可浸泡的无人机、多刺细胞和面部追踪的黑猩猩:本周精选科学 GIF 动图

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您可能认为 GIF 只是用来分享表情包和反应的完美工具。我们认为这种格式的应用范围更广,它有真正的力量以简短、易于理解的循环方式捕捉科学并解释研究。

所以,用这些可以制作成 GIF 的科学动图开启您的一周吧。欣赏并循环播放。

无人机出水


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无人机和水通常不相容。(事实上,YouTube 上一些最受欢迎的无人机视频是“史诗般的”水上救援。)但是,英国研究人员开发了一种新型无人机,可以从海上移动到空中,然后再返回。这种固定翼飞行器使用一股气体从水中发射。研究人员表示,日本飞鱿的能力激发了他们的设计灵感。

这种水陆两栖滑翔机可以漂浮在水面上,即使海面有些波涛汹涌(但大浪是个问题)。当它准备飞行时,进水系统可以让它调整角度,为起飞做准备,并且它可以从水中发射后飞行高达 85 英尺。研究人员希望将他们的跳跃滑翔机(或原型的未来演变)带入恶劣的环境中,例如自然灾害区,进行采样和监测。

第一缕曙光

宇宙中的所有物质都是在大爆炸发生后不到一秒的 138 亿年前产生的。但是,恒星、行星和其他天体并非凭空出现,而是通过宇宙演化的连续阶段形成的。

这个动画描绘了宇宙在称为再电离时代的一个阶段的一部分。就在大爆炸之后,发光的等离子体(热的、电离的气体)充满了膨胀的宇宙。随着宇宙的增长,等离子体变得更加稀薄和寒冷,直到变成黑暗的中性气体,如上图红色所示。最终,这部分气体聚集在一起形成恒星,恒星用它们耀眼的光芒重新电离了周围的氢气。

研究人员根据再电离时代之前和期间中性氢发出的无线电波创建了动画。这些 120 亿年前的发射很难被检测到(尤其是在人造无线电波的噪声中),但研究人员已经使用了新技术将信号从噪声中提取出来。他们现在能够排除再电离快速或在非常寒冷条件下发生的更极端的模型。然而,仍有许多分析工作要做,以缩小再电离时代开始的确切时间和持续时间。

亲爱的皮克斯,人工智能正在抢你们的工作

这个 GIF 不是某人动画入门课程的家庭作业。移动的火柴人是由 Language2Pose 制作的,这是一种新的计算机模型,可以根据文本指令生成动画。它由卡内基梅隆大学的研究人员设计和构建。

让计算机将自然语言翻译成复杂的身体动作并非易事,而且角色的动作有时看起来很奇怪(或看起来有点醉醺醺的)。但这些最初的、有时是拙劣的步骤指向了一个未来,在这个未来,复杂的动画可以直接从剧本生成。现在,我们可以对计算机未能理解这个输入而感到高兴:“一个人模仿鸡拍打翅膀。”

黑猩猩正在进行面部追踪

面部识别不仅仅适用于人类:研究人员开发了一种新的软件,可以识别个体黑猩猩的面孔。他们用几内亚的 1000 万张野生黑猩猩图像训练计算机模型,使其能够识别各种姿势甚至在弱光、低质量视频片段中的个体。这项技术可以帮助灵长类动物学家跟踪猿类的种群和社交行为,补充他们在野外进行的短期观察。该软件背后的研究人员已将其开源,并希望其他科学家将其应用于他们自己对其他物种的研究。

不要以貌取细胞

我们体内充满了细胞,但这并不意味着我们对它们的实际样子或它们的结构如何影响它们的功能了解很多。造成这种不确定性有几个原因。活细胞非常脆弱,甚至会被我们用来观察它们的光所扰动。它们也很难孤立地成像(而不会杀死它们或改变它们的行为)。此外,它们是三维的;人们不能简单地移动扫描仪从各个角度观察它们,而且它们通常处于运动状态——这使得它们更难研究。

你在这里看到的是一个肺细胞——具体来说,是那种保护你免受空气传播的病原体和污染物的侵害的细胞。这个细胞已经被改造为研究肺癌的模型。你看到的尖刺被称为丝状伪足。德克萨斯大学西南医学中心的研究人员使用机器学习来帮助分析细胞形状的变化如何与细胞内部发生的信号相关联。他们认为,通过改进对细胞表面特征的分析,科学家们可以更好地了解它们在体内的运作方式。

Jeff DelViscio is currently chief multimedia editor/executive producer at 大众科学. He is former director of multimedia at STAT, where he oversaw all visual, audio and interactive journalism. Before that, he spent more than eight years at the New York Times, where he worked on five different desks across the paper. He holds dual master's degrees from Columbia University in journalism and in earth and environmental sciences. He has worked aboard oceanographic research vessels and tracked money and politics in science from Washington, D.C. He was a Knight Science Journalism Fellow at the Massachusetts Institute of Technology in 2018. His work has won numerous awards, including two News and Documentary Emmy Awards.

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Kelso Harper is an award-winning senior multimedia editor at 大众科学. As a producer, editor and host, they work on short documentaries, social videos and 大众科学's podcast Science Quickly. They have a bachelor's in chemistry from Johns Hopkins University and a master's in science writing from MIT. Previously, they worked with WIRED, Science, Popular Mechanics, and MIT News. Follow them on LinkedIn and Instagram.

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