新聞通識

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2023年02月08日

瑞士研無人機採「環境DNA」　特製帶黏性機身　助了解樹林生態

【有線新聞】為了加快在樹林採集各種生物的DNA樣本，瑞士有學者發明了一款無人機，飛上樹頂大規模收集環境DNA，有助了解樹林生態。要知道一個生態系統，例如某個樹林有哪些品種的動物棲息，除了親眼目擊亦可以從DNA了解，例如動物殘留在四周的排泄物、皮屑、毛髮等也可以取得DNA。透過這些「環境DNA」，生態學家變身鑑證專家，同樣可以掌握生態情況。於一般泥土或水源收集環境DNA比較容易，但有些動物生活於樹頂，要收集高處的DNA，以往要找人冒險爬上去，現在可以找它代勞。它是蘇黎世聯邦理工學院最新研發的無人機，機身周圍也有黏性，加上沾有特製溶液的棉花，有利飛上樹頂採集DNA。由於樹枝彈性各有不同，無人機附帶壓力感應器，保證每次都以適當力度掃過樹枝。戶外測試之中，無人機在七棵樹上面採集DNA，結果排序後辨識出20多種動物，包括鳥類及昆蟲。學者希望這架無人機可以去人類難以到達之處，更全面了解各種生態。研究已經發表於《科學機械人》，更登上了該期封面。

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2023年02月07日

美國「逆向建築」由頂向下逐層加建　免依賴天秤、省時省成本

【有線新聞】俗語有謂「萬丈高樓從地起」，但美國有幢16層高的大廈推翻了這個常識，由最頂層開始，向下逐層加建。這種新的反向建築方式，既可以減少依賴天秤，亦有助節省成本。建高樓正常是由最底層向上建，但是在美國底特律這幢住宅大廈就剛剛相反，是由最頂層「向下建」。首先建造兩支結構柱，相當於大廈的脊柱，同時是樓梯井及升降機槽，然後將500公噸的一整塊樓層組件用8部千斤頂從地面逐少托上去，再扣實支柱，先放最頂的第16層，用了差不多10個小時，但因為之後每層愈來愈低，所以亦愈建愈快。用這種方法不是為了標奇立異，而是因為工地附近有段高架鐵路，不適合用天秤這類大型裝置，才改用這種新技術。據發展商表示，逆向建樓除了不用依賴天秤，比傳統方式更省時一半，並減少人手，最終成本降低了一至兩成。新大廈現時已經基本落成，今次是美國首次引入這種方案，而數年前印度亦有項目採用過，但建築層數比今次少6層。

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2023年02月06日

美軍與兩團隊簽約　研水陸兩用運輸機　須乎「翼地效應」能低飛、料明年投產

【有線新聞】美軍新一代運輸機開發計劃已和兩個團隊簽約，雙方以不同設計概念競爭，但都要符合軍方對翼地效應低空飛行的要求，能載重量超過100公噸，並在水面起降。去年5月，美國國防部發表「自由運輸機」計劃，目標是建造新一代運輸機。軍方對設計有多項要求，首先運載空間要及得上現役的C-17運輸機，但負載重量要提高至100公噸以上，適合於地面及海面起降，甚至不怕海面有大浪，最重要是為了省油及提高續航力，飛機必須能夠以「翼地效應」飛行。所謂翼地效應，指的當飛機貼近地面或者海面飛行，機翼會產生額外升力，令飛機變相「輕」了。兩間獲得初步合約的承判商，包括波音子公司「極光飛行科學」設計概念接近傳統飛船，採用高機翼、單體設計，有8個渦輪螺旋槳引擎作為主推進器。另一個團隊是「通用原子」，採用中翼、雙體設計，提高水上穩定性和抵受海浪的能力，有12個渦輪軸引擎。未來18個月，美軍會分別和兩個團隊合作，研究哪個概念比較優勝，設計獲採納後，預計2024年開始生產建造。

