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【第41期】看點(diǎn)
科學(xué)新聞
如何鼓掌才能又響又長(zhǎng)？ 科學(xué)家招了10個(gè)人瘋狂鼓掌， 終于把鼓掌這件事拿捏了
?悉尼垃圾填埋場(chǎng)快被擠爆了！ 來(lái)幫忙處理垃圾的居然是……蛆？
大開(kāi)眼界
機(jī)器人外骨骼讓鋼琴家手指“起飛”：媽媽再也不用坦心我彈琴了
奇聞電波
尿真的值錢(qián)啊家人們！只要通電就能變成液體黃金了
如何鼓掌才能又響又長(zhǎng)？
科學(xué)家招了10個(gè)人瘋狂鼓掌，
終于把鼓掌這件事拿捏了
拍拍雙手鼓掌就能發(fā)出聲音，這個(gè)道理大家都懂，但是鼓掌背后還有很多學(xué)問(wèn)，不同的手勢(shì)，不同的力度等都會(huì)影響你鼓掌的聲音。
而最近的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家深入了解了鼓掌的物理機(jī)制，并且給出了一些詳細(xì)的鼓掌小技巧。
為了研究這個(gè)課題，科學(xué)家們招募了10名被試者，讓他們用3種不同的手勢(shì)拍手20～30次，還用嬰兒爽身粉來(lái)觀察拍手產(chǎn)生的氣流。另外，研究者還制造了一只硅膠仿真手，用來(lái)模擬人類(lèi)的拍手聲。
事實(shí)上，2020年的一個(gè)研究也探索過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)希臘的研究者讓被試者用11種手勢(shì)拍巴掌，甚至還有用手指反向?qū)?zhǔn)手心的奇怪拍法，最后發(fā)現(xiàn) 手勢(shì)呈“杯狀”時(shí)拍的巴掌是最響的，可以達(dá)到80分貝 。同時(shí)，他們還得出一個(gè)結(jié)論： 看似簡(jiǎn)單的鼓掌，可以被類(lèi)比為一個(gè)亥姆霍茲共振器。
最后3個(gè)是什么清奇的鼓掌方法……｜參考資料2
從圖中可以看出，亥姆霍茲共振器中，聲波會(huì)先進(jìn)入一個(gè)小開(kāi)口，在特定條件下空腔空氣可以發(fā)出共振。而最近的這項(xiàng)研究就證明了， 鼓掌并不是兩個(gè)手掌固體之間發(fā)出的聲音，而是像亥姆霍茲共振器一樣，在內(nèi)部產(chǎn)生了共振腔。
亥姆霍茲共振器是一種簡(jiǎn)單而有效的聲學(xué)裝置。｜sy.uestc.edu.cn
同理，亥姆霍茲共振器的效果會(huì)因?yàn)榭涨?、頸部等形狀產(chǎn)生變化， 而雙手呈杯狀鼓掌時(shí)，也會(huì)因?yàn)槭謩?shì)發(fā)出不同、響亮的聲音 。當(dāng)你看到這里的時(shí)候，不如試試不同手勢(shì)發(fā)出的聲音是否有所不同。
研究者在這樣的基礎(chǔ)上，還發(fā)現(xiàn)了其他的影響因素，和手勢(shì)相比，它們的影響比較小，但和鼓掌聲音的延續(xù)有關(guān)， 拍手速度越快，初始聲音越大，而皮膚彈性越低，聲音持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) 。
?悉尼垃圾填埋場(chǎng)快被擠爆了！
來(lái)幫忙處理垃圾的居然是……蛆？
澳大利亞每年要處理730萬(wàn)噸食物垃圾，其中有大約34%來(lái)自家庭食物浪費(fèi)。 往常這些垃圾會(huì)被送往垃圾填埋場(chǎng)，經(jīng)過(guò)處理后變成甲烷氣體釋放到大氣中。甲烷和二氧化碳一樣，也是一種溫室氣體，然而它對(duì)大氣的破壞力是二氧化碳的 25 倍。
悉尼市長(zhǎng)Clover Moore說(shuō)：“我們已經(jīng)沒(méi)有地方處理垃圾了，回收垃圾真的很重要。不僅要回收，還要讓垃圾變廢為寶?！?/p>
去年6月，悉尼市政府跟一家垃圾處理公司達(dá)成合作，準(zhǔn)備使用蛆蟲(chóng)來(lái)分解食物垃圾。
他們計(jì)劃將黑水虻的幼蟲(chóng)和食物垃圾放在一個(gè)集裝箱大小的處理箱內(nèi)，每個(gè)處理箱能容納1000萬(wàn)~1500萬(wàn)只蛆蟲(chóng)，并利用機(jī)器收集數(shù)據(jù)，為幼蟲(chóng)降解垃圾提供理想的溫度、濕度和空氣。
黑水虻幼蟲(chóng)被放在這種處理箱中。丨Nick Langley / City of Sydney
