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美研制出可爬35度斜坡的机械狗等外6篇


        美研制出可爬35度斜坡的机械狗

        据美国《发现》杂志报道,由波士顿动力学工程公司(Boston Dynamics)专门为美国军队研究设计出一种机械狗,被命名为“大狗”(Bigdog)。它与真狗一般大小,可以承载40多公斤的装备,约相当于其重量的30%。这种机械狗能够在战场上发挥重要作用:为士兵运送弹药、食物和其他物品。其原理是,由汽油机驱动的液压系统带动其有关节的四肢运动。陀螺仪和其他传感器帮助机载计算机规划每一步的运动。机械狗依靠感觉来保持身体的平衡,如果有一条腿比预期更早地碰到了地面,计算机就会认为它可能踩到了岩石或是山坡,然后“大狗”就会相应地调节自己的步伐。
        波士顿动力公司董事长马克·雷泊特说:“内力传感器可探测到地势变化,根据情况做出调整。而当我们‘骚扰’它时,‘大狗’的主动平衡性使其可以保持稳定。”这种平衡性通过四条腿维持,每条腿有三个靠传动装置提供动力的关节,并有一个“弹性”关节。这些关节由一个机载计算机处理器控制。
        “大狗”项目由美国国防部高级研究计划署(DARPA)资助,该机构希望“大狗”可以在那些军车难以出入的险要地势上助士兵一臂之力。另外,地面上士兵往往需要携带40公斤的装备,也可以得到“大狗”的帮助。雷波特说,最新款“大狗”可以攀越35度的斜坡。液压装置由单缸两冲程发动机驱动。“大狗”还可以自行沿着简单的路线行进,或是被远程控制。

        美研制磁力装置 让子弹停在半空中

        据美国《新科学家》杂志报道,美国德克萨斯奥斯汀大学的研究人员研制出一种磁力装置,名为“线卷枪”,可以将飞行中的原子和分子大的子弹停在半空中。此研究将最终帮助测量宇宙中最难以捉摸且普遍存在的微中子的质量。这一研究成果发表在《物理学评论快报》上。 
        研究人员美国德克萨斯奥斯汀大学物理学教授马克·雷曾说,“线卷枪”具有典型的科幻特征,但美国军方想成功生产这种实用武器。传统武器都用化学炸药来产生热气体,推动子弹出膛。而“线卷枪”通过一系列铁丝线圈来加速磁力发射,产生强大的磁场。射弹和线圈之间没有直接接触。 
        雷曾说,只有几种真子弹大的材料有磁性,但“当你观察原子时,每一种东西都有磁性。”此“线卷枪”有64个手工制作的部件,每一个大约25美元,由它自己的电容器来驱动。其工作原理是:研究人员从空中诱捕粒子,并将它们放在微型弹腔中,再朝此枪的方向释放出它们。当此粒子到达这支枪并碰到这些线圈时,每一个线圈的磁场会逐渐减慢此粒子的速度,不让粒子碰到它。据测量,此“线卷枪”能将以每秒500米速度运行的原子和分子给完全停下来。最终它能停止所有的原子。


        美教授设计自适应机器人

        据《今日美国》报道,美国佛蒙特大学约西·邦佳德(Josh Bongard)设计出一种完全靠自己行走的机器人。尽管这款机器人走起来摇摇晃晃,但是它行走不是靠人为遥控。
        这款机器人是邦加德与机器人专家郝德·里普森(Hod Lipson)以及在读博士维克特·蔡考夫(Victor Zykov)一起研制的,它的主要特点是具有自我调整功能,可适应本身或是环境变化。这一关键性的进步就是设计的机器人在完全不需要控制辅助的情况下进行调整。邦加德现在是一名计算机科学系的助理教授,一开始,他从最基础的地方规划机器人,比如每部分的大小和形状。在一段示范中,他拆下机器人四条腿中的一条,机器人来回摇摆,激活两个倾斜传感器,机器人“觉察到”突变的情况。随后机器人自己利用仿真软件,建立一个虚拟模型,并采用该模型来测试在“残废”情况下新的漫步方式。一旦虚拟的测试获得成功,机器人就会采用同样方式进行真正的行走。
        麻省理工学院机器人技术专家罗德尼·布卢克(Rodney Brooks)教授认为,这一发明很有趣,它从生物的适应方式中获得了灵感。邦加德下一步的目标是设计一款能够自我配置的机器人。