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2023年02月03日

麻省理工研靜音螺旋槳　環狀扇葉攤薄聲波兼加強推力　擬用於無人機及潛艇

【有線新聞】麻省理工的專家設計了一款「靜音螺旋槳」，大幅減少運作時的噪音，適合用於無人機及船隻，還可以節能。無人機用途多多，但在城市用的話，問題之一是噪音。現代螺旋槳面世超過二百年，傳統飛機在高空飛行螺旋槳聲響問題不大，但無人機應用範圍相對較多是在低空或接近人，噪音問題需要解決。麻省理工的林肯實驗室認為是時候重新設計螺旋槳，他們發現只要將螺旋槳葉造成環狀槳葉，轉動時會安靜得多，實際測試噪音減少了一半，而且不再是刺耳嗡嗡聲，比較像微風吹過的聲。所有聲音都源於振動，新設計的原理在於改變扇葉劃過空氣時的振動方式，從氣流模式可見，傳統扇葉的振動集中於末端，但變成環狀之後，振動由整塊葉面均勻分擔，攤薄的聲波在空氣中很快散失，令噪音大大減少。專家本來以為靜音的代價是拖低效能，但事實剛剛相反，新形狀反而增加了螺旋槳推力，變相更加節能。要數缺點的話，複雜的扭曲環狀暫時只能以3D打印製作，不能夠簡單靠倒模，大規模生產要再作規劃。研究團隊已經為新設計取得專利，將來除了用於無人機，還可能用在船隻甚至潛艇。

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2023年02月02日

3億年史前魚類頭骨化石存「完好大腦」　助揭示魚類腦部早期進化

【有線新聞】科學家在一塊超過3億年歷史的魚類化石內發現完好的大腦化石，是已知最古老的脊椎動物大腦，有助了解魚類腦部的早期進化。這塊歷史估計有3.19億年的史前魚類的頭骨，品種屬「古鱈科」，它早於一世紀前於英國一個煤礦出土，不過直到密歇根大學團隊最近以現代電腦掃描技術才找到新發現。通常化石只是保留硬組織，例如牙齒及骨頭，但今次是例外。原來這塊頭骨裡面保存了魚的大腦，估計當魚死亡之後，遺體馬上被沉積物活埋，因為缺乏氧氣令大腦軟組織的腐化減慢，有機會逐漸被附近的礦物質取代，最終像倒模，保存了腦神經的立體結構，是已知最古老的脊椎動物大腦化石。古鱈科屬於輻鰭魚，是現代九成九魚類的遠親，今次發現除了有助研究魚類大腦的早期演化，亦對古生物學家帶來另一啟示，就是隱藏的軟組織化石可能比想像中多，正在等待我們發現。

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2023年02月01日

五萬年一遇「綠光彗星」擦過地球　二月初連夜可肉眼看見

【有線新聞】今年的其中一個天文奇觀、一顆5萬年一遇的彗星2月1日起最接近地球，身處北半球包括香港的群眾未來數晚也可以用肉眼看到，最大特徵是它在夜空是呈綠色。去年3月，美國加州一座望遠鏡發現一顆星體，起初以為是小行星，後來發現它有「彗髮」，即表面有一層受太陽熱力昇華而成的氣體，意味它是一顆彗星。天文學家暫時只是以編號稱呼它，編號最尾的ZTF便是發現它的天文台的縮寫。新彗星環繞太陽運行，但軌道周期長達5萬年，即是上次它經過地球附近時，地球仍然是石器時代。新彗星於今年1月12日最接近太陽，2月1日起最接近地球。不過，就算在最近一刻，彗星距離我們仍然比月球遠100倍。在2月的最初數天，它會在北半球夜空、北極星和北斗七星之間緩慢穿過，其亮度相當於6等星甚至5等星，如果沒光害，這數晚靠肉眼也看得見。這顆彗星最易認的特徵是它的彗髮是呈綠色，源於它表面的「雙原子碳」被太陽加熱發出綠光。大約到2月11日，彗星就會遠至看不見，下一次再擦身而過，就要再等5萬年。

