环球科学：印度爆发尼帕病毒，死亡率可达75%；爱迪生可...

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　　· 机器人学 ·

　　能在水上行走的微笑机器人

　　视频来源：原论文

　　人形机器人的设计通常参照人类的运动结构，但由于缺乏骨骼的关键特征，比如可生长性、轻巧而坚固的结构以及能吸收冲击的特性等，这些机器人往往显得很僵硬。据《科学》新闻（Science news）消息，在一项近期发表于《科学·进展》（Science Advances）的研究中，作者设计的机器人GrowHR摒弃了许多机器人骨骼框架中使用的固定杆，而采用了仿生骨骼连杆结构，使其能膨胀至原尺寸的4倍。

　　将这种可生长连杆集成到软体人形机器人中，能够实现动态形状调整。GrowHR最高可达1.36米，不过其高度也可降低36%，宽度可降低 61%，从而能够穿越狭窄空间，挤过缝隙（或装入箱子）。通过将可生长连杆驱动与伺服电机相结合，机器人可以切换到爬行模式，其移动速度比单独使用电机或软体驱动器快1122倍。除了行走、爬行，它还能劈叉，甚至还能使出足够的力气踢足球。GrowHR重量仅4.5千克，轻巧到可以由无人机携带飞行。装上脚蹼后，这款可漂浮的机器人甚至可以以每秒16毫米的速度在水面上“行走”，能够游向溺水者施救。这种轻便的充气设计也意味着，GrowHR的身体非常柔软，可以保证人类与其进行拥抱、跌倒和举起等互动而不会受伤。这项工作开创了一种适用于动态复杂环境的可增长、多功能机器人设计方法。（《科学》新闻）

　　· 古生物学 ·

　　500斤古代巨袋鼠也能跳

　　1月22日，一项发表于《科学报告》（Scientific Reports）的研究指出，现生袋鼠的巨型祖先——此前研究曾预估其可能重达250千克——或许具备短距离爆发性跳跃能力。这一发现挑战了之前的研究结果，即体重超过160千克的巨袋鼠因体重过大，其脚踝无法承受跳跃的力量。

　　研究人员分析了来自63个袋鼠和沙袋鼠物种的94个现代标本和40个化石标本的后肢，其中包括生活在更新世（260万至11700万年前）的已灭绝巨袋鼠种群平面袋鼠（Protemnodon）的成员。对于每个物种，他们使用已发表的估重以及第四跖骨（现代袋鼠用于跳跃的一根细长脚骨）的长度和直径数据，来测算这些袋鼠是否曾能承受跳跃的张力。研究人员随后比较了巨袋鼠与现代袋鼠物种的跟骨结构。他们估算了多大的跟腱才能承受巨袋鼠跳跃所需的力量，并计算了它们的跟骨尺寸是否能容纳这种大小的跟腱。研究显示，所有巨袋鼠物种的跖骨都足够稳健，足以承受跳跃产生的物理应力，而且它们的跟骨足够大，可以容纳满足跳跃需求的跟腱宽度。以上结果表明，所有巨袋鼠的后肢强健度都足以支撑它们跳跃。不过，研究人员认为巨袋的移动方式不太可能全部依赖跳跃，因为它们的庞大体型决定了这对长距离而言非常低效。不过简短快速的跳跃或曾帮助这些巨袋鼠物种逃避捕食者，如已灭绝有袋狮类种群袋狮（Thylacoleo）的成员。

　　· 公共卫生 ·

　　印度爆发尼帕病毒，死亡率可达75%

　　来源：Unsplash+

　　据新华社、澎湃新闻、《独立报》（The Independent）和印度时报（The Times of India）等媒体报道，近期，印度东部的西孟加拉邦，特别是首府加尔各答（Kolkata）附近出现了尼帕病毒（Nipah Virus）感染病例，目前已有5例确诊病例，包括两名护士、一名医生和一名医护人员，部分患者病情危重，部分好转。目前已有近100人被要求居家隔离（约30人正在接受密切监测），还有近200名接触者进行了采样检测。感染者正在加尔各答及周边医院接受治疗，其中一名患者病情危重。

　　据世界卫生组织（WHO）消息，尼帕病毒能攻击人的肺部和大脑，症状包括发烧、头疼、嗜睡、意识模糊和昏迷，感染者的死亡率可达40%～75%，是重点关注病原体。该病毒属于亨尼帕病毒属（Henipavirus），主要由果蝠传染给人类，通常是通过受污染的食物，还可以通过其他动物传染给人类，以及通过人与人的密切接触传播。该病毒无论在何处出现，都可能构成严重的公共卫生威胁。这种病毒从感染到出现症状的潜伏期一般为4天至14天，最长可达45天。目前尚无专门针对尼帕病毒的疫苗和有效疗法。

　　鉴于近期尼帕病毒在印度出现传播风险，泰国（与印度接壤）的清迈国际机场已全面升级对国际入境旅客的健康筛查措施，以加强疫情监测与防控，防范病毒输入风险，措施包括向旅客发放健康提醒卡，提示尼帕病毒的常见症状及异常情况下的联络渠道，同时联合移民部门，加强对旅客出行史的核查，重点关注在过去14至21天内曾到访或途经疫情相关地区的人员。尼泊尔卫生部已下令加强边境口岸和机场的疫情监测。（新华社、澎湃新闻、《独立报》和印度时报）

