想为新冠疫情出一份力?有电脑就行!科技袁周虑第40期














      

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导读



近日,up主们登上了Science子刊封面,按时更(gu)新(gu)的阿玄阿帅特地发来了贺电!哦原来是斯坦福大学的研究人员制造了一种会飞的半生物机器人,希望通过这项实验,能为人类航空航天工程带来新的启示。
视频中还提到了一颗古怪的恒星,它难以解释的亮度变化有可能是高级外星文明制造的,这就不得不让人思考,如果最后证实这真的是“戴森球”设想,我们要不要回应这个外星文明呢?
另外,本期视频给大家介绍了一个在家就可以帮助研发新冠病毒治疗方法的项目,正全世界寻找志愿者,看完小猿有点心动了~
注:风云之声内容可以通过语音播放啦!读者们可下载讯飞有声APP,听公众号,查找“风云之声”,即可在线收听~


这是【科技袁人】的衍生节目【科技袁周虑】视频,欢迎观看~
视频链接:                                                                         
部分评论:                                                                         
温柔的豪猪
有没有可能整个行星发展成为类似蜂群的一个生命集合体,形成一种“分布式”智慧,有很多个体组合成一个具有智慧行为的超生命体,就像电影阿凡达里的那个星球一样?
水予莲说
用电脑闲置时间来帮助计算,好想法啊
Gadflyc:
女仆机器人是仿人形机器人×
鸽子机器人是仿人形机器人?


精彩呈现:想为新冠疫情出一份力?有电脑就行!                                      

半鸟半机!斯坦福打造鸽子机器人,

原来飞行的秘密藏在羽毛里


X:身为科技区的up主,我最大的一个梦想就是早日拥有百万粉丝还有早日看到机器人女仆的研发成功,那还有呢就是有一天能报道自己的学术研究成果了。虽然这个梦想比较困难,但是我可以退而求其次介绍一篇和up主有关的论文!近日,up主们登上了Science子刊Science Robotics的封面。


S斯坦福大学的研究人员制造了一种半生物的鸽子机器人——PigeonBot。为什么说是“半生物”呢?因为PigeonBot的翅膀是使用40根真正的鸽子羽毛制作的。

X小的时候我们就听说过飞机是人们观察模仿鸟类制作出来的,但是我们日常见到的飞机基本都是“固定翼飞机”,机翼真正能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的叫作“扑翼机”。其实人类研发飞行器最早的方向就是和鸟儿一样的扑翼机,中国在春秋时期就有人试图制造能飞的木鸟。


15世纪时达·芬奇也绘制过扑翼机的草图,之后许许多多渴望蓝天的人们提出多种方案研制扑翼机,却都以失败告终。1809 年空气动力学之父,英国科学家凯利提出了人造飞行器应该将推进动力和升力面分开考虑的设想,使更多人逐渐接受和实践了固定翼技术产生升力的原理,放弃了单纯模仿鸟类的扑翼飞行。由于空气动力学,翼型和材料等等问题的困难,直到今天还没有实用的扑翼机被制造出来。

S所以科学家们仍然希望通过研究鸟类的飞行来给航空航天工程带来新的启示,让我们回到这个鸽子机器人上来,PigeonBot重量280g,翅膀展开长度为80cm,可以像真正的鸟类一样以很小的半径进行稳定的转弯动作,研究人员通过PigeonBot去了解鸟类如何通过改变翅膀的形状来维持、控制飞行。

X其实看到这双羽毛做的翅膀,不禁让我想起了希腊神话里的伊卡洛斯,他没有听从父亲代达罗斯的告诫飞得太高,导致蜡封的羽翼散开坠海而亡。神话中人造的羽翼终究没能飞上高空,而如今承载着科学的这双翅膀却拥有着更远的征途。

戴森球


S:在科技袁人第二期节目中(科技袁人第二弹:有人觉得中国科技太弱,因为全世界除了中国只有一个国家:“外国” | 风云之声),袁老师一开始就向大家介绍过,原苏联物理学家卡达谢夫根据文明所能利用的向外通信的能源的等级把文明分为三级,其中一级为利用整个行星,二级为利用整个恒星,而三级则是能利用整个星系的能量来向外通信。根据测算目前地球大约处于0.72型的文明。而其他外星文明存在与否,处于什么阶段,对人类来说都还只是停留在无尽的想象。


