摄像头捕捉动物眼中的世界 准确率高达99%

摄像头捕捉动物眼中的世界 准确率高达99% 苏塞克斯大学（University of Sussex）和乔治梅森大学（George Mason University）汉利色彩实验室（Hanley Color Lab）的研究人员相信，这款软件将有广泛的用途。因此，他们将该软件开源，鼓励从自然纪录片制作人、生态学家到户外运动爱好者和观鸟者等所有人都来窥探这些动物截然不同的视觉现实。"资深作者丹尼尔-汉利（Daniel Hanley）说："长期以来，我们一直对动物如何观察世界着迷。"感官生态学的现代技术让我们能够推断出静态场景在动物眼中的样子；然而，动物经常会对移动目标（探测食物、评估潜在配偶的表现等）做出关键决定。在这里，我们为生态学家和电影制作人介绍了能够捕捉和显示动物在运动中感知到的颜色的硬件和软件工具。相机系统对 (1) 紫外线和 (2) 可见光敏感，加上 (3) 模块化笼，以及 (4) 嵌入式（见箭头）定制支架内的放大镜。在这里，它安装在市售 (5) Novoflex BALPRO 波纹管系统上瓦萨斯等人/PLOS 生物学/(CC0 1.0)颜色、深度和其他视觉能力是由我们眼睛的感光器构成以及其他生物硬件（如锥体和视杆细胞）决定的。吸血蝙蝠和蚊子等动物可以感知红外线（IR），而蝴蝶和一些鸟类可以看到紫外线（UV）。这两种光都超出了人类所能看到的色谱范围。自然，这就使得人类很难完全理解动物的行为，以及我们可能如何在无意中影响它们交流、寻找食物、住所或配偶的能力。迄今为止，我们通过分光光度法等方法捕捉动物视觉的能力都非常耗时，依赖于特定的光照条件，而且无法记录动态图像。而这正是研究人员新研发成果的不同之处。研究人员利用多光谱摄影技术煞费苦心地设计了一种工具，可以捕捉不同波长的光线，包括红外线和紫外线。摄像机以蓝、绿、红、紫四种颜色通道记录视频，然后根据我们对特定动物眼睛感受器的了解，对视频进行处理，使其如同通过动物的眼睛拍摄的一样。视频记录可以准确估算出动物视觉光谱范围内的量子捕获量。在这种情况下，对于蜜蜂（左）和对紫外线敏感的鸟类（右）来说瓦萨斯等人/PLOS 生物学/(CC0 1.0)研究小组制作了一个便携式 3D 打印设备，该设备包含一个分光镜，可将紫外线与可见光分开，每种光线都由一个专用摄像头捕捉。紫外线感光相机本身并不能记录可感知的数据，但与另一个相机配对后，它们就能共同记录高质量的视频。算法将镜头对齐，以不同动物的视角呈现视觉效果。它的平均准确率为 92%，但有些测试的结果是 99%。硬件的设计适用于市面上的照相机，研究人员还将软件开源，希望其他人也能根据自己特定的野生动物拍摄需求进行调整。虽然它也有局限性不能捕捉偏振光，帧率有限，因此很难捕捉到速度快的生物但它提供了独特的见解，有助于我们进一步了解动物的行为，帮助我们减轻对自然世界的影响。研究小组用鸟类受体噪声限制（RNL）假色拍摄了一只Phoebis philea蝴蝶的博物馆标本。研究人员指出"该系统的另一个潜在用途是对博物馆标本进行快速数字化。这种蝴蝶具有色素和结构性紫外线色彩。明亮的品红色突出了主要反射紫外线的区域，而呈现紫色的区域则反射类似数量的紫外线和长波长光。将标本安装在支架上并缓慢旋转，可以展示虹彩颜色如何随观察角度的变化而变化。蜜蜂视觉中毛毛虫的反捕食展示。研究人员说："隐藏和显露显示会给光谱学和标准多光谱摄影带来问题。在这里，我们展示了一段黑燕尾凤蝶毛虫展示其蜕皮器的视频。我们用蜜蜂假色来说明这段视频，紫外线、蓝色和绿色量子捕捉器分别显示为蓝色、绿色和红色。毛虫背部的黄色斑点和（人类的）黄色虹膜在紫外线下都有很强的反射，而当色彩转换成蜜蜂假色时，它们则呈现洋红色（因为蜜蜂的紫外线敏感光感受器和绿色敏感光感受器的强烈反应分别被描绘成蓝色和红色）。毛虫的许多捕食者都能感知紫外线，因此，这种着色可能是一种有效的启示信号"。蜜蜂在花朵上觅食和互动的Apis视觉。研究小组指出"摄像系统能够捕捉到自然发生的原始行为。三个短片分别描述了蜜蜂在自然环境中觅食（第一和第二个短片）和打斗（第三个短片）的情景。视频以蜜蜂假色显示（将蜜蜂的紫外线、蓝色和绿色感光器反应分别显示为蓝色、绿色和红色）。最后，通过四种不同动物的眼睛看到了五彩斑斓的孔雀羽毛。在这种情况下，孔雀的同类孔雀，加上人类、蜜蜂和狗。研究小组解释说："照相系统可以测量与角度有关的结构色彩，例如虹彩。这里通过一段高度虹彩的孔雀（Pavo cristatus）羽毛视频来说明这一点。这段视频中的颜色代表（A）孔雀羽毛的假色，其中蓝色、绿色和红色量子捕获分别描绘为蓝色、绿色和红色，紫外线叠加为品红色。虽然与标准彩色视频大致相同，但在眼球的蓝绿色倒钩（"眼斑"）上可以看到紫外线虹彩（视频中大约 5 秒钟处有注释）。此外，还可以看到眼球周围（外侧两条绿色条纹之间）的紫外线虹彩。有趣的是，与(B)人类（标准色）、(C)蜜蜂或(D)狗相比，这种虹彩在孔雀身上更为明显。这项研究发表在《PLOS 生物学》杂志上。 ... PC版： 手机版：