黑水虻幼蟲(chóng)吃掉垃圾后，排出的糞便可以為農(nóng)場(chǎng)提供肥料；幼蟲(chóng)本身也可以被加工成蛋白質(zhì)，用來(lái)喂養(yǎng)魚(yú)類(lèi)和家禽，還可以做成寵物食品。
今年1月以來(lái)，悉尼市政府在黑水虻幼蟲(chóng)的幫助下成功分解了近90噸食物殘?jiān)?/strong>。他們計(jì)劃在12個(gè)月的試驗(yàn)期內(nèi)，處理來(lái)自22500戶(hù)家庭的500噸食物殘?jiān)?/p> 食物浪費(fèi)對(duì)農(nóng)業(yè)、氣候變化和其他環(huán)境問(wèn)題造成了嚴(yán)重影響，根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的統(tǒng)計(jì)，不管是處于哪種經(jīng)濟(jì)水平的國(guó)家，都面臨著食物浪費(fèi)的挑戰(zhàn)，哪怕在糧食短缺的地方也一樣。聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一是到2030年，將零售和消費(fèi)層面的人均糧食浪費(fèi)減少一半。 在防止浪費(fèi)的基礎(chǔ)上，處理過(guò)剩食物的最優(yōu)策略是將剩余糧食捐贈(zèng)或以其他方式給需要的人，其次是用作動(dòng)物飼料、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或是作為能源利用，最后才是垃圾填埋。 通過(guò)生物降解的方法處理垃圾正是取代垃圾填埋的一種很好的方法。其實(shí)很早就有人開(kāi)始實(shí)踐用蠕蟲(chóng)處理食物垃圾，或者在家自制“食物垃圾降解箱”，在里面勤勤懇懇勞碌的功臣通常是蚯蚓。 家庭自制蠕蟲(chóng)堆肥箱的示意圖。丨unclejimswormfarm.com 之前還有研究發(fā)現(xiàn)了能分解塑料的蠕蟲(chóng)，這讓科學(xué)家大為振奮，這意味著更環(huán)保的垃圾處理方式已經(jīng)不限于食物領(lǐng)域，可以拓展到塑料垃圾。而傳統(tǒng)的塑料垃圾處理方法往往會(huì)帶來(lái)更為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。 大開(kāi)眼界? 媽媽再也不用坦心我彈琴了 許多人在學(xué)鋼琴時(shí)候，不可避免地會(huì)陷入瓶頸期，練的越多，錯(cuò)的越多，以至于喪失信心，鋼琴水平停滯甚至完全放棄。日本知名鋼琴家Shinichi Furuya也不例外，他曾由于過(guò)度練習(xí)對(duì)手部造成了嚴(yán)重傷害，這段經(jīng)歷讓他深感困擾，并促使他思考傳統(tǒng)訓(xùn)練方法在某些階段或許并沒(méi)有起到作用。Furuya記得，他的鋼琴老師曾將手放在他的手上，向他展示如何演奏某些曲子。這讓Furuya萌生了一個(gè)想法：利用機(jī)器人來(lái)模擬老師的指導(dǎo)，幫助鋼琴家們更高效地練習(xí)。 經(jīng)過(guò)30分鐘的訓(xùn)練，參與者的手指速度有所提高。｜參考資料1 于是，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一款定制化的機(jī)器人外骨骼，它能夠精準(zhǔn)控制各個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)，包括關(guān)節(jié)的彎曲和伸展。希望通過(guò)被動(dòng)訓(xùn)練的方式，能幫助鋼琴家以超越自身極限的速度快速?gòu)椬?/strong>。研究團(tuán)隊(duì)招募了118位專(zhuān)業(yè)鋼琴家參與研究，這些鋼琴家都是音樂(lè)學(xué)院的專(zhuān)業(yè)演奏者，8歲之前就開(kāi)始學(xué)琴，練琴時(shí)間超過(guò)一萬(wàn)小時(shí)。參與者先在家練習(xí)一首曲子兩周，直到琴技無(wú)法再提高，然后接受30分鐘手外骨骼被動(dòng)訓(xùn)練。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，外骨骼機(jī)器人帶動(dòng)手指運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到了每秒4次，這比鋼琴家們此前能達(dá)到的最快速度（平均每秒2.3次）要快得多。