,都可以产生高品质声音。为了实现这些特性,研究人员开创了一种看似简单的制造技术,只需要三个基本步骤,且可以按比例放大,生产出大到足以覆盖汽车内部或者房间墙纸的超薄扬声器。耳机或者音频系统中的典型扬声器利用电流输入通过线圈产生磁场,磁场移动扬声器膜,从而推动其上方的空气产生我们听到的声音。相反,这种新的扬声器利用成形压电材料薄膜简化了扬声器的设计,当施加电压时,薄膜会移动,从而推动其上方的空气并产生声音。他们将他们的薄膜扬声器安装到距离麦克风 30 厘米的墙壁上进行测试,测量并记录以分贝为单位的声压级。当 25 伏的电流以 1 千赫兹(每秒1000次循环的频率)通过该设备时,扬声器会产生 66 分贝的高质量会话级声音。电流频率在 10 千赫兹时,声压级增加到 86 分贝,大致相当于城市交通的音量水平。这种节能设备每平方米扬声器面积只需要大约 100 毫瓦的功率。相比之下,一个普通的家庭扬声器可能要消耗超过1瓦的功率才能在类似的距离上产生相似的声压。