世界上最强的杀毒剂，想不到是 TA

世界上最强的杀毒剂，想不到是 TA 紫外线是一种极其强大的消毒剂，一项又一项的研究证明，紫外线可以消灭病毒和细菌，但人们却很少想到紫外线可以用来抵御病菌。事实上，大多数人一提到紫外线，就会联想到会导致癌症的有害太阳光，这显然不是广告宣传所希望达到的效果。幸运的是，在大流行病封锁几年后，研究人员发现了一种紫外线，其强度不足以穿透人体皮肤，但仍能有效阻止病菌。它能成为我们的下一道防线吗？请观看这支视频，了解更多信息。 via 开眼精选 (author: Vox 视频精选) Invalid media: video

发射紫外线的玻璃可清除微生物膜造成的污损 解决一系列水下问题

发射紫外线的玻璃可清除微生物膜造成的污损 解决一系列水下问题 当任何物质在海水中放置足够长的时间后，细菌、真菌、藻类和其他海洋微生物就会在其表面形成一层黏糊糊的薄膜。藤壶等大型生物就会在这层薄膜上立足，并以此为家，不断生长繁殖。不用说，这种涂层会大大降低船体的流体动力，使船只在一定速度下行驶时耗费更多燃料。生物膜还对水下结构、防护网甚至海水淡化厂造成问题。这种现象被称为生物污损。防止这种现象的主要方法包括在水下表面涂上抗菌涂料（可能会对环境造成危害）或特殊的不粘材料（必须经常重新涂抹）。一种建议的替代方法是用外部紫外线照射表面，紫外线可以杀死微生物。但遗憾的是，紫外线离光源越远，效果就越差，而且浑浊的水也会吸收紫外线。这就是紫外线发光玻璃（UEG）的作用所在。它不是由单独的光源照射，而是光源。Leila Alidokht（左）和 Mariana Lanzarini-Lopes（右）与研究生研究助理 Athira Haridas（中）一起研究紫外线发射玻璃 马萨诸塞大学阿默斯特分校这种材料是由马萨诸塞大学阿默斯特分校工程师领导的科学家团队创造的，它由一个普通的玻璃载玻片组成，载玻片背面涂有一层二氧化硅纳米粒子和透明聚合物。紫外线发光二极管不会将光线投射到玻璃的正面或背面，而是投射到玻璃的一个边缘，当紫外线穿过玻璃的厚度时，它们会被纳米粒子散射和扩散，纳米粒子会反射紫外线，但不会吸收紫外线。因此，紫外线发光玻璃的整个正面（水侧）都能均匀地发出紫外线。在保持令人满意的可见光和红外线透射率的同时，其效果比以同样方式照射的未镀膜玻璃好 10 倍。在对该技术的测试中，UEG 幻灯片和未涂层的对照幻灯片被浸没在佛罗里达州卡纳维拉尔港的海水中长达 20 天。试验结束后发现，UEG 能将可见生物膜的生长减少 98%无生物膜 UEG 幻灯片与无涂层对照样品的比较科学家们现在计划用更大的玻璃片进行实验，这些玻璃片被浸没的时间将更长。该研究的第一作者、博士后助理研究员 Leila Alidokht 说："所开发的技术可用于透明表面的消毒，如船舶窗户、浮球和系泊浮标、相机镜头以及海洋学、农业和水处理应用中的传感器。"有关这项研究的论文最近发表在《生物膜》杂志上。 ... PC版： 手机版：