X:其中可以说是最著名而疯狂的猜想,就是“戴森球”了。很遗憾,它的提出者著名物理学家弗里曼·戴森于当地时间2月28日在普林斯顿因病去世,终年96岁。借着这个机会,今天我们向大家回顾介绍一下戴森球的故事,也愿戴森教授安息。

图片来源:环球科学
https://www.linkresearcher.com/information/50e0e21e-ac5e-4dd7-b930-bb921747abc1

弗里曼·戴森(图片来源:quanta magazine)

S:最早戴森教授就曾受奥本海默的邀请参与了美国的猎户座计划,这一计划意图探索通过可控核爆炸推动航天器的可能性,想必三体中的阶梯计划灵感便来源于此。不过,随着《部分禁止核试验条约》的签订,猎户座计划宣告终结。在20世纪60年代,戴森提出了戴森球的设想,一些对能源极度渴求的高级外星文明可能会将他们的主星用太阳能收集器包裹起来,这样便能吸收主星的全部星光。这样疯狂的想法,在2014年得到了证实的机会

X:2014年,当时还是耶鲁大学博士后的塔贝萨·博亚吉安(Tabetha Boyajian),从开普勒空间望远镜的观测数据中,发现了一颗亮度变化难以解释的古怪恒星。正常来说,我们利用望远镜观测到的恒星的亮度受到绕其旋转的行星影响发生周期性的变化是很正常的,也就是我们常说的凌星现象。但这颗博亚吉安之星的亮度变化曲线则显得难以捉摸,类似于凌星现象的凹槽看起来会随机出现,其中的一些只持续几个小时,另一些则长达几天甚至几个星期。有些时候,这颗恒星的亮度会降低1%左右,但另外一些时候,恒星的亮度竟然会降低20%之多,没有任何人类已知的行星系统可以产生如此极端、变化如此之大的光变曲线。另外,在开普勒望远镜观测的4年时间里,博亚吉安之星整体亮度变暗了3%,这对于生命尺度以十亿年计的恒星来说是几乎不可能的。这两个奇怪的现象引起了科学家们的关注。

S当然,目前对博亚吉安之星还没有定论,科学家们也没有找到一个可以同时解释这两个现象的自然假设。越来越多的天文爱好者也就此相信,博亚吉安之星可能就是一个戴森球,巨型的外星工程建造了数量巨大的能量收集板。这些收集板围绕在主星周围,轨道不同,大小各异。随着能量板密集和稀疏的部分在我们的视线方向上进进出出,我们就会看到恒星出现各种时间尺度的亮度变化。当然,任何科学的假设也需要科学的证据,相关的研究也一直都在紧密进行中。博亚吉安教授也正在利用位于西弗吉尼亚的绿岸基地,没错,正是三体中红岸基地的原型,对博亚吉安之星进行观测。全球各地的天文观测机构也在各方面尝试印证着各种假设。如果在我们有生之年能够得到肯定的答案的话,弹幕的大家认为,要不要回答呢?


袁岚峰评论:



戴森是我非常崇敬的科学家和思想家。他是量子电动力学的第四号创始人,很可惜没有得诺贝尔奖。

戴森做过一个著名的演讲《飞鸟与青蛙》,开头一段是:
“有些数学家是鸟,其他的则是青蛙。鸟翱翔在高高的天空,俯瞰延伸至遥远地平线的广袤的数学远景。他们喜欢那些统一我们思想、并将不同领域的诸多问题整合起来的概念。青蛙生活在天空下的泥地里,只看到周围生长的花儿。他们乐于探索特定问题的细节,一次只解决一个问题。我碰巧是一只青蛙,但我的许多最好朋友都是鸟。”






然后,他介绍了很多他的朋友们的故事,其中包括伟大的数学家外尔、冯·诺依曼等人。对于中国人来说,他的朋友中最著名的叫做——杨振宁。

最近,我看了一篇精彩的传记文章《戴森传奇》,是我的朋友林开亮博士写的,欢迎大家到风云之声去看全文。此文的开头说,2012年戴森在给作者林开亮的信中写道:
“在我的生命中,三样头等重要的东西依次是:家庭,朋友和工作。因此我最大的贡献就是将六个孩子抚养成人,他们在不同的行业中都取得了成功并且拥有了各自的家庭。我的工作并没有这等重要。而且,也许我作为作家的工作要比作为科学家的工作更为重要。”






这话本身已经很感人了,后来我查了一下,他有个女儿叫做埃丝特·戴森(Esther Dyson),被称为IT领域最有影响力的女人,个人资产500亿美元!好吧,这话变得更感人了,而且我也理解戴森为什么对没得诺贝尔奖如此淡定了。100万美元的诺贝尔奖金,简直不值一提啊!

