科學(xué)家對(duì)果蠅做了什么？快來查看本期科學(xué)新聞吧～

每周一，【把科學(xué)帶回家】的編輯們將為你帶來一些有趣的本周新聞，幫你輕松地開啟這一周！??????

【第43期】看點(diǎn)

科學(xué)新聞

?♂?果蠅被改造成僵尸大軍，可以遙控操縱？但它們不聽話，有自我意志……

??比珠穆朗瑪峰高100倍！從地球深處長(zhǎng)出的超高“山峰”

大開眼界

?可控飛行的最小無線機(jī)器人問世！重量只有21毫克

奇聞電波

國(guó)家發(fā)布青少年減重食譜，官方給你劃重點(diǎn)，一起科學(xué)減重！

?♂?果蠅被改造成僵尸大軍，可以遙控操縱？

但它們不聽話，有自我意志……

哈佛大學(xué)的研究者想要打造一批機(jī)器動(dòng)物大軍，于是他們選擇了果蠅作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

事實(shí)上，這并不是第一次人類想要打造動(dòng)物微型機(jī)器人了，既然人類可以通過腦機(jī)接口、假肢等設(shè)備變成賽博格電子人，那么動(dòng)物為什么不可以呢？

在2022年，日本的研究人員就把一只活的馬達(dá)加斯加蟑螂變成了一只“電子蟲”。他們給蟑螂裝上了控制器，它能靠電流控制蟑螂的腿部，直接派蟑螂去工作。

不過，有一個(gè)問題是，蟑螂的大腦并沒有被控制，控制器的續(xù)航不足時(shí)，蟑螂不想工作，就會(huì)直接逃跑。因此，控制器的供電就成了“電子蟲”實(shí)現(xiàn)過程中的一大阻礙。

科學(xué)家給蟑螂身上裝上了能控制它運(yùn)動(dòng)的裝備。｜參考資料[1]

而這次的研究中，哈佛大學(xué)的研究者則選擇放棄控制器，而是直接“意念控制”，誘導(dǎo)果蠅的行動(dòng)。這主要是靠果蠅自己的生理功能，比如靠視覺刺激來影響它的飛行路徑；或者在果蠅的細(xì)胞里插入光敏感蛋白，用光來控制果蠅的飛行（光遺傳學(xué)激活）。

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家首先讓果蠅看到一個(gè)旋轉(zhuǎn)圖案，誘導(dǎo)它們轉(zhuǎn)彎。而在光遺傳激活手段中，則用紅光或藍(lán)光時(shí)控制果蠅的轉(zhuǎn)彎或直行。

就這樣，研究者遙控了果蠅的飛行軌跡，居然讓它飛出了“hello world”字樣。另外，研究者還給果蠅的胸部背上了小背包，讓它在兩地之間來回搬運(yùn)貨物。對(duì)果蠅來說，搬運(yùn)小型的傳感器和電子設(shè)備足夠了。

研究者誘導(dǎo)果蠅，讓它能按照特定的路線飛行。｜參考資料[2]

不過，果蠅真的成為可以遙控的“僵尸”了嗎？實(shí)驗(yàn)表明，雖然它們受到強(qiáng)烈的誘導(dǎo)，但是“打工蠅”在光遺傳激活手段中，被誘導(dǎo)移動(dòng)的準(zhǔn)確率只有80%，而且研究人員讓果蠅推小球時(shí)，果蠅因?yàn)闆]有什么興趣，表現(xiàn)得也不怎么樣。

而且果蠅大軍內(nèi)部也不怎么團(tuán)結(jié)，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果蠅靠近它的同伴時(shí)，就會(huì)偏離原定的飛行路線。

??比珠穆朗瑪峰高100倍！

從地球深處長(zhǎng)出的超高“山峰”

你相信嗎？世界上有比珠穆朗瑪峰還高得多的山峰，只不過人們很難看到它們。前不久，荷蘭科學(xué)家利用地震波研究地球內(nèi)部一些特殊區(qū)域的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了兩座從地幔深處向上延伸的超高巖柱，就像兩座巨大的山峰，它們的高度大約是990千米，超過珠穆朗瑪峰100倍！

這兩座“山峰”一座位于非洲下方，另一座位于太平洋下方。它們的底部位于地球深處大約2000千米的位置。

地質(zhì)學(xué)家將地球劃分為巖石圈、軟流層、地幔、外核和內(nèi)核5層，其中下地幔的最深處大約是2890千米，再向下就是地球的外核。這次科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)的兩座地下“山峰”，就長(zhǎng)在即將到達(dá)地核的位置。