游泳时千万不要穿白色和蓝色的泳衣 真的很危险

游泳时千万不要穿白色和蓝色的泳衣 真的很危险 那么，泳衣等运动服装到底应该怎么挑颜色呢？今天我们就来从实用性、安全性的角度，探究一下服装颜色选择中的学问。穿什么颜色的泳衣更安全？游泳是很多人在夏季喜爱的一项运动，大家（特别是儿童）在水中的安全是最为重要的，而泳衣的颜色可以提供一定的安全防范作用。有专业机构开展了一项实验来研究泳衣颜色对儿童安全的影响，实验在室内泳池和户外湖泊中观察不同颜色的泳衣在平静水面、有波浪的水面的可见性，得出结论：在室内泳池和湖泊水中，对比度强烈的荧光色系均是最佳的泳衣颜色。荧光色泳衣可以提高儿童在水中的可见度，有助于家长或者安全人员看护在水中的儿童。而白色、浅蓝色、黑色则是不推荐的泳衣颜色，实验中这些颜色的可见度欠佳或者会与环境混为一体，而不易察觉。这个实验结论同样可以适用于成人选择泳衣的场景。针对泳衣颜色可见度的实验防晒到底选深色还是浅色？进入炎热的夏季，大家在户外运动中要注意加强防晒。面对火热的太阳，大家往往倾向于选择浅色服装，感觉会比较凉爽，但是这种情况下会有较多的紫外线透过面料投射到皮肤上；而深色系的服装，大部分紫外线会被服装面料吸收，透过面料达到皮肤表面的紫外线大大减少。以最常见的运动服装面料涤纶为例，研究发现涤纶面料的颜色对防紫外线辐射性能的影响从大到小依次为：黑色、藏青色、红色、深绿色、紫色。黑色、藏青色、红色的涤纶面料防晒性能较佳。可惜的是，深色服装吸收了大量紫外线会造成服装本身的温度升高，使人感到闷热。现在有一些运动服装，则会采用专业的防紫外线面料（这里是指符合国家标准 GB/T 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》的防紫外线纺织品，达到 UPF＞40，UVA 透过率＜5%），这类面料经过专门的防紫外线加工工艺，能提供足够有效的防紫外线功能，此时服装的颜色则不是关键的防紫外线因素，此种情况下可以选择浅色系的运动服装，达到防晒而不闷热的效果。穿什么颜色不容易被蚊子叮？夏季，蚊子数量大增，特别是在夜晚，蚊子成为很多人在外面遛弯、运动时候的首要困扰。蚊子具有趋暗的习性，穿着深暗色（如黑色、暗红色等）的服装更容易招惹蚊子的叮咬，而浅色系（如白色、浅黄色等）的服装则可以减少被蚊子叮咬的概率。现在的户外防蚊还可以使用便携式防蚊喷雾、驱蚊水等产品，选择合适的运动服装搭配使用这些专业防蚊产品可以提高防蚊的效果。跑步与骑行选这些颜色的衣服夏季进行户外跑步和自行车运动的人也越来越多，在城市道路进行跑步或者骑自行车，在服装颜色的选择上应该尽量鲜艳醒目。有研究表明，在白天的光线下，荧光黄绿色是最佳的选择，此时人的眼睛对这一颜色的波长最为敏感。到了夜晚光线昏暗的时候，橙红色和红色则表现更优。夜间运动最好还要选择有反光材料的服装或者在合适的部位配上专业的户外反光带，增加自己的可见性，防止发生碰撞，提高安全性。徒步探险这些颜色更安全户外探险也成为越来越流行的运动，不同的探险场景下，对服装的颜色会有不同的需求。例如，丛林探险从安全角度考虑应该穿着与环境颜色反差较大的颜色提高自己的可见性，避免绿色、浅黄色等，这样便于得到同行人员关注。但是从生态保护的角度来考虑，最好采用与环境色相仿的迷彩色以免惊扰到在丛林里生活的动物，所以丛林探险的着装颜色要根据具体情况在外层服装和内层服装之间做好合理安排。而洞穴探险的环境一般较为黑暗，应该选择跟夜跑环境下相似的高亮度颜色服装，并配有反光材料。沙漠探险则需要避免选择与沙漠颜色相同的色系，而要选择红色、橙色等亮色。冰雪运动衣服颜色有讲究虽然现在是夏天，但咱也可以提前凉爽一下，在北京冬奥会带动下，冬季冰上和雪上运动也越来越火热，滑冰和滑雪运动的服装选择也有很多学问。从颜色选择上来说，宜选择颜色鲜艳的户外滑雪服，例如红色、橙色、蓝色、荧光黄等或者高纯度的对比色搭配设计。一方面，鲜艳的颜色可以给穿着者温暖的视觉感受，另一方面可以提高自己的可见性，在高速滑行时提醒别人避让，防止发生碰撞；更重要的是在危险发生的情况下，鲜艳的滑雪服将有利于救援人员发现受伤人员，及时施救。最后总结一下，户外运动的服装，除了要考虑颜色赏心悦目，咱也得考虑不同运动的特点，根据需要，优先选择能给我们带来安全的服装。 ... PC版： 手机版：

