海豹海豹，你会唱小星星吗？ ｜ 一周科技

　　欢迎收看一周科技。海豹、蛋白质和气候数据有什么共同点？它们竟然都能和音乐擦出火花。

　　独立飞行

　　

　　Harvard Microrobotics Lab/Harvard SEAS

　　哈佛微机器人实验室的迷你飞行器“Robobee”迈出了重要的一步：在灯光的照耀下，这只翼展3.5厘米、只有259毫克重的“机器虫”拍动翅膀，独自飞到空中。它成为了目前无需外接电源即可保持飞行的最小的飞行器，相关研究成果本周登上了《自然》封面[1]。

　　对于昆虫大小的机器人而言，自带供能装置飞行其实非常困难，此前实验室里的这类机器人一般都连接着外接电源。而最新版的Robobee通过改进扑翼提高升力、使用最轻的太阳能电池等手段，终于成功脱离了外接电源束缚，实现了短暂的自由飞行。

　　

　　完整组装的RoboBee X-wing | Noah T. Jafferis和E. Farrell Helbling，哈佛微型机器人实验室

　　不过，目前的Robobee机器人依然无法在户外自由地飞行，这是因为它需要大约相当于太阳光三倍的光强才能维持供能。经过进一步改进之后，这些小小的机器昆虫有望应用于环境监测，或者在狭窄复杂的空间中进行作业。

　　倾听蛋白质

　　

　　Christine Daniloff, MIT

　　现在，我们可以用耳朵了解蛋白质了。麻省理工学院原子与分子力学实验室的研究者们把蛋白质的肽链变成了“音乐”[2]。下面就是他们生成的一段“蛋白质音乐”，它反映了一种来自大肠杆菌的代谢酶。

　　根据蛋白质氨基酸序列生成的示例音频，不过它大概不会像人们印象中的音乐那么悦耳 | Chi-Hua Yu et al

　　这些音频是基于氨基酸分子自身的振动频率制作的，研究者们用算法将它转化成了人耳可以听到的频率范围。这样做并不是纯粹为了好玩，研究者认为音频化可以成为分析蛋白质特征、创造新蛋白质的一种途径。他们还制作了一款名叫“氨基酸合成器”（Amino Acid Synthesizer）的安卓app[3]，人们可以用它创作基于氨基酸序列的旋律。

　　气候条纹

　　

　　showyourstripes.info

　　这张红蓝条纹图是什么？它其实是一张气候变化图示，其中展示了一百余年来年平均气温的变化趋势（上图为全球1850-2018年的数据）。

　　上周，环境科学家Ed Hawkins发布了一个名叫“showyourstripes”的网站[4]。在这里，任何人都可以下载自己所在地区或全球的“气候变暖条纹”图示，并可以免费把这些条纹图用在任何地方。目前，这些气候条纹图已经被全世界网友下载了超过100万次，它登上电视、报纸，被制成领带，甚至还被一支摇滚乐队做成了舞台背景。

　　

　　Enter Shikari乐队将“气候条纹”用做舞台背景 | tompullenphoto

　　这些极度简化的“气候条纹”没有保留坐标与数值，但它的颜色清晰显示着气温上升的大趋势，Hawkins希望借此引起大众对气候变化的关注。

　　飞向泰坦

　　

　　“蜻蜓”（Dragonfly）概念图 | NASA

　　本周NASA宣布，新疆界计划（New Frontiers）的下一项任务将向土卫六泰坦进发[5]。这项名为“蜻蜓”（Dragonfly）的新任务计划利用直升机探索土星这颗最大的卫星。“蜻蜓”预计将于2026年发射，于2034年抵达目的地，并飞行到泰坦上的数十个不同地点进行分析采样。

　　土卫六泰坦上有浓厚的含氮大气以及丰富的有机物，它的环境与早期地球也比较相似，因此对它的探索或许也能帮助我们了解生命如何诞生。

　　海豹唱歌

　　海豹也会唱小星星？在一篇发表于《当代生物学》的论文中[6]，研究者教会了三只灰海豹（Halichoerus grypus）“唱歌”。在下面的演示视频里可以听到被试海豹们的学习跟唱成果，其中包括星球大战主题旋律（开头）和小星星（0:49处）的片段。

　　;

　　University of St Andrews

　　研究者们录下海豹自然的叫声，并对其进行变调处理，制成“示范旋律”供被试海豹模仿。在经过了大量前期训练之后，海豹们挑战了模仿整句的音乐旋律，以及模仿人类语言中几种常见的元音。虽然并不十分准确，但海豹们确实表现出了正确的模仿趋势，并让自己的声音发生了丰富的变化。

　　对声音进行模仿是一种发展语言所需的能力，这项研究其实也是希望了解语言能力在动物中是如何演化出来的。

　　参考文献

　　[1] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1322-0

　　[2] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02180

　　[3] https://play.google.com/store/apps/details?id=com.synth.aminoacidplayer&hl=en_US

　　[4] https://showyourstripes.info/

　　[5] https://www.nasa.gov/press-release/nasas-dragonfly-will-fly-around-titan-looking-for-origins-signs-of-life/

　　[6] https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30685-2

　　作者：窗敲雨

　　

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