由于地球的內(nèi)部并不是均勻的物質(zhì)，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅降厍騼?nèi)部的不同介質(zhì)時(shí)，它的性質(zhì)和路徑就會(huì)發(fā)生變化，比如波速突然減緩、路線突然偏折。這種變化通常是因?yàn)槲镔|(zhì)的狀態(tài)不同引起的，比如固態(tài)、液態(tài)的差別。有時(shí)遇到不連續(xù)的界面，地震波性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。

科學(xué)家就是借助這種特性，測(cè)量出了地球的分層狀態(tài)。在地球內(nèi)部，分層最明顯的地方就是地幔（固體）/外核（液體），以及外核（液體）/內(nèi)核（固體）的邊界。2014年，科學(xué)家曾用這種方法繪制出了地球內(nèi)部的“超級(jí)大陸”的分布位置。

地球深處2000千米左右，分布著一些“超級(jí)大陸”。丨參考資料[1]

在圍繞外核的地幔最底部區(qū)域，有一些被稱為“大型低剪切波速省”（LLSVP）的地區(qū)，地震波的波速在這里驟然降低。在最近的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的構(gòu)造不僅比其他地方更熱（這就是地震波在這里大幅減速的原因），也比其他地方要古老進(jìn)5億年。

科學(xué)家把地震波在這種更熱的區(qū)域傳遞比喻成人們?cè)谘谉岬奶鞖饫锱懿剑?strong>你不僅會(huì)放慢腳步，還會(huì)覺得更累。

?可控飛行的最小無線機(jī)器人問世！

重量只有21毫克

追求極致大小的科學(xué)家們，又把目光投到了“飛行機(jī)器人”身上，希望能做出昆蟲大小的飛行器，自由地在森林、災(zāi)區(qū)，甚至是倒塌建筑物的縫隙里穿梭。最近，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家受蜜蜂啟發(fā)，真的研制出了一款迷你飛行機(jī)器人，它的翼展不到1厘米，重量?jī)H有21毫克，是目前世界上可控制飛行的最小無線機(jī)器人。相比之下，之前最小飛行機(jī)器人的紀(jì)錄保持者翼展為2.8厘米。

要想讓機(jī)器人飛行，必須要配備電源以及控制飛行的電子設(shè)備，但這兩樣?xùn)|西都會(huì)讓機(jī)器人變得笨重。為了攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)決定使用外部磁場(chǎng)為設(shè)備供電，并以此來控制機(jī)器人的飛行路徑。

在所有重量低于1克的飛行機(jī)器人中，只有三款實(shí)現(xiàn)了無束縛飛行：Robobee X-Wing（256毫克）、激光驅(qū)動(dòng)的無人機(jī)（190毫克），以及現(xiàn)在這款21毫克的磁性飛行機(jī)器人。｜UC Berkeley.

該機(jī)器人外形似小螺旋槳，四個(gè)微型葉片固定在一個(gè)環(huán)里，頂部有兩塊小磁鐵。在外部磁場(chǎng)的作用下，磁鐵被吸引和排斥，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生足夠升力，讓機(jī)器人離地飛行。機(jī)器人的飛行路徑則由磁場(chǎng)強(qiáng)度精準(zhǔn)控制。就像蜜蜂在花間飛舞采蜜一樣，這款機(jī)器人也可懸停、變軌，接近甚至擊中小目標(biāo)。只需改變磁場(chǎng)頻率即可，懸停時(shí)為310赫茲，攀爬時(shí)為340赫茲。

不過，它仍然有一個(gè)致命的缺陷。這些機(jī)器人只能遠(yuǎn)離磁力源約10厘米。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用所需的范圍。但研究人員卻認(rèn)為：“未來或許可以利用無線電或手機(jī)傳輸信號(hào)之類的電磁波來驅(qū)動(dòng)微型飛行機(jī)器人。”

【奇聞電波】

官方指導(dǎo)！國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布青少年減重食譜

體重超標(biāo)跟很多慢性疾病息息相關(guān)，比如高血壓、糖尿病、心血管疾病等等。 有研究預(yù)測(cè)，若人群超重趨勢(shì)得不到有效遏制，2030年我國(guó)成人、兒童超重肥胖率將分別達(dá)到70.5%和31.8%。

國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布了青少年減重食譜。里面都有哪些內(nèi)容呢？可以點(diǎn)擊下方圖片，收聽由《萬物》編輯部推出的音頻節(jié)目【萬物科學(xué)新聞】的第37集！

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撰文 Skin，Ziv，阿嫻

參考資料：

果蠅

[1]https://www.nature.com/articles/s41528-022-00207-2

[2]https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2426180122

地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

[1]https://nypost.com/2025/01/23/science/scientists-discover-two-hidden-mountains-100-times-taller-than-everest/

[2]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E9%9C%87%E6%B3%A2

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