        美教授发现减肥基因

        据美国《新科学家》杂志报道,美国弗吉尼亚大学和威斯康星医学院的科学家最近发现,缺乏夜蛋白(Nocturnin)基因的老鼠在摄入高脂肪饮食时体重不会增加,肝脏内也不会囤积脂肪,这一基因由哺乳动物器官和组织的生物钟调节,参与调节身体生理节奏。这一新认识可能帮助人们找到抑制和减少过度肥胖给健康造成的不良影响的方法。
        研究人员弗吉尼亚大学生物学副教授卡拉·格林说:“人们早就知道,生物钟与新陈代谢的各个方面有着内在联系。这项研究表明,夜蛋白是生物钟用来控制新陈代谢活动的一个重要工具。更好地认识夜蛋白的功能,可能使人们找到解决过度肥胖问题的有效方法。”
        生物钟是身体内部的时钟,通过控制能量、警惕性、生长、情绪和衰老的影响来调节器官和活动、休息周期。该领域的研究涉及衰老、时差、睡眠障碍、轮班工作和节食等问题。
        格林及其同事在实验中使用的是正常老鼠和破坏了夜蛋白基因的变异老鼠。失去夜蛋白的老鼠被分成两组,一组摄入正常饮食,另一组摄入高脂肪饮食。基因正常的一组老鼠也摄入高脂肪饮食。
        实验表明,基因变异的两组老鼠的体重和活性水平一直保持正常,特别是摄入高脂肪饮食的一组在很长一段时间内体重仅有少量增加。然而,摄入高脂肪饮食的正常老鼠则“像气球一样膨胀”,增加的体重比变异老鼠体重的2倍还多。研究人员在解剖过程中发现,正常老鼠的肝脏内有大量脂肪囤积,而两组变异老鼠肝脏的脂肪水平都维持在正常水平。


        日本科学家发现控制蚕丝颜色的基因

        据美国《发现》杂志报道,日本东京大学的科学家们正在进行一项研究,有望通过基因工程让蚕吐出指定颜色的蚕丝。他们的结果发表在最新的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
        研究人员 Takashi Sakudoh教授说:“对蚕的色素传输系统的了解,使得我们有可能通过基因调控来控制蚕丝的颜色和色素比例。”
        在自然界,蚕茧的颜色有白色、黄色、稻草色、橙红色、粉红色和绿色。丝绸的颜色来自于桑蚕吃桑树叶时对自然色素的吸收。东京大学的科学家们发现,吐白色丝的蚕的Y基因产生了变异,DNA的片断被删除了。而Y基因会使桑蚕能够吸收桑树叶中的类胡萝卜素,这是一种黄色的化学物质。他们发现这些变异的蚕会产生没有功能的类胡萝卜素捆绑蛋白(CBP),这是一种可辅助色素吸收的蛋白。
        研究人员通过基因工程技术把原始的Y基因引入变异的蚕,这些蚕会产生有功能的CBP,这样就吐出了黄色的蚕丝。而且,在多轮杂交后,蚕丝的黄色会更加鲜艳。


        天文学家探测暗能量

        在宇宙的大尺度上存在着一种比引力更强大的反作用力,这种“力”就被称为暗能量,它似乎组成了宇宙物质的四分之三还多。最近,美国《天文学家》杂志报道,一支由50余位天文学家组成的国际研究小组,正在通过计算一万多个星系的合并速率来探测宇宙暗能量。新的研究技术将成为日后测量暗能量如何发挥作用的强大工具。
        10年前,美国空间望远镜科学研究所Adam Riess领导的研究小组称,宇宙的膨胀在加速进行,而不是变慢或开始收缩。这一发现意味着,在宇宙中存在着一种比引力更强大的反作用力。他们的论述标志着暗能量的观点提出。
        现在,关于暗能量一些基本问题的争论依然存在,甚至就暗能量到底存在与否也是众说纷纭。造成这一状况的关键在于关于宇宙膨胀还存在其它可能的解释。比如,在宇宙的最大尺度上,引力的作用方式和表现可能与一般情况下截然不同。科学家们目前仍在不断开发和利用更加强大和敏感的工具,以最终揭开这一谜团。
        在最近的尝试中,51位科学家利用欧空局大望远镜的可见光多目标光谱仪,确定了在相同宇宙领域中大约13000个松散关联星系的运动速度。这些星系与地球的距离大致相同,为70亿光年。他们认为,随着时间的推移,许多星系会趋向合并,最终形成超星系团。因此,在大量星系刚刚开始发生联系之际就观测它们的运动状态,有助于揭示暗能量是否阻碍了令星系结合的引力作用。这些70亿光年外的星系所反映的宇宙寿命只有现在的一半。
        目前,将最新研究与此前所做的研究数据进行对比后发现,在单纯的引力之外,确实有一些东西“扭曲”着星系的速度。因此,随着时间的推移,星系的合并速度越来越慢,所要克服的障碍也越来越大。而唯一的问题是科学家认为此次的研究还是太有限,不能得到无可辩驳的结论。
        研究小组成员、意大利布雷西亚天文台科学家Luigi Guzzo说,“我们在星系形成星团之前抓住了它们。”意大利罗马大学教授Enzo Branchini则认为,这是该技术首次用于暗能量的探测,而他们下一步将通过研究更多不同距离、不同年龄时期的星系(有可能达到1亿颗),努力证实第一轮研究得出的答案。Branchini说,足够的样本数量将能够让暗能量的某一种解释更具有说服力。
        对于最新研究结果,前辈Riess评价说,“这是一个令人振奋的消息,暗能量仍然是宇宙学和物理学中最紧迫的问题之一。”美国达特茅斯学院(Dartmouth College)的宇宙学家Robert Caldwell也表示,尽管这只是初步结果,但测算星系合并速率对科学家计算宇宙为何加速膨胀具有重要意义。