人十分鐘能吃下多少熱狗?83個不能再多了……丨一周科技

2021-01-17 澎湃新聞

原創 見文末 果殼

歡迎收看一周科技。溫馨提示：安全起見，請勿嘗試挑戰標題中的極限……

鉛筆畫電路

如何製造能貼在皮膚上的輕薄傳感器？最簡單的答案可以是：拿張紙，然後用鉛筆畫一個。

利用鉛筆在紙上畫出的各種電路設計 | Yadong Xu et al

在本周的《美國國家科學院院刊》上，研究者們介紹了一種可以貼在皮膚表面的電路裝置[1]，製造它所需的兩種主要原料是：隨處可見的普通列印紙，以及高石墨含量、筆跡容易導電的9B鉛筆。利用鉛筆在紙上描繪電路圖樣，然後噴上一層方便貼合皮膚的塗層，再結合其他一些元件，就製成了各種可以貼在皮膚上的傳感器。利用這些裝置，可以持續檢測體溫、心電圖信號、呼吸頻率等一系列生理指標，記錄信號的質量可以達到與常規方法相當的水平。

研究者展示鉛筆畫與LED、電池組成的電路 | Yadong Xu et al

貼在皮膚上的傳感器此前也有很多，而這一次的新設計勝在便宜：紙張和鉛筆都是十分便宜易得的材料，畫電路也不需要複雜的加工工藝。

大胃王

人十分鐘最多能吃下多少熱狗？這可能是你從未想過的問題，但卻成了本周一項生物學研究的課題[2]。

納森吃熱狗大賽 | Major League Eating

在這項神奇的研究中，論文作者分析了每年在美國紐約舉行的「納森吃熱狗大賽」近40年的歷史數據，利用數學模型估計了人類大胃王們快速進食的極限。作者表示，從吃熱狗大賽的數據來看，人類理論上可以在10分鐘的快速進食中達到大約832g/min的攝食速度——也就是說，極限是每分鐘吃下8.32個熱狗，在10分鐘的比賽中一共吃下83個。而目前，參賽選手在該比賽中創造的實際最高記錄是75個。在過去不到40年中，吃熱狗比賽的最好成績提升了大約700%——與那些體育項目的記錄相比，提升幅度相當驚人。

那麼，又為什麼要研究這個呢？其實，動物快速進食的能力也算是演化生物學的一個研究課題。野外覓食不確定性高，快速進食有時會成為促進動物生存的演化優勢——不過對不愁吃飯的現代人而言，狼吞虎咽帶來的恐怕更多只是消化問題了。

節能飛行

安第斯神鷲（Vultur gryphus）可以 5 小時飛行 172 千米——其間完全不用拍動翅膀。

安第斯神鷲（Vultur gryphus） | Pedro Szekely/Wikipedia

安第斯神鷲生活在南美洲，體型龐大，重可達 15 千克，翼展達 3 米。2013～2018 年，研究者對 8 只安第斯神鷲進行追蹤，記錄了超過 200 小時的飛行記錄。結果發現，這些大鳥的飛行方式相當節能：它們只在 1.3% 的飛行時間裡撲動翅膀，其餘時間都處於不拍翅膀的滑翔狀態；最誇張的時候，它們可以 5 小時滑翔 172 千米。

撲動翅膀的情況，75% 都發生在起飛階段；這個過程相對耗能，安第斯神鷲會避免不必要的起飛和著陸。研究者還發現，不動翅膀的滑翔大多發生在有風但平靜的天氣裡；撲動翅膀則通常發生在有緩慢上升氣流的清晨。這項研究發表在本周的《美國科學院院刊》上[3]。

甲蟲攝像頭

來自華盛頓大學的研究人員在甲蟲的後背上裝備了迷你攝像頭，能以甲蟲的視角實時傳輸周圍環境的影像[4]。攝像頭通過藍牙將160*120像素解析度的圖形傳輸給智慧型手機，傳輸速度達到了每秒1-5幀。

Mark Stone/University of Washington

相比起昆蟲形狀的機器人或無人機，這種裝在甲蟲身上的攝像頭在節能方面有很大優勢。攝像頭重量僅0.5克，由鋰聚合物電池驅動，能在持續傳輸信號的狀態下連續工作超過1個小時。攝像頭還內置了加速度傳感器，可以被設置為只有在甲蟲移動時才進行影像拍攝，這種工作模式下的續航更是能長達6個小時。雖然目前還無法控制甲蟲的運動，但通過釋放數十上百個配備攝像頭的甲蟲，研究人員能更全面地對未知環境進行監測並繪製地圖。

甲蟲在行走中記錄下的圖像（0.5倍速播放） | Vikram Iyer et al

超黑深海魚

在深海魚的身上也存在著深不見底的黑色，超黑皮膚能幫助它們在微弱光線的環境下更好地隱藏自己。

一隻角高體金眼鯛（Anoplogaster cornuta）。在強曝光的照片中它顯得不是那麼黑，但體表的低反射率足以幫助它在深海隱身 | Karen Osborn, Smithsonian

本周《當代生物學》上的一項研究發現，至少有16個深海魚物種存在超黑的皮膚，它們對光線的反射率在0.5%以下[5]。在「超黑魚」的皮膚中，存在著緊密排列的黑素體結構，這些黑素體的大小、形狀和排列方式都有利於降低光線反射，達到比普通黑色生物更黑一籌的效果。這種超黑結構存在於親緣關係相當遠的深海魚類當中，這提示它可能多次在不同物種中獨立演化。

與此前相比，深海魚的超黑皮膚結構更簡單，於是也更方便工程師模仿，或許能催生更容易製造的人工超黑材料。

題圖：吃熱狗大賽目前的男子組紀錄保持者，在10分鐘比賽中猛吞75個熱狗的Joey Chestnut。拍攝者：Richard Drew

參考文獻

[1] https://www.pnas.org/content/early/2020/07/09/2008422117.short

[2] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2020.0096

[3] https://www.pnas.org/content/early/2020/07/09/1907360117

[4] https://robotics.sciencemag.org/content/5/44/eabb0839

[5] https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(20)30860-5.pdf

作者：麥麥，矩陣星，窗敲雨

原標題：《人十分鐘能吃下多少熱狗？83個不能再多了……丨一周科技》

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