可浸泡的無人機、多刺細胞和麵部追蹤的黑猩猩:本週精選科學 GIF 動圖

欣賞並迴圈播放

您可能認為 GIF 只是用來分享表情包和反應的完美工具。我們認為這種格式的應用範圍更廣,它有真正的力量以簡短、易於理解的迴圈方式捕捉科學並解釋研究。

所以,用這些可以製作成 GIF 的科學動圖開啟您的一週吧。欣賞並迴圈播放。

無人機出水


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無人機和水通常不相容。(事實上,YouTube 上一些最受歡迎的無人機影片是“史詩般的”水上救援。)但是,英國研究人員開發了一種新型無人機,可以從海上移動到空中,然後再返回。這種固定翼飛行器使用一股氣體從水中發射。研究人員表示,日本飛魷的能力激發了他們的設計靈感。

這種水陸兩棲滑翔機可以漂浮在水面上,即使海面有些波濤洶湧(但大浪是個問題)。當它準備飛行時,進水系統可以讓它調整角度,為起飛做準備,並且它可以從水中發射後飛行高達 85 英尺。研究人員希望將他們的跳躍滑翔機(或原型的未來演變)帶入惡劣的環境中,例如自然災害區,進行取樣和監測。

第一縷曙光

宇宙中的所有物質都是在大爆炸發生後不到一秒的 138 億年前產生的。但是,恆星、行星和其他天體並非憑空出現,而是透過宇宙演化的連續階段形成的。

這個動畫描繪了宇宙在稱為再電離時代的一個階段的一部分。就在大爆炸之後,發光的等離子體(熱的、電離的氣體)充滿了膨脹的宇宙。隨著宇宙的增長,等離子體變得更加稀薄和寒冷,直到變成黑暗的中性氣體,如上圖紅色所示。最終,這部分氣體聚集在一起形成恆星,恆星用它們耀眼的光芒重新電離了周圍的氫氣。

研究人員根據再電離時代之前和期間中性氫發出的無線電波建立了動畫。這些 120 億年前的發射很難被檢測到(尤其是在人造無線電波的噪聲中),但研究人員已經使用了新技術將訊號從噪聲中提取出來。他們現在能夠排除再電離快速或在非常寒冷條件下發生的更極端的模型。然而,仍有許多分析工作要做,以縮小再電離時代開始的確切時間和持續時間。

親愛的皮克斯,人工智慧正在搶你們的工作

這個 GIF 不是某人動畫入門課程的家庭作業。移動的火柴人是由 Language2Pose 製作的,這是一種新的計算機模型,可以根據文字指令生成動畫。它由卡內基梅隆大學的研究人員設計和構建。

讓計算機將自然語言翻譯成複雜的身體動作並非易事,而且角色的動作有時看起來很奇怪(或看起來有點醉醺醺的)。但這些最初的、有時是拙劣的步驟指向了一個未來,在這個未來,複雜的動畫可以直接從劇本生成。現在,我們可以對計算機未能理解這個輸入而感到高興:“一個人模仿雞拍打翅膀。”

黑猩猩正在進行面部追蹤

面部識別不僅僅適用於人類:研究人員開發了一種新的軟體,可以識別個體黑猩猩的面孔。他們用幾內亞的 1000 萬張野生黑猩猩影像訓練計算機模型,使其能夠識別各種姿勢甚至在弱光、低質量影片片段中的個體。這項技術可以幫助靈長類動物學家跟蹤猿類的種群和社交行為,補充他們在野外進行的短期觀察。該軟體背後的研究人員已將其開源,並希望其他科學家將其應用於他們自己對其他物種的研究。

不要以貌取細胞

我們體內充滿了細胞,但這並不意味著我們對它們的實際樣子或它們的結構如何影響它們的功能瞭解很多。造成這種不確定性有幾個原因。活細胞非常脆弱,甚至會被我們用來觀察它們的光所擾動。它們也很難孤立地成像(而不會殺死它們或改變它們的行為)。此外,它們是三維的;人們不能簡單地移動掃描器從各個角度觀察它們,而且它們通常處於運動狀態——這使得它們更難研究。

你在這裡看到的是一個肺細胞——具體來說,是那種保護你免受空氣傳播的病原體和汙染物的侵害的細胞。這個細胞已經被改造為研究肺癌的模型。你看到的尖刺被稱為絲狀偽足。德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員使用機器學習來幫助分析細胞形狀的變化如何與細胞內部發生的訊號相關聯。他們認為,透過改進對細胞表面特徵的分析,科學家們可以更好地瞭解它們在體內的運作方式。

Jeff DelViscio is currently chief multimedia editor/executive producer at 大眾科學. He is former director of multimedia at STAT, where he oversaw all visual, audio and interactive journalism. Before that, he spent more than eight years at the New York Times, where he worked on five different desks across the paper. He holds dual master's degrees from Columbia University in journalism and in earth and environmental sciences. He has worked aboard oceanographic research vessels and tracked money and politics in science from Washington, D.C. He was a Knight Science Journalism Fellow at the Massachusetts Institute of Technology in 2018. His work has won numerous awards, including two News and Documentary Emmy Awards.

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Kelso Harper is an award-winning senior multimedia editor at 大眾科學. As a producer, editor and host, they work on short documentaries, social videos and 大眾科學's podcast Science Quickly. They have a bachelor's in chemistry from Johns Hopkins University and a master's in science writing from MIT. Previously, they worked with WIRED, Science, Popular Mechanics, and MIT News. Follow them on LinkedIn and Instagram.

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