这是开个玩笑。人类将来很可能要用戴森球来提升文明等级,戴森的价值显然在大多数诺贝尔奖得主之上。老爷子对一切都看得十分通透,这正是我崇敬他的原因。
                     

联合算新冠病毒


X:之前的节目中我们多次说过,对普通大众来说,尽量不出门就是对疫情的最大支持了。而现在,你的电脑也能参与到这场战疫中来了。近日,由斯坦福大学潘德实验室主持的Folding@home(以下简称FAH)分布式计算项目,正式向全世界发出邀请,寻找志愿者利用家里闲置的计算机,帮助研究人员开发新型冠状病毒的治疗方法。

S:我们知道,这次的新型冠状病毒是SARS病毒的近亲,也都是通过刺突蛋白与肺部的受体蛋白结合从而感染。由于生物体中的蛋白质实际发挥作用的时候会摆动、折叠和以多种形状展开呈现,而只有了解了其各种状态,我们才能明确它是如何与人体蛋白相互作用的。这对开发治疗抗体以及设计疫苗等,都有巨大的帮助。这样的结构建模计算需要大量的计算能力,召集全世界的志愿者的电脑参与其中成为了比较经济的一种方式。

XFAH就是一个利用全世界志愿者的电脑,来研究蛋白质折叠、误折、聚合及由此引起的相关疾病的分布式计算工程。它成立于2000年,曾完成包括阿兹海默症、疯牛病、囊性纤维病以及多种癌症相关的项目研究,目前发表的科学论文超过了100篇,其计算能力综合更是达到全球超级计算机TOP10水平。全世界的志愿者只要下载其客户端,就可以参与其中,软件会在计算机负载较低的时候自动调用cpu及gpu的算力,为相关的蛋白质研究做一份贡献。

Folding@home项目汇聚的计算能力,已经超越2012年底,全球排名第二的超级计算机
图片来源:中国分布式计算总站

S值得一提的是,FAH甚至可以调用索尼PS3游戏机的资源,至今已有超过百万名 PS3 玩家注册参与。之前很火的某韩国动画中的大叔要是知道这个,估计也不会拿路由器做伪装了。总之,愿意参与进来的观众朋友可以前往中国分布式计算总站www.equn.com,其中就有完整参与FAH的教程指南。无聊在家的时候,不妨试试关闭游戏打开FAH的客户端,相信在听见风扇的呼啸的同时,你也一定能感受到为人类的健康事业做贡献的充实,且枯燥。(要是能忽悠朱一旦用他19w的imacpro参与一下拍个视频,那是真原汁原味的枯燥了)

AI“黑头盔”


随着疫情情况的逐渐好转,越来越多的城市下降公共卫生事件响应级别,越来越多的人们走上街头,但是我们却不能掉以轻心,在这个时候又有新的黑科技产品出现了。
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图片来源:新智元

3月2日,成都春熙路街头,头戴智能头盔的工作人员正为市民排查体温。智能头盔通过固定在头盔上的红外摄像头,可以毫秒级反应捕捉5米内市民的体温,头盔内有一块VR显示屏来展示人们的体温。看着这个画面,不得不说科幻感十足,这个头盔可以在两分钟内完成上百人队伍的发热人员筛查和记录,那基本就是一秒一人了,提高了检查效率。

?图片来源:新智元

有网友表示,成都已经开始cyberpunk化了,确实,所以某些厂商要小心了,《cyberpunk2077》要是再这么跳票下去,说不定上线的时候就变成《模拟人生5》了。


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背景简介本文是“科技袁周虑”视频节目的内容介绍,视频发布于2020年3月10日(https://www.bilibili.com/video/av94988662?)。
责任编辑祝阳

文章转载自微信公众号:风云之声

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