　　· 材料科学 ·

　　爱迪生可能在白炽灯实验中，无意间制造了石墨烯

　　托马斯·爱迪生与1883年发明的电灯泡。图片来源：Public domain

　　石墨烯是迄今为止已知最薄的材料，由单层碳原子以六边形晶格排列构成。这种结构赋予了它许多独特的性质，使其在实际应用中极具潜力，例如电池、超级电容器、天线、净水器、晶体管、太阳能电池和触摸屏等等。首次在实验室合成石墨烯的物理学家荣获了2010年诺贝尔物理学奖。但据ArsTechnica消息，一篇发表在《ACS纳米》（ACS Nano）的新论文提出，19世纪发明家托马斯·爱迪生（Thomas Edison）可能在一个多世纪前，在他最初进行白炽灯泡实验时，无意中就制造出了石墨烯。

　　爱迪生并非白炽灯概念的发明者；在他之前就已经出现了几种白炽灯。然而，这些白炽灯通常寿命很短，而且需要很高的电流，因此并不适合爱迪生大规模商业化的设想。他尝试了不同的灯丝材料，最终发现碳化竹子是最好的灯丝材料，使用110伏电源时，寿命可达1200小时以上。这项研究的作者重现了爱迪生的实验，他将类似的竹丝灯泡连接到110伏的电源上，每次开启20秒，以迅速将碳基材料加热到2000至3000摄氏度之间。作者注意到碳丝变成了闪亮的银色，拉曼光谱分析显示，部分碳丝已经变成了紊乱层状石墨烯。作者表示，这并不能确凿地证明爱迪生制造了石墨烯，但用现代材料科学的工具重新审视其他早期技术，例如真空管、弧光灯和早期X射线管，或许具有巨大的研究潜力。这些技术也可能意外地产生了当时未被分析甚至注意到的特殊材料或反应。（ArsTechnica）

　　· 健康 ·

　　人体和环境中的微塑料浓度，可能都被高估了

　　来源：Unsplash+

　　微塑料无处不在，包括纳米塑料（小于1微米）和微塑料（1微米到约5毫米），已渗透到大气、海洋等生态系统中，并且进入了人体。目前科学家仍在努力研究这些微塑料对人类健康的潜在影响。不过，据《自然》新闻（Nature news）消息，一项于1月21日发表于《自然》的研究显示，大气中的微塑料颗粒浓度可能比此前研究估计的更低，甚至可能低几个数量级。

　　维也纳大学的研究人员综合了估算全球微塑料排放的研究，和测量环境样本中颗粒物的研究。通过将估算的排放数据输入计算机模型中，他们预测全球范围内微塑料颗粒的浓度，但这些预测值与全球283个不同地点的测量结果并不相同。在某些情况下，样本中的微塑料测量值会比模型的预测值低几个数量级。此外，研究还估计，陆地活动排放的微塑料颗粒是海洋排放的27倍，而海洋释放到大气中的微塑料数量少于先前一些研究的估计值。

　　另外，据卫报（the Guardian）消息，去年2月一项发表于《自然·医学》（Nature Medicine）的研究揭示，过去20多年间的数十例尸检显示，人脑组织中微塑料和纳米塑料含量呈上升趋势。到去年11月时，一些科学家对该研究提出质疑，指出研究似乎存在污染控制不足和缺乏验证步骤等问题，会影响结果可靠性。除此之外，还有多达7项关于人体内的微塑料研究受到了质疑，主要集中于检测结果会受到假阳性的影响——当前检测采用的热裂解-气相色谱-质谱联用技术（PY-GCMS）很可能会将人体脂肪来源的小分子，检测为组成微塑料的分子。一些研究人员表示，在进行环境样本的微塑料测量时，研究者通常会使用适当的对照组避免污染和假阳性结果，但涉及人体器官的研究有时会缺乏这些过程。最新的这些研究和质疑表明，需要改进微塑料的监测工作，并更好地了解微塑料暴露对健康的潜在影响。（Nature news、the Guardian）

　　· 材料科学 ·

　　我国成功实现太空金属3D打印

　　近期，由中国科学院力学研究所自主研制的微重力金属增材制造返回式科学实验载荷，成功在太空中完成金属增材制造实验。本次任务是我国首次基于火箭平台实施的太空金属增材制造返回式科学实验，相关载荷搭载于中科宇航力鸿一号遥一飞行器。力鸿一号飞行器在首飞中攀升至约120千米高度，穿越卡门线进入太空。该平台具备发射成本低、灵活性高、支持载荷回收等优势。

　　任务过程中，团队突破了微重力条件下金属增材制造的物料稳定输运与成形、全流程闭环调控、载荷—火箭高可靠协同等一系列关键技术。实验结束后，载荷舱经伞降系统平稳着陆回收。科研人员成功获取了太空微重力环境中金属增材制造的过程数据（包括熔池动态特征、物料输运、凝固行为等），以及太空增材制造金属件的成形精度与力学性能等参数，为我国太空金属增材制造技术的快速迭代积累了宝贵实验资料。实验成功在太空微重力环境下利用增材制造技术（“3D打印”）制备出金属零部件，标志着我国太空金属增材制造正式从“地面研究”阶段迈入“太空工程验证”新阶段，整体技术达到世界一流水平。这一突破将有力推动我国太空制造技术的发展，为未来太空基础设施建设提供关键支撑。（中国科学院力学研究所）

　　撰文：不周、clefable