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【第41期】看點

科學新聞

如何鼓掌才能又響又長？ 科學家招了10個人瘋狂鼓掌， 終于把鼓掌這件事拿捏了

?悉尼垃圾填埋場快被擠爆了！ 來幫忙處理垃圾的居然是……蛆？

大開眼界

機器人外骨骼讓鋼琴家手指“起飛”：媽媽再也不用坦心我彈琴了

奇聞電波

尿真的值錢啊家人們！只要通電就能變成液體黃金了

如何鼓掌才能又響又長？

科學家招了10個人瘋狂鼓掌，

終于把鼓掌這件事拿捏了

拍拍雙手鼓掌就能發出聲音，這個道理大家都懂，但是鼓掌背后還有很多學問，不同的手勢，不同的力度等都會影響你鼓掌的聲音。

而最近的一項研究中，科學家深入了解了鼓掌的物理機制，并且給出了一些詳細的鼓掌小技巧。

為了研究這個課題，科學家們招募了10名被試者，讓他們用3種不同的手勢拍手20～30次，還用嬰兒爽身粉來觀察拍手產生的氣流。另外，研究者還制造了一只硅膠仿真手，用來模擬人類的拍手聲。

事實上，2020年的一個研究也探索過類似的問題，當時希臘的研究者讓被試者用11種手勢拍巴掌，甚至還有用手指反向對準手心的奇怪拍法，最后發現 手勢呈“杯狀”時拍的巴掌是最響的，可以達到80分貝 。同時，他們還得出一個結論： 看似簡單的鼓掌，可以被類比為一個亥姆霍茲共振器。

最后3個是什么清奇的鼓掌方法……｜參考資料2

從圖中可以看出，亥姆霍茲共振器中，聲波會先進入一個小開口，在特定條件下空腔空氣可以發出共振。而最近的這項研究就證明了， 鼓掌并不是兩個手掌固體之間發出的聲音，而是像亥姆霍茲共振器一樣，在內部產生了共振腔。

亥姆霍茲共振器是一種簡單而有效的聲學裝置。｜sy.uestc.edu.cn

同理，亥姆霍茲共振器的效果會因為空腔、頸部等形狀產生變化， 而雙手呈杯狀鼓掌時，也會因為手勢發出不同、響亮的聲音 。當你看到這里的時候，不如試試不同手勢發出的聲音是否有所不同。

研究者在這樣的基礎上，還發現了其他的影響因素，和手勢相比，它們的影響比較小，但和鼓掌聲音的延續有關， 拍手速度越快，初始聲音越大，而皮膚彈性越低，聲音持續時間越長 。

?悉尼垃圾填埋場快被擠爆了！

來幫忙處理垃圾的居然是……蛆？

澳大利亞每年要處理730萬噸食物垃圾，其中有大約34%來自家庭食物浪費。 往常這些垃圾會被送往垃圾填埋場，經過處理后變成甲烷氣體釋放到大氣中。甲烷和二氧化碳一樣，也是一種溫室氣體，然而它對大氣的破壞力是二氧化碳的 25 倍。

悉尼市長Clover Moore說：“我們已經沒有地方處理垃圾了，回收垃圾真的很重要。不僅要回收，還要讓垃圾變廢為寶。”

去年6月，悉尼市政府跟一家垃圾處理公司達成合作，準備使用蛆蟲來分解食物垃圾。

他們計劃將黑水虻的幼蟲和食物垃圾放在一個集裝箱大小的處理箱內，每個處理箱能容納1000萬~1500萬只蛆蟲，并利用機器收集數據，為幼蟲降解垃圾提供理想的溫度、濕度和空氣。

黑水虻幼蟲被放在這種處理箱中。丨Nick Langley / City of Sydney

黑水虻幼蟲吃掉垃圾后，排出的糞便可以為農場提供肥料；幼蟲本身也可以被加工成蛋白質，用來喂養魚類和家禽，還可以做成寵物食品。

今年1月以來，悉尼市政府在黑水虻幼蟲的幫助下成功分解了近90噸食物殘渣。他們計劃在12個月的試驗期內，處理來自22500戶家庭的500噸食物殘渣。

食物浪費對農業、氣候變化和其他環境問題造成了嚴重影響，根據聯合國環境規劃署的統計，不管是處于哪種經濟水平的國家，都面臨著食物浪費的挑戰，哪怕在糧食短缺的地方也一樣。聯合國可持續發展目標之一是到2030年，將零售和消費層面的人均糧食浪費減少一半。