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2023年01月31日

未來戰士T-1000成真　美國研發「變形金屬」靈活變固態或液態　可用於電子或醫療

【有線新聞】科幻電影《未來戰士》系列內，有一種能隨意改變形狀的液態金屬機械人，在現實中都有可能成真，有學者發明了一種變形金屬，透過切換成固態或液態，可以靈活應用於電子或醫療。這隻用金屬造的積木人偶被困在監牢裡，柵欄的空隙雖然窄，但也不能困住它，因為它可以「熔化」成液體，穿過空隙流出外面，再恢復成人形，完美脫身。這種材料出自美國的卡內基美隆大學、中國的中山大學亦有參與研發，主要成分是一種「鎵」的金屬，它的熔點只有攝氏29.76度，只要稍為加熱就會熔化，冷卻後又會重新變硬，但如何控制它的溫度？訣竅是在金屬裡頭混入磁性粒子，只要用交流磁場射向金屬，磁性粒子會有反應、產生熱力，隔空也可以加熱金屬，遙控其變成液態。磁性粒子還有另一個功能就是可以透過控制磁場令金屬移動，用來製造機械人，透過靈活切換成液態及固態可以跨越各種障礙。用於電子工業，變形金屬可以當作「智能焊接物料」，修補損壞的底板。醫療方面一樣有用，假設有小孩吞了異物下肚，這種變形金屬對人體沒毒，可以送入胃部，液化後包著異物，再硬化移出體外，類似原理亦可以用來運送藥物，釋放到體內指定位置。

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2023年01月30日

美軍開發新型「高功率微波武器」　反制無人機戰術　未來或可癱瘓導彈

【有線新聞】為了應對軍用無人機的威脅，美軍批出一份超過六千萬美元的合約，開發新型反無人機系統，以微波打開無形防護牆，破壞大量無人機。無人機近年於戰場上屢建奇功，尤其是它們成本低，以量取勝的話防不勝防，逐一擊落非常消耗彈藥。但如果可以一招解決大批無人機，又作別論。這塊有如巨大門板的武器，來自美國一間軍事企業，是最新的反無人機系統，發射的不是實彈或激光，而是高功率微波，直接癱瘓無人機的電子零件，令其失控墜落地面。微波可以瞄準單一目標，亦可以擴散式，張開一道「無影牆」，一次過清除範圍內所有無人機，克制無人機的「機海戰術」。用微波對抗無人機的裝置，除了可定點防衛、亦適合裝備軍車。製造商近日宣布，新技術獲美國陸軍垂青，批出6,600萬美元的合約，之後廠方將與軍方合作，研發各種針對戰場需求的型號，甚至包括足以癱瘓導彈的升級版。

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2023年01月27日

法企研「輻條輪」農田機器人　衛星導航自主巡視　智能演算法觀測作物質量

【有線新聞】法國一家初創科技公司研發了一款巡視農田的機器人，協助農民檢查農作物的情況，以確保質量和收成。這款偵察機械人可以自主穿梭於農田之間觀測農作物的狀況。有別於其他農業用機械人，這款機械人的設計採用開放式輻條輪總重量只有15公斤，相對上較輕盈，方便在崎嶇不平的地形上巡視，同時避免壓到農田，損害農作物。機械人搭載了兩個鏡頭，一個從上而下掃描枝葉，另一個從下而上掃描葉的背面和泥土，再運用內置的人工智能和演算法，分析植物對養分和水的需求，為農民提供最新的數據。如果巡視期間發現任何問題，例如野草、疾病、害蟲等，機械人會標示出現問題的農田範圍，讓農民可以即時處理。用家只需要在電腦控制頁面上標記巡視範圍，機械人會利用內置的全球衛星導航系統來判斷它在農田上的方位，做到自主作業。機械人的高度可以通過更換不同尺寸的輻條輪來調節，以配合不同種類的農作物，而且它的續航力長達12小時，偵察範圍達至每日20公頃能源效益比較高，有效確保農作物的質量之餘，也減少碳排放保護環境。

