科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)， 你也可以擁有替身使者啦！丨博覽日報

春運(yùn)遇上暴雪！高鐵降速停運(yùn)，

為什么綠皮車還能“冒雪前行”？

一場襲擊東南地區(qū)的雨雪天氣，讓許多高鐵晚點(diǎn)甚至停運(yùn)，但有焦急等待的網(wǎng)友也看到“綠皮車”頂著漫天飛雪一路飛奔。為什么看起來更先進(jìn)的高鐵反而不如“老前輩”綠皮車？

2 月 4 日，武漢鐵路局的微博發(fā)布過一份公告，解釋了冰凍雨雪天氣高鐵大面積晚點(diǎn)的原因，主要包括三點(diǎn)：接觸網(wǎng)覆冰導(dǎo)電不良、道岔結(jié)冰轉(zhuǎn)換不靈活、線路積雪列車降速運(yùn)行。

其中，接觸網(wǎng)覆冰是對高鐵行駛影響最大的。

跟傳統(tǒng)的列車不同，高鐵的動力來源不是傳統(tǒng)的柴油，而是電。這個電就來自于高鐵車廂上方的高壓線。這些高壓線組成的網(wǎng)絡(luò)，就被稱作“接觸網(wǎng)”，或者“架空接觸網(wǎng)”。

高鐵能夠通過一個叫受電弓的結(jié)構(gòu)，跟高壓線連接取電。受電弓將高壓電取到車內(nèi)，經(jīng)過降壓處理，用來驅(qū)動高鐵。但如果電線上出現(xiàn)冰了，弓形頭和電線之間的接觸會受到影響。另外，電線上的冰也可能讓電線變得更重，晃動得更厲害。同樣影響高鐵列車取電，為了盡可能穩(wěn)定地獲取電流，高鐵列車也只能降低運(yùn)行速度，嚴(yán)重的時候只能暫時停車等候。

綠皮車當(dāng)然也會受到道岔結(jié)冰和線路積雪的影響，但因?yàn)樗旭偹俣缺容^慢，再加上鐵路工人的連夜搶修，這些問題對綠皮車行駛影響很小。

另外，綠皮車有不同類型的動力來源，有些綠皮車跟高鐵一樣是純電力驅(qū)動的，有些綠皮車則是靠內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的，還有些綠皮車是靠蒸汽機(jī)驅(qū)動的。所以對高鐵動車組影響最嚴(yán)重的“接觸網(wǎng)覆冰”，對后兩種“綠皮車”來說幾乎沒有什么影響，這才有了高鐵停在路邊等候，而綠皮車呼嘯而過的場景。

圖源：新聞截圖

科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，

你也可以擁有替身使者啦！

在電影《阿凡達(dá)》中，主角沉睡在睡眠倉中，就可以操控一個替身代替自己在外星球活動，這種替身技術(shù)離我們也許不再遙遠(yuǎn)。

上周，來自意大利理工學(xué)院的Stefano Dafarra研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)表了他們最新升級的iCub3替身機(jī)器人系統(tǒng)，讓我們切實(shí)感受到了未來科技的震撼。iCub3是一臺代替真人出現(xiàn)的機(jī)器人。操作者在家中足不出戶，就可以在300公里范圍內(nèi)遙控iCub3機(jī)器人。

機(jī)器人攜帶有VR攝像設(shè)備，可以把實(shí)時場景傳輸?shù)讲僮髡叩腣R眼鏡上，這樣就可以看到機(jī)器人看到的視角。另外，iCub3還攜帶有力學(xué)傳感器、紋理傳感器等，這些感受器把接收到的信號傳到操作者所佩戴的設(shè)備上，就可以讓操作者體驗(yàn)到重量感、碰撞感、紋理感等真實(shí)物理世界的感受。

最新升級的iCub3機(jī)器人特別添加了面部表情功能，可以讀取操作者的面部表情，并且在機(jī)器人的面部也做出相應(yīng)的表情，變得更像“人”了。

研究人員將機(jī)器人帶出實(shí)驗(yàn)室，到現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行測試，檢測了iCub3的一系列新能力，包括奔跑、跳躍等大型活動，以及撿起石頭、下棋等手部的靈活運(yùn)動，替身機(jī)器人都可以順利完成。

與此同時，系統(tǒng)升級使得替身機(jī)器人更容易操作，目前版本的機(jī)器人不需要專業(yè)人士的操作，普通人經(jīng)過學(xué)習(xí)后就可以順利上手。且應(yīng)用場景極為豐富，例如危險工作（水下、荒漠等危險區(qū)）、火星探險、遠(yuǎn)程醫(yī)療等……

iCub機(jī)器人走路、開開關(guān)、看屏幕、開電鉆、拿瓶子、摸石頭 （圖片來源：science.org）

玻璃冒充水晶？兩招教你不再上當(dāng)

