歡迎收看一週科技。本週你將看到:①蜘蛛屍體做的機械爪;②超聲貼片;③AI識別拍扁蚊子;④水稻高產基因;⑤又一例艾滋病治癒病例。
蜘蛛機械爪
本週,萊斯大學工程師帶來了離譜發明:
他們把死蜘蛛直接改造成了迷你機械手,並控制它完成了一系列抓握物體的任務
[1]。
影片演示:控制蜘蛛屍體抓東西 | Te Faye Yap et al。
與人類不同,蜘蛛透過體內的液壓系統控制腿的伸展——而研究者正是直接利用了這套現成的系統
。他們將狼蛛冷凍處死獲取屍體,然後在蜘蛛的頭胸部刺入針頭,從而讓液壓系統連通外界,然後再用強力膠將針眼周圍密封。接下來,只要注入少量空氣改變壓強,就能控制死蜘蛛的腿做出伸縮運動。
凍死狼蛛獲取屍體,再將針頭刺進死蜘蛛的液壓系統——蜘蛛機械手就這樣做好了 | Te Faye Yap et al。
實驗顯示,“死蜘蛛機械爪”能抓起各種形狀不規則的小物體,最多承重達到自身重量的130%。在效能(?)退化前,它可以承受至少700週期的加壓操作。研究者將這隻死蜘蛛命名為“壞宕機器人”(Necrobotics),並表示它具有抓握輕柔、可生物降解、容易在自然環境中偽裝(?)等優點。
超聲貼片
麻省理工學院研究者研發了一種可以做B超的“貼紙”:
只要貼上這塊郵票大小的貼片,就可以透過超聲成像持續監測下方的內臟或身體組織
[2]。
貼在面板上的超聲成像貼片 | C。 WANG ET AL/SCIENCE 2022
研究者以微型壓電換能器陣列作為超聲探頭,並用彈性水凝膠替代塗抹式的超聲耦合劑,製作出了這種小型超聲貼片。
貼在面板上,它最多可以工作48小時,持續對體內的血管、肌肉、消化道或心臟進行高質量超聲成像
。在受試者靜坐、站立或慢跑時,裝置都能正常工作。
目前,超聲貼片還需要與外界裝置有線連線,研究團隊正在努力將其無線化。這種貼片有望部分替代傳統超聲儀,使長時間的醫療監測變得更加便捷。
識別蚊子
馬來西亞沙巴大學的研究者,最近在試圖讓AI學會識別被拍扁的蚊子
[3]。
為活蚊子與死蚊子拍照,並讓AI學會辨別它們 | Song-Quan Ong & Hamdan Ahmad
蚊子是殺人最多的動物。如果能用AI識別它們,科學家就能更好地追蹤蚊子,從而預防疾病傳播。然而,人們見到蚊子的第一反應往往是拍死,而不是開啟手機讓AI識別,這大大增加了AI識別蚊子的難度。
為了訓練AI,研究者與志願者在實驗室裡親自收集了1500張活蚊子和死蚊子的照片
。他們給每隻蚊子拍了兩張照片,一張是蚊子活著落在志願者手上的,一張是蚊子被拍死之後的——當然,有些蚊子被拍死之前,還會咬志願者一口……被拍攝的蚊子包括埃及伊蚊(
Aedes aegypti
)、白紋伊蚊(
Aedes albopictus
)和致倦庫蚊(
Culex quinquefasciatus
)。效果最好的AI,識別準確率達到了80%左右。
高產基因
中國農業科學院研究者發現了水稻的“高產基因”:
透過調節這一基因,能夠使作物大幅增產,並帶來節約肥料、縮短生長週期的益處
。相關研究近期發表於《科學》[4]。
wikipedia
研究者在篩選中發現的這個“高產基因”名叫OsDREB1C,它在植物體內負責轉錄調控,具有調節光合作用、促進氮元素吸收利用、提早開花時間等作用
。透過給實驗植物新增額外的基因複製,研究者增強了OsDREB1C基因的表達,並發現這樣做能使水稻產量與野生型相比增加30%以上。而將同一基因作用於小麥,也能夠產生相似的提高產量、促進早熟的作用。
治癒艾滋病
本週,美國的希望之城醫學中心(City of Hope)公佈了全世界第四個治癒HIV感染的病例[5]。
被HIV病毒感染的人類T細胞 | Seth Pincus, Elizabeth Fischer, and Austin Athman, NIAID
與包括“柏林病人”在內的前三個治癒病例類似,這位患者透過造血幹細胞移植徹底清除了體內的病毒
。為治療白血病,患者在2019年接受了造血幹細胞移植。醫生為他選擇的幹細胞供體恰好具有一種罕見突變(CCR5-Δ32),這種突變會導致T細胞不能被HIV病毒感染。他在2021年停止抗病毒治療,並已保持“無病毒狀態”超過17個月。
在同類病例中,這位66歲男性患者是患病時間最長的一個,他1988年就已感染HIV,半生時間都在與病毒對抗。
考慮到移植的風險,這種途徑目前仍不會成為艾滋病治療的常規方法
。
參考文獻
[1] https://onlinelibrary。wiley。com/doi/full/10。1002/advs。202201174
[2] https://www。science。org/doi/10。1126/science。abo2542
[3] https://www。nature。com/articles/s41597-022-01541-w
[4] https://www。science。org/doi/10。1126/science。abi8455
[5] https://www。businesswire。com/news/home/20220727005307/en/Patient-achieves-HIV-and-blood-cancer-remission-three-decades-after-HIV-diagnosis-through-stem-cell-transplant-at-City-of-Hope
作者:麥麥,窗敲雨
編輯:窗敲雨
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