海豹海豹，你會唱小星星嗎？

歡迎收看一周科技。海豹、蛋白質和氣候數據有什麽共同點？它們竟然都能和音樂擦出火花。

獨立飛行

哈佛微機器人實驗室的迷你飛行器“Robobee”邁出了重要的一步：在燈光的照耀下，這隻翼展3.5厘米、只有259毫克重的“機器蟲”拍動翅膀，獨自飛到空中。它成為了目前無需外接電源即可保持飛行的最小的飛行器，相關研究成果本周登上了《自然》封面[1]。

對於昆蟲大小的機器人而言，自帶供能裝置飛行其實非常困難，此前實驗室裡的這類機器人一般都連接著外接電源。而最新版的Robobee通過改進撲翼提高升力、使用最輕的太陽能電池等手段，終於成功脫離了外接電源束縛，實現了短暫的自由飛行。

不過，目前的Robobee機器人依然無法在戶外自由地飛行，這是因為它需要大約相當於太陽光三倍的光強才能維持供能。經過進一步改進之後，這些小小的機器昆蟲有望應用於環境監測，或者在狹窄複雜的空間中進行作業。

傾聽蛋白質

現在，我們可以用耳朵了解蛋白質了。麻省理工學院原子與分子力學實驗室的研究者們把蛋白質的肽鏈變成了“音樂”[2]。下面就是他們生成的一段“蛋白質音樂”，它反映了一種來自大腸杆菌的代謝酶。

根據蛋白質氨基酸序列生成的示例音頻，不過它大概不會像人們印象中的音樂那麽悅耳 | Chi-Hua Yu et al

這些音頻是基於氨基酸分子自身的振動頻率製作的，研究者們用算法將它轉化成了人耳可以聽到的頻率範圍。這樣做並不是純粹為了好玩，研究者認為音頻化可以成為分析蛋白質特徵、創造新蛋白質的一種途徑。他們還製作了一款名叫“氨基酸合成器”（Amino Acid Synthesizer）的安卓app[3]，人們可以用它創作基於氨基酸序列的旋律。

氣候條紋

這張紅藍條紋圖是什麽？它其實是一張氣候變化圖示，其中展示了一百餘年來年平均氣溫的變化趨勢（上圖為全球1850-2018年的數據）。

上周，環境科學家Ed Hawkins發布了一個名叫“showyourstripes”的網站[4]。在這裡，任何人都可以下載自己所在地區或全球的“氣候變暖條紋”圖示，並可以免費把這些條紋圖用在任何地方。目前，這些氣候條紋圖已經被全世界網友下載了超過100萬次，它登上電視、報紙，被製成領帶，甚至還被一支搖滾樂隊做成了舞台背景。

這些極度簡化的“氣候條紋”沒有保留坐標與數值，但它的顏色清晰顯示著氣溫上升的大趨勢，Hawkins希望借此引起大眾對氣候變化的關注。

飛向泰坦

本周NASA宣布，新疆界計劃（New Frontiers）的下一項任務將向土衛六泰坦進發[5]。這項名為“蜻蜓”（Dragonfly）的新任務計劃利用直升機探索土星這顆最大的衛星。“蜻蜓”預計將於2026年發射，於2034年抵達目的地，並飛行到泰坦上的數十個不同地點進行分析采樣。

土衛六泰坦上有濃厚的含氮大氣以及豐富的有機物，它的環境與早期地球也比較相似，因此對它的探索或許也能幫助我們了解生命如何誕生。

海豹唱歌

海豹也會唱小星星？在一篇發表於《當代生物學》的論文中[6]，研究者教會了三隻灰海豹（Halichoerus grypus）“唱歌”。在下面的演示視頻裡可以聽到被試海豹們的學習跟唱成果，其中包括星際大戰主題旋律（開頭）和小星星（0:49處）的片段。

University of St Andrews

研究者們錄下海豹自然的叫聲，並對其進行變調處理，製成“示範旋律”供被試海豹模仿。在經過了大量前期訓練之後，海豹們挑戰了模仿整句的音樂旋律，以及模仿人類語言中幾種常見的元音。雖然並不十分準確，但海豹們確實表現出了正確的模仿趨勢，並讓自己的聲音發生了豐富的變化。

對聲音進行模仿是一種發展語言所需的能力，這項研究其實也是希望了解語言能力在動物中是如何演化出來的。

參考文獻

[2] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02180

[3] https://play.google.com/store/apps/details?id=com.synth.aminoacidplayer&hl=en_US

[4] https://showyourstripes.info/

[5] https://www.nasa.gov/press-release/nasas-dragonfly-will-fly-around-titan-looking-for-origins-signs-of-life/

[6] https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30685-2

作者：窗敲雨

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