玻璃由于價值不高，且與透明水晶的外表形態(tài)十分相似，因此有不法商販將玻璃冒充水晶進(jìn)行售賣！其實(shí)玻璃有很多獨(dú)有的物理性質(zhì)，而這些性質(zhì)可以讓它顯出原形。

和水晶比，玻璃硬度明顯較低。在礦物學(xué)中，有一種反映不同礦物的相對硬度的量表，稱為莫氏硬度計(jì)。水晶的莫氏硬度為7，而玻璃的莫氏硬度僅僅只有5.5左右。我們可以利用這一性質(zhì)差異，對二者進(jìn)行區(qū)分。

由于相對硬度高的礦物可以刻劃相對硬度低的礦物，因此區(qū)分的方法就是找到硬度介于水晶與玻璃之間的一種物質(zhì)對二者進(jìn)行刻劃，即可分辨出來誰是玻璃誰是水晶。小鋼刀正是這種能讓玻璃現(xiàn)形的物質(zhì)，其莫氏硬度在5.5-6之間。

用小鋼刀進(jìn)行刻劃，玻璃上會留下明顯的劃痕，而水晶、瑪瑙和玉髓是刻劃不出痕跡的。但這個辦法商家肯定是不愿意的，這時我們可以用低倍放大鏡進(jìn)行觀察。

當(dāng)我們觀察時，玻璃內(nèi)部會有很多圓形或橢圓形的氣泡出現(xiàn)在視野中，這是玻璃在燒制過程中無法避免的。水晶中雖然有些包裹體，但是與玻璃的氣泡還是區(qū)別明顯。此外水晶還有雙折射現(xiàn)象，但玻璃沒有。

遠(yuǎn)古人類是如何編制繩子的

在中國神話中，有著嫘祖教人養(yǎng)蠶治絲的傳說，可見將天然纖維織成線繩，是原始人類非常重要的技能之一。那么，人類究竟是如何學(xué)會編織繩子的呢？

繩子與其他工具不同的地方在于，造繩子本身就需要工具進(jìn)行輔助。因此，解密遠(yuǎn)古人類如何造繩子的關(guān)鍵，在于找到他們造繩子所用的工具。

2015 年，在德國西南部的霍勒費(fèi)爾斯洞穴 (Hohle Fels Cave) 進(jìn)行的挖掘和沉積物篩查中，發(fā)現(xiàn)了一些零碎的猛犸象牙碎片，拼湊之后可以看出，這是一件完整的象牙器具。這一巖洞的文化屬于歐亞大陸古代奧里尼亞文化，放射性碳測年表明，這些文物距今已有 35,000 至 40,000 年。

由于這件道具顯得非常精美，而且經(jīng)過仔細(xì)雕琢，有四個幾乎等距的小圓孔。還帶有雕刻過的凹槽。于是，當(dāng)時的科學(xué)家認(rèn)為這是一件祭祀用品。

德國圖賓根大學(xué)的 Conard 和比利時列日大學(xué)的 Rots 閑來無事時在檔案館里看到了這件藏品。但二人對所謂的祭祀用品一說表示懷疑。

通過高倍顯微鏡和化學(xué)分析表明，這一文物上沾染了許多植物殘?jiān)?，并且它身上的微觀磨損的方向高度一致，可以推斷肯定是有很多植物從這幾個小孔的一側(cè)被拉到了另一側(cè)。

什么樣的活動會有這種場景呢？二人突發(fā)奇想：編繩子！

很快他們就想出了這件工具的使用方法：將細(xì)細(xì)的植物纖維穿過孔，每根纖維由一個人握住。另一個人握緊工具，而再有一人則將離開小孔的纖維束扭轉(zhuǎn)成單根繩索。

于是，科學(xué)家用木頭、動物骨頭、疣豬裂牙和青銅為材料，各自制作了一個復(fù)制品（這些都是古人類常用的材料），然后嘗試用五種不同的植物纖維以及牛筋作為材料，來編制繩子。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以四到五個人為一組，在 10 分鐘內(nèi)就能制作出 5 米長的堅(jiān)固柔韌的繩索。研究小組發(fā)現(xiàn)，香蒲葉作為繩索材料效果特別好。

這些發(fā)現(xiàn)并沒有解決有關(guān)古代繩索生產(chǎn)的所有懸而未決的問題。但這是第一次記錄了可能用于制造繩索的文物，并展示了它們的工作原理。

相關(guān)成果于2024年 1 月 31 日發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》雜志上。

內(nèi)容綜合自中國科普博覽微博、力學(xué)科普、科學(xué)大院、地球雜志

本文首發(fā)于中國科普博覽（kepubolan）

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