JAXA的可变形手掌大小的月球车。球形月球车在月球着陆后展开摄像头、轮子和尾部稳定器,以高效穿越松软地形。图片来源:D. Hirano
本周值得关注的科技新闻:天文学家认为坍缩的恒星可能孕育迷你宇宙;黑猩猩不喜欢不公平;单剂量赛洛西宾暂时恢复了一名80岁阿尔茨海默病患者的脑功能。
此外,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)公布了其小型机器人月球探测舱的工程细节;医学研究人员终于确定了炎症性肠病的病因;研究人员还开发了可能是迄今为止最优秀的脑机接口。
月球上的精灵球
2024年,日本月球智能着陆器(SLIM)成功着陆并部署了一个名为LEV-2的豆荚状小型月球车,该月球车自主滚动,探索了着陆点约两小时。这是一项特定工程挑战的成果——微型月球车在松软的月壤中导航其实相当困难。但由于其紧凑性和低重量,微型机器人是太空任务的理想载荷。因此,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与玩具制造商TOMY合作,共同设计了SLIM及其LEV-2月球车,其灵感来自于该公司可变形球形玩具。
LEV-2是一款变形机器人,它以球形配置抵达月球表面,然后展开并部署在偏心轴上旋转的轮子,使月球车能够在松软月壤上行进。LEV-2自主探索了该区域,并拍摄了月球表面和SLIM着陆器的高分辨率图像。为节省电力,收集的数据和图像被传输到着陆器,再由着陆器转发给JAXA。此次任务证明,极度紧凑的微型机器人可在太阳系天体表面执行操作任务。
当免疫系统攻击自身
一项新研究确定了炎症性肠病(IBD)的病因,这一困扰全球数百万人数十年的谜题一直阻碍着有效治疗方法的开发。IBD包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,通常在青春期或成年早期开始发作。该研究分析了4900多名患者的数据,确定相当一部分患者对免疫系统的守护者——白细胞介素-10产生了自身免疫反应,导致肠道炎症失控,而这种免疫系统的破坏性过度反应正是IBD最强遗传风险因素之一的机制。
研究发现,在3.5%的克罗恩病和溃疡性结肠炎患者中存在高水平的白细胞介素-10中和抗体,但在健康个体中则没有。牛津大学的Holm Uhlig教授表示:"几十年来,我们一直怀疑白细胞介素-10在炎症性肠病患者中扮演重要角色。这项研究现在提供了明确证据,并填补了过去与严重炎症性肠病相关的知名基因变异与最近发现的对白细胞介素-10的自身免疫反应之间的缺失环节。"这些发现可能为IBD的诊断和治疗带来个性化方法。
脑机接口新突破
耶鲁大学的研究人员开发了一种新型高效脑机接口,使人类参与者能够直接用大脑玩视频游戏。尽管过去二十年中已报道了许多脑机接口,但它们往往缺乏稳健性,需要多次训练;约三分之一的人类参与者从未通过脑机接口获得对计算机的控制。
研究人员注意到,大脑活动遵循既定的神经通路,他们的见解是,顺应这些通路而非对抗它们,可以为个体提供更快、更有效的训练。因此,他们的设计围绕参与者的神经通路几何结构定制神经反馈。他们首先通过功能性磁共振成像监测健康受试者在玩涉及穿越竞技场的视频游戏时的大脑活动。然后,使用学习大脑通路个体几何结构(即"神经流形")的算法,他们将受试者的大脑活动映射到游戏中角色的移动上。
当脑机接口遵循神经流形时,参与者仅需不到一小时的训练就能学会控制角色。此外,大脑还会自我重组,以更好地适应脑机接口的要求。
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