在防止浪費的基礎上，處理過剩食物的最優策略是將剩余糧食捐贈或以其他方式給需要的人，其次是用作動物飼料、營養物質，或是作為能源利用，最后才是垃圾填埋。

通過生物降解的方法處理垃圾正是取代垃圾填埋的一種很好的方法。其實很早就有人開始實踐用蠕蟲處理食物垃圾，或者在家自制“食物垃圾降解箱”，在里面勤勤懇懇勞碌的功臣通常是蚯蚓。

家庭自制蠕蟲堆肥箱的示意圖。丨unclejimswormfarm.com

之前還有研究發現了能分解塑料的蠕蟲，這讓科學家大為振奮，這意味著更環保的垃圾處理方式已經不限于食物領域，可以拓展到塑料垃圾。而傳統的塑料垃圾處理方法往往會帶來更為嚴重的環境問題。

大開眼界?

機器人外骨骼讓鋼琴家手指“起飛”：

媽媽再也不用坦心我彈琴了

許多人在學鋼琴時候，不可避免地會陷入瓶頸期，練的越多，錯的越多，以至于喪失信心，鋼琴水平停滯甚至完全放棄。日本知名鋼琴家Shinichi Furuya也不例外，他曾由于過度練習對手部造成了嚴重傷害，這段經歷讓他深感困擾，并促使他思考傳統訓練方法在某些階段或許并沒有起到作用。Furuya記得，他的鋼琴老師曾將手放在他的手上，向他展示如何演奏某些曲子。這讓Furuya萌生了一個想法：利用機器人來模擬老師的指導，幫助鋼琴家們更高效地練習。

經過30分鐘的訓練，參與者的手指速度有所提高。｜參考資料1

于是，研究團隊開發了一款定制化的機器人外骨骼，它能夠精準控制各個手指的運動，包括關節的彎曲和伸展。希望通過被動訓練的方式，能幫助鋼琴家以超越自身極限的速度快速彈奏。研究團隊招募了118位專業鋼琴家參與研究，這些鋼琴家都是音樂學院的專業演奏者，8歲之前就開始學琴，練琴時間超過一萬小時。參與者先在家練習一首曲子兩周，直到琴技無法再提高，然后接受30分鐘手外骨骼被動訓練。

結果發現，外骨骼機器人帶動手指運動的速度達到了每秒4次，這比鋼琴家們此前能達到的最快速度（平均每秒2.3次）要快得多。甚至在移除外骨骼的一天后，鋼琴家仍能用經過訓練的手更快地彈奏琴鍵。Furuya表示，訓練手的肌肉協調性有所改善，腦部掃描的證據也表明，訓練激活了鋼琴家的感覺皮層，使其能夠更好地控制手指運動。英國布里斯托大學的Nathan Lepora說：“過去人們會認為，自愿主動地完成才是學習的正確方式，但現在看起來，被動的學習方式也同樣有效。”

【奇聞電波】

尿真的值錢啊家人們！

只要通電就能變成液體黃金了

你也許不知道尿有多值錢……尿液里面的尿素是一種含氮的化合物，是肥料的關鍵成分。尿液之所以現在還不是“液體黃金”，是因為我們還沒有很好地利用它！

最近科學家介紹了一種新方法，可以 通電將尿液里最值錢的東西提取出來，100%轉化率 ，用在很多用途上……

這是如何實現的呢？別忘了收聽《萬物》雜志為你每周放送的科學新聞音頻節目！訂閱節目，在第30集，我們就講為你介紹這項研究實現的方法！

《萬物科學新聞》正在持續更新中！在這里，我們將為你帶來豐富、有趣、最新的生活科普、有趣科學、顛覆認知，以及科研新聞……

撰文 Skin，Ziv，阿嫻

參考資料：

鼓掌科學

[1]https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.013259

[2]https://www.mdpi.com/2624-599X/2/2/15

垃圾場

[1]https://www.abc.net.au/news/2024-06-20/maggots-help-reduce-food-waste-sydney-solution/103999222

[2]https://www.news.com.au/technology/environment/sustainability/city-of-sydney-turns-to-millions-of-maggots-to-fight-war-against-waste/news-story/97ec11b7791288cb8cd257abd9b04e04

[3]https://scelse.sg/artificial-worm-gut/

大開眼界

[1] https://www.dezeen.com/2025/02/11/sony-csl-hand-exoskeleton-pianists/

[2] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/scirobotics.adn3802

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