迷惑!奶牛走直线,用指尖发电……搞这些研究的人是工作不饱和吗?
果壳
科学和技术,是我们和这个世界对话所用的语言。7小时前
出处 | 果壳(Guokr42)
虽然科学研究通常看起来高端又大气,但有些论文的思路还是让人忍不住满头问号,怀疑研究者是不是为了冲击搞笑诺贝尔奖才搞科研的。AI 今天就给大家介绍几项最新的迷惑研究,看看科学家们又做了什么突破想象力的事——
必须说明的是,这些研究虽然迷惑,但都是经过了同行评议、发在正经期刊上的正经论文。虽然思路清奇,但研究者们确实在尝试揭开一些藏于角落的科学奥秘。
发明杯垫发射器
几个物理学家出门旅行时去了趟酒吧,边喝酒边比赛谁能将杯垫扔到最远,结果发现了一个理所当然的物理现象:杯垫被扔出后,很快会发生偏转,偏离直线路径,落在地面上。
酒吧里一般会提供纸质杯垫吸收杯壁留下来的冷凝水 | Owl
这群来自波恩大学的科学家们不认输,为了搞清楚杯垫为啥飞不远,他们不仅建模分析,还做了个杯垫发射器,模拟不同初始状态下杯垫的飞行情况,并用高速相机进行记录。
发射!| 参考资料[4]
研究人员们通过控制初速度、旋转速度和旋转方向等因素,分析了不同状态下杯垫的运动情况。他们发现,杯垫被扔出去后,不可能始终保持着初始的角度——由于重力作用的存在,杯垫会不断“降落”;同时,流动的空气会在杯垫前段产生升力。再结合自身的旋转,杯垫就会出现偏转:顺时针旋转的杯垫会向左偏,逆时针的则向右偏。
这个研究为类似的扔纸牌、投掷 CD 等活动也提供了理论分析与支持,最近发表于《欧洲物理学杂志Plus》(The European Physical Journal Plus)。如果你想投远一点,可以把杯垫立起来丢,同时让它旋转得快一点。
哦对了,如果你想试试看,记得找个空旷点的地方。要不你还得像这些研究者一样,在论文里面向那些被纸杯垫打到的无辜人士道歉。
让奶牛走直线
来自荷兰和瑞典的一群研究人员,给奶牛们安排了一个匪夷所思的任务——走直线。他们因此还在《公共科学图书馆:综合》(PlOS ONE)上发了论文。
科学家没喝醉,但他们让奶牛走直线 | 参考资料[1]
研究者选择了 17 头健康的奶牛,让它们分别走过长为 72 米的走廊。为了获得稳定的数据,他们煞费苦心让奶牛来来回回走了两遍;同时,保持一定距离地尾随奶牛,以免它们像中国好声音的导师一样突然转身,鼓励它们“勇往直前”。
这个研究在干什么?是什么奶牛走秀大赛初赛吗?还真说对了一半:为了分析它们直线行走时的步态。
跛行已经成为了奶牛的第二大类疾病,这不仅会危害奶牛的健康,也对养殖农场的效率产生影响。科学家们为了能够更早发现相关症状,一直在研究识别跛行的方法。不过天天盯着奶牛、让它“没病走两步”可有点麻烦,本次研究给每只奶牛装上了 11 个传感器,它们会记录下奶牛运动时不同部位的速度信息;通过分析这些传感器记录下的信息,研究人员就能得出健康奶牛的步态特征。而让奶牛统一走直线,能方便研究者建立模型进行分析。
在奶牛身上不同部位安装了传感器 | 参考资料[2]
虽然这些设备在日常农场的管理中可能不太实用,但这次研究还是给奶牛的步态分析提供了非常细致的数据资料,对未来进一步研究奶牛跛行的特征提供了建议。
奶牛:也算是没白走了。
给蜜蜂喂咖啡因
另一群科学家则选择给蜜蜂喂咖啡因。
欧洲熊蜂:咖啡因?你们社畜自己留着就行!| Holger Casselmann / Wikimedia Commons
自然界中,咖啡、柑橘等植物的花蜜中都有咖啡因,这能保护植物、避免被动物啃食。但科学家发现,蜜蜂不仅不像其他动物一样厌恶咖啡因,反而能记住含咖啡因的花朵在哪儿,频繁到这些花上采蜜。它们反复采集含咖啡因的花蜜,是为了得到咖啡因,还是因为记住了这些花的特征呢?
