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科学家研制机器蚂蚁为人类建设火星家园

蚂蚁 2026-03-27 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】


机器蚂蚁
  据物理学家组织网报道,最近在火星上发现水和像地球土壤一样的土壤,不仅让人们大胆展开想象,猜想有一天人类也许能移民到这颗红色行星上。

然而,第一批火星居民也许并不是人类,而是一群微型机器人。

德国卡尔斯鲁厄大学的机器人学研究人员马尔科?齐曼斯基说:“可以利用能共同协作的小型机器人探索这颗行星。

现在我们知道火星上有水和尘埃,因此它们要为科学家建设住处等建筑物,只需要一些黏合剂。


  微型机器人通力合作
  一个由欧洲研究人员组成的科研组正在研发微型遥控机器人,这种机器人可协力完成不同的任务,就像白蚁、蚂蚁或蜜蜂共同寻找食物,建造巢穴和为了群体更好的发展协力合作一样。


  齐曼斯基是这个科研组的一名成员,这个科研组在欧盟资助的小型微操作智能自主机器人群(I-SWARM)项目中工作,他们制作了100个厘米大小的机器人,并在制造蚂蚁大小的微型机器人群体方面取得了重大进步。

从那时起几名研究人员就开始着手制作一大群能重新改装自己的机器人,并且它们还能自动装配成更大的机器人,以便执行不同任务。

他们通过“共生机器人(Symbrion)”项目和“复制(Replicator)”在继续各项工作。

这两个项目都受到欧盟第七期科研架构计划(Seventh Framework Programme)资助。


  可以通力合作的机器人在行星探索和殖民地化方面似乎有无数种可能的应用途径,它们可以根据自己面临的阻碍安排工作,改变它们的环境和群体需要。

齐曼斯基解释说:“机器人群体在需要高冗余的情况下更加有用。

如果一个机器人出现故障或者受到破坏,不会导致整个任务惨遭失败,因为另一个机器人会立即接管它的工作。


  这种机器人不仅在太空或深海环境中非常有用,而且在执行修复机器内部故障的工作,清理污染物或者进行试验和在人体内进行治疗时,也非常有效,这些只是科学家设想的一些有关微型机器人技术的应用方法。


  产生集体观感
  在真实环境中应用一群机器人,例如移居火星,还需要一些时日才能成为现实。

尽管如此,小型微操作智能自主机器人群项目组在制造非常类似于可编程蚂蚁的机器人方面已经取得很大进步。


  就像蚂蚁会观察附近的其他蚂蚁正在做什么,跟随一个特定个体,或者在身后留下化学踪迹,以便把信息传递给群体一样,小型微操作智能自主机器人群项目组的机器人彼此间能进行交流,并能感知它们的环境。

这种结果就是一种集体观感。

机器人利用红外线进行沟通,它们依次将信号发送给附近的另一个机器人,直到整个群体都得知这一消息。

例如,当一个机器人遇到障碍物时,它会给其他机器人发出求助信号,让其他机器人帮助它把障碍物搬开。


  该项目组称之为茉莉(Jasmine)的一群机器人利用轮子四处走动,这种机器人比一枚2欧元硬币稍大一些。

而小型微操作智能自主机器人群项目中最小的机器人,长度仅为3毫米,这种机器人通过震动四处移动。


  小型微操作智能自主机器人群项目的机器人,从一个微型太阳能电池吸收能量,而茉莉机器人则拥有一个电池。

齐曼斯基在指出该科研组遇到的其中一个挑战时说:“能量是个大问题。

任务越复杂,所需的能量也就越多。

必须举起(使用)性能强大的发动机的机器人,需要很多能量。

”处理能量是另一个问题。

该项目必须研发一种特殊运算法则来控制只有毫米大的机器人,在这个过程中,他们必须考虑到微型机器人随身携带的处理器的能力限制:它们的程序存储器仅有8000字节,随机存储器仅有2000字节,比大部分个人电脑的字节大约小100万倍。


  实验证明,这些微型机器人能进行互动,不过该项目的合伙人无法实现他们制造1000个最小的机器人,组成世界上有史以来最大的遥控机器人队伍的目标。

尽管如此,齐曼斯基仍相信该科研组很快就能生产大量微型机器人,他们可以像制造电脑芯片一样,制成柔性印制电路板后,将它折叠成需要的形状。

他说:“它们有点像微型手工折纸。

”大量生产可确保这种机器人的制造成本非常低。

这样研究人员就不用担心会有机器人在火星土壤中迷失方向了。

小型微操作智能自主机器人群项目的研究得到欧盟第六框架计划的资助。


科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面,结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭:气味、成因大不同,一文揭秘背后的科学原理

炎炎夏日,或是紧张时刻,腋下散发出的异味总让人尴尬不已。

很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。

小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。

它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。

大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。

狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现,这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。

大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。

因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。

一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。

因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。

使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。

对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。

使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。

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