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2023年01月26日

日本「扇貝村」企業用扇貝殼再造安全帽　採仿生學概念堅固度增三成

【有線新聞】漁民捕撈扇貝後，大量外殼變成廢物，容易引致土壤污染。日本有公司物盡其用，以扇貝殼造成堅固的安全帽，同時減少環境污染。這個安全帽的造型不但看似貝殼，實際上有一半用料來自扇貝殼，一半為廢棄塑膠，而這個結合天然和人工的成品，是日本公司甲子化學工業和北海道猿拂村合作的成果。猿拂村盛產扇貝，但每年廢棄約4萬噸扇貝殼，如果棄置在海邊可能引致土壤污染。甲子化學工業開發新技術，首先將扇貝殼浸泡在熱水並消毒，磨碎成粉後與廢棄塑膠混合，製成可生物降解的塑膠微粒，倒入模具並加熱溶化，冷卻後便可打造成安全帽。安全帽設計上採用仿生學的概念，參照貝殼紋路形狀，不但更加精美，且相較一般生產過程堅固度可增加三成，溫室氣體排放量亦能夠減少三成六。扇貝殼安全帽暫時主要供捕漁業人員使用，並在今個春季展開試用計劃，日後可能應用於防災保護。安全帽現時有黑色、米色、粉紅、藍色和白色等5種配色。

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2023年01月25日

美國研發助行架及輪椅二合為一　可切換各種模式　提高自理能力

【有線新聞】部分行動不便的人需要交替用助行架或輪椅，美國有公司研發出一款設備，將助行架及輪椅二合為一，用家可以根據需要隨時切換成步行或者輪椅模式，找回生活自主權。坐、站、步行、滑行，無需摩打及電池，對於一些仍然可以自己步行的人只是需要借力，防止跌倒，又隨時想坐下休息，必要時更可以找人幫手推輪椅，這部設備可以同時兼顧各種需要。長期依賴傳統輪椅代步會剝奪了鍛煉的機會，使肌肉和骨骼衰退得更快，如果每日適當改用助行架或拐杖，可以保持鍛煉，但每次轉工具也很吃力，而且容易失重心跌倒。新設備有物理治療師參與研發，配有鞍椅及安全帶，結合助行架及輪椅的優點，可以保持用家的身體重心，無需雙手輔助就可支撐全身重量之餘，亦能毫不費力地調整至不同高度，讓用家在坐著、半倚、站立、滑行，各種模式之間自由切換，滿足日常起居及社交的需求，提高自理能力。生產商的總部設於美國，標榜美國設計及製造，最大承重量113公斤，售價近4,000美元，目前全球出貨量大約100部，據報用家包括教宗方濟各。

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2023年01月24日

從蠶蟲偷師　中國研新紡絲技術　不需複雜裝置可高效率生產納米纖維

【有線新聞】動物紡絲的能力較人類高超，有研究人員從蠶蟲偷師，研發新的紡絲技術，不需要複雜裝置亦可高效率生產納米纖維。蠶蟲分泌唾液後，透過搖晃頭部可將黏附力高的唾液結成高質和極幼的蠶絲，四川大學的研究人員從中得到靈感，嘗試將蠶蟲紡絲的技巧應用於生產納米纖維，方法是將微針孔插入，浸住聚氧化乙烯溶液的海綿，當針孔從海綿中拔出後，便可利用黏附力拉出幼絲，並透過模仿蠶蟲的頭部運動呈現直線、振動和旋轉等紡絲模式，從而製成不同類型的纖維。研究人員甚至無需使用微針孔，只要將兩個浸泡過聚合物溶液的海綿有節奏地結合和分開，便可以靈活地紡絲，例如在皮膚的傷口上形成即用膠布，這個方法不但無需要裝置，而且可帶來額外好處，能夠在微絲中加入抗生素，抑制細菌增長，事後亦可輕易用水清洗。有別於靜電紡絲等方式，新技術可更簡單快捷地生產納米纖維，有望擴大其生物醫療應用，研究刊登於美國化學學會的期刊。