研究者找来了欧洲熊蜂,给它们分别喂了含咖啡因或不含咖啡因的蔗糖水;这些糖水散发着草莓花气味,能帮助熊蜂建立起气味与糖水的联系。随后,熊蜂进入简陋采蜜场,这里摆了装有糖水的人造花,这些糖水全不含咖啡因,其中一半是草莓花味的。
实验室内搭建的简陋采蜜场和“人造花”糖水罐 | 参考资料[2]
如果积极采蜜是为了咖啡因,这些不含咖啡因的糖水,对所有熊蜂的吸引力都一样。但喝了咖啡之后,熊蜂的学习和记忆能力增强了!摄入了咖啡因的熊蜂更愿意扑向草莓花气味的人造花,它们更能记住“草莓花气味-糖水”的记忆线索。
但正如你早上喝咖啡、下午还是困,咖啡因对熊蜂的作用时间也有限——时间一久,它们就不记得草莓花气味和糖水的关联了。别以为研究者是在浪费咖啡因,他们将这项研究发表在《当代生物学》(Current Biology)上,希望能为农业提供帮助。如果养蜂场里的蜜蜂能记住指定的蜜源植物,而不是乱入附近的野花丛,这将能够提高蜂农的投入产出效率。
认真打工的蜂界社畜 | Jan-Hendrik Dudenhöffer
揭开粉色饮料的奥秘
对于人类来说,怎么样才能跑得更快、更远、更开心?英国威斯敏斯特大学营养学中心的研究人员给了一个看起来不太靠谱的主意:试试粉红色的饮料。
以往的研究表明,用含碳水化合物的饮料漱口可以提高运动表现。研究人员怀疑,这可能是粉红色饮料产生的安慰剂效应——粉红色看起来和甜度有关,人们会因此产生摄入碳水化合物的渴求。
这会让人感觉充满能量吗?| Pixabay
研究人员让参与者以自选的速度在跑步机上跑 30 分钟。在锻炼过程中,他们可以用两种人工甜味饮料来漱口——一种是透明无色的,一种是粉红色的。粉红色饮料只是多加了点食品色素,除此之外与无色饮料完全一样。
结果显示,相比用无色饮料漱口,当用粉色饮料漱口后,参与者平均多跑了 212 米,平均速度也提高了 4.4%,甚至跑步时还感觉更加快乐。
发现商机:到健身房售卖粉色饮料!| Pixabay
这个发表在《营养前沿》(Frontiers in Nutrition)上的研究,看起来奇怪,实际上探索的是安慰剂效应能否激活大脑的奖励区域。从结论来看,粉红色的饮料似乎真的可以骗过大脑,让大脑以为身体真的摄入了糖分。不过,这项研究只有 10 名参与者,样本数量非常少,而且也没有其他确切的证据表明粉红色饮料可以让腿迈得更快。
尝试用指尖发电
最后的这项研究,科学家则尝试找到新的能量来源——指尖发电。
这并不需要大家先去学习“葵花点穴手”之类的功夫;只要手会出汗,科学家就能从你的指尖收集到能量,就算你在睡觉也没问题。
当指尖排汗的时候,汗液里存在着高浓度的乳酸。加州大学圣地亚哥分校的科学家们,开发了一种发电装置;他们在电极里加入一种酶,能让乳酸和汗液里的氧发生反应。
指尖触碰装置时的复杂反应 | 参考资料[5]
氧化还原反应的本质就是电子的转移,电子一转移就会有电流,利用这种原理来发电仿佛也合理。不过,指尖那一小块地方能行么?
科学家说,指尖是人体汗腺分布最密集的地方,就算我们没在运动,指尖一样会出汗。当我们摸到一个东西,很容易留下指纹,那其实就是汗液的残留。而如果我们用指尖去按压发电装置,汗液的反应便会产生电能:
按下——发电!| 参考资料片[5]
还有一种更直接的方式,是把发电装置绑在指尖。那么不论在开车、在喝水、在玩手机、在双手打字,都可以随时发电,不用再去特意按压发电装置——不过,记得别贴在指纹解锁的那只手指上。
随时随地发电 | 参考资料[5]
就算人在睡觉,没有自主运动,没有机械输入,每平方厘米的装置依然能在 10 小时内收集 300 毫焦的电能。按照北京居民用电价格计算,这大概相当于人民币 0.00000004 元。假如 10 根手指都绑上发电装置,睡上 2500 万小时就可以够 1 元电费了。
攒电费当然只是开个玩笑,但这个看起来有些荒诞的装置,不仅发表在了《焦耳》(Joule)期刊上,研究者还真的用它收集到了一些电能。科学家试着用从指尖实时收集到的能量来给一枚电铬显示屏供电,显示数字不成问题:
“我把手机号码打给你。”然后,一小时过去了……| 参考资料[5]
说不定,这样天马行空的想法,有一天真的就派上用场了呢。
参考文献
[1] M. Tijssen, F. M. Serra Braganςa, et al. Kinematic gait characteristics of straight line walk in clinically sound dairy cows (2021). Plos One. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253479
[2] Sarah E.J. Arnold, Jan-Hendrik Dudenhöffer, et al. Bumble bees show an induced preference for flowers when primed with caffeinated nectar and a target floral odour (2021). Current Biology https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.06.068
[3] Daniel R. Brown, Francesca Cappozzo et al. Artificially-Sweetened Solution Improves Self-Paced Running Performance and Feelings of Pleasure in Habitually Active Individuals (2021). Frontiers in Nutrition https://doi.org/10.3389/fnut.2021.678105
[4] Johann Ostmeyer, Christoph Schürmann & Carsten Urbach. Beer Mats make bad Frisbees (2021). The European Physical Journal Plus https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-01732-1
[5] Lu Yin, Jong-Min Moon et al. A passive perspiration biofuel cell: High energy return on investment (2021). Joule https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.06.004
作者:Owl,小毛巾,栗子,麦麦
编辑:麦麦,窗敲雨