北極圈野火燒不盡，機器人像蟑螂吹又生

知識 08-03

歡迎收看一周科技。本周好消息：小機器人變得像蟑螂一樣抗造了。本周壞消息：最近北極燒得相當厲害，這不僅與氣候變暖有關，而且還會讓氣候變暖更加嚴重……

機器小強

Junwen Zhong, Yichuan Wu and Liwei Lin

本周的《科學-機器人學》報告了一種像蟑螂一樣頑強的迷你機器人。即使被人用腳踩住、壓上了全部的體重，它依然充滿生命力，在抬腳之後就能若無其事地爬走[1]。

腳踩機器人演示|Yichuan Wu et al

這隻小機器人只有3厘米長，結構非常簡單，只有一片彎曲的身體和一小片像是「前腿」的結構組成。在接入交流電的作用下，「蟑螂機器人」身體里的壓電材料快速地彎曲和伸展，帶動它前進，速度可以達到每秒移動二十倍身體長度，這速度與自然界的昆蟲們也不相上下。而因為結構簡單又有彈性，這個小機器人也格外不容易損壞。在被砝碼壓過或被研究人員用腳狠狠踩過之後，它依然能夠繼續前進。

無人駕駛

自行車學會無人駕駛了？在本周《自然》的封面文章中，中國研究者展示了一輛「無人駕駛自行車」，它能夠響應語音指令，可以自己維持平衡，實時檢測並躲避障礙物，同時還可以跟隨人前進[2]。

利用新型人工智慧晶元實現「無人駕駛」的自行車|Jing Pei et al

但自行車其實並不是重點，這是在展示控制自行車完成任務的一種新型人工智慧晶元。現在，開發人工智慧有兩種思路：一種以計算機科學為導向，另外一種則以神經科學為基礎，注重模擬生物神經元的運行方式。而這種名叫「天機」的新型晶元將兩種類型的人工智慧結合在了一起，可同時支持計算機科學與神經科學的神經網路模型。這一成果將促進人工通用智能平台的進一步發展。

北極野火

衛星圖片中看到的西伯利亞野火|ESA

受氣候變暖影響，這個夏天北極圈正經歷著規模驚人的野火。西伯利亞、阿拉斯加、格陵蘭等地都受到影響。

根據俄羅斯聯邦林業局估計，發生在西伯利亞的野火波及範圍已達到約300萬公頃 [3]。而根據歐洲的哥白尼大氣監測服務（CAMS），2019年夏季北極野火已經產生了超過121兆噸二氧化碳排放，這遠遠超過了前幾年的數據[4]。單是在6月到7月前半的6周時間內，CAMS就記錄到了北極圈內超過100場嚴重且長時間持續的野火[5]。

雖然這些火災大多發生在距離人類居住地較遠的地方，但燃燒污染物的擴散以及遠超出預期的二氧化碳排放都會帶來更多環境危機。

心臟零件

3D列印心臟瓣膜|A. Lee et al

3D列印器官又有了新進展。本周五，一種高精度的生物3D列印新技術在《科學》上發表[6]。這種列印技術使用未經化學修飾的膠原蛋白作為「墨水」，可在支撐凝膠中以20微米的精度列印出複雜的組織「骨架」，利用快速變化的pH控制膠原固化。

研究者們用這種新技術製作了各種心臟「零件」，例如血管、心臟瓣膜，以及加入心肌細胞共同列印的心室模型。結果顯示，這些心臟「零件」準確地還原了人體的解剖結構特徵，擁有較好的力學強度，加入心肌細胞的心室模型也實現了良好的收縮功能。

再現太陽風

被稱為「大紅球」（Big Red Ball）的實驗裝置，研究者在這裡進行太陽風模擬實驗|UNIV. OF WISCONSIN-MADISON

研究者們沒有造出一個人造太陽，但他們在實驗室里成功模擬了太陽磁場與太陽風——也就是那些太陽向外發出的帶電粒子流。

在本周的《自然-物理》上，來自威斯康星大學麥迪遜分校的研究者報告了他們製造太陽風模型的成果[7]。他們在直徑三米的真空球形裝置中加入少量氦氣，將其電離形成高溫等離子體，然後用電流與磁場控制這團氦等離子體旋轉，以此再現了太陽磁場中被稱為「帕克螺旋」的結構。在實驗室模擬的幫助下，研究者將有機會更方便地研究太陽風如何形成，在太陽探測器數據之外提供重要的補充。

參考文獻

[1] https://robotics.sciencemag.org/content/4/32/eaax1594

[3] https://www.reuters.com/article/us-russia-wildfires/russians-demand-vast-wildfires-consuming-siberia-be-extinguished-idUSKCN1UP1W3

[4] https://www.newscientist.com/article/2211013-huge-arctic-fires-have-now-emitted-a-record-breaking-amount-of-co2/

[5] https://atmosphere.copernicus.eu/cams-monitors-unprecedented-wildfires-arctic

[6] https://science.sciencemag.org/content/365/6452/482

作者：窗敲雨

編輯：Luna