甚至在移除外骨骼的一天后，鋼琴家仍能用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的手更快地彈奏琴鍵。Furuya表示，訓(xùn)練手的肌肉協(xié)調(diào)性有所改善，腦部掃描的證據(jù)也表明，訓(xùn)練激活了鋼琴家的感覺(jué)皮層，使其能夠更好地控制手指運(yùn)動(dòng)。英國(guó)布里斯托大學(xué)的Nathan Lepora說(shuō)：“過(guò)去人們會(huì)認(rèn)為，自愿主動(dòng)地完成才是學(xué)習(xí)的正確方式，但現(xiàn)在看起來(lái)，被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式也同樣有效?！?/p> 【奇聞電波】 尿真的值錢(qián)啊家人們！ 只要通電就能變成液體黃金了 你也許不知道尿有多值錢(qián)……尿液里面的尿素是一種含氮的化合物，是肥料的關(guān)鍵成分。尿液之所以現(xiàn)在還不是“液體黃金”，是因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有很好地利用它！ 最近科學(xué)家介紹了一種新方法，可以 通電將尿液里最值錢(qián)的東西提取出來(lái)，100%轉(zhuǎn)化率 ，用在很多用途上…… 這是如何實(shí)現(xiàn)的呢？別忘了收聽(tīng)《萬(wàn)物》雜志為你每周放送的科學(xué)新聞音頻節(jié)目！訂閱節(jié)目，在第30集，我們就講為你介紹這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)的方法！ 《萬(wàn)物科學(xué)新聞》正在持續(xù)更新中！在這里，我們將為你帶來(lái)豐富、有趣、最新的生活科普、有趣科學(xué)、顛覆認(rèn)知，以及科研新聞…… 撰文 Skin，Ziv，阿嫻 參考資料： 鼓掌科學(xué) [1]https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.013259 [2]https://www.mdpi.com/2624-599X/2/2/15 垃圾場(chǎng) [1]https://www.abc.net.au/news/2024-06-20/maggots-help-reduce-food-waste-sydney-solution/103999222 [2]https://www.news.com.au/technology/environment/sustainability/city-of-sydney-turns-to-millions-of-maggots-to-fight-war-against-waste/news-story/97ec11b7791288cb8cd257abd9b04e04 [3]https://scelse.sg/artificial-worm-gut/ 大開(kāi)眼界 [1] https://www.dezeen.com/2025/02/11/sony-csl-hand-exoskeleton-pianists/ [2] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/scirobotics.adn3802 原創(chuàng)文章版權(quán)歸微信公眾號(hào) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系：bd@wanwuweb.com 凡本公眾號(hào)轉(zhuǎn)載、引用的文章 、圖片、音頻、視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有人所有，因此產(chǎn)生相關(guān)后果，由版權(quán)所有人、原始發(fā)布者和內(nèi)容提供者承擔(dān)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。 ▲關(guān)注我們，點(diǎn)亮在看，分享一下▼
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