蓝莓为什么是蓝色的？科学家们找到了原因

蓝莓为什么是蓝色的？科学家们找到了原因 蓝莓的蓝色是由环绕在果实周围的一层蜡构成的，这层蜡是由能散射蓝光和紫外线的微型结构组成的。这使得蓝莓在人类眼中呈现蓝色，在鸟类眼中呈现蓝色紫外线。蓝莓的蓝紫外线色反射是由随机排列的表皮蜡晶体结构与光线相互作用产生的。布里斯托尔生物科学学院研究员罗克斯-米德尔顿解释说："蓝莓的蓝色无法通过挤压'提取'出来因为它不在可以从水果中挤出的色素汁液中。这就是为什么我们知道这种颜色一定有什么奇怪之处。因此，我们去掉了蜡，并将其重新结晶在一张卡片上，这样我们就能制造出一种全新的蓝色紫外线涂层。"这种超薄着色剂的厚度约为两微米，虽然反射率较低，但它具有明显的蓝色，并能很好地反射紫外线，这可能为新的着色剂方法铺平了道路。蜡结构如何反射光线的示意图。资料来源：Rox Middleton罗克斯补充说："这表明，大自然在进化过程中使用了一种非常巧妙的技巧为一种重要的着色剂添加超薄层。"大多数植物都涂有一层薄薄的蜡，这层蜡具有多种功能，科学家们对其中的许多功能仍不了解。他们知道蜡作为疏水性自洁涂层非常有效，但直到现在他们才意识到蜡的结构对可见颜色有多么重要。现在，研究小组计划研究更简便的方法来再造和应用这种涂层。这样就能生产出更可持续、生物相容性更好，甚至可以食用的紫外线和蓝光反射涂料。此外，这些涂层还可以具有与保护植物的天然生物涂层相同的多重功能。罗克斯补充说："在我们的眼皮底下，在我们经常种植和食用的水果上，发现了一种未知的着色机制，这真的很有趣。更令人兴奋的是，通过采集蜡制作出一种前所未见的新型蓝色涂层，从而再现了这种颜色。将这种天然蜡的所有功能融入到人工工程材料中是我们的梦想！"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

哥伦比亚大学的研究证明远紫外光几乎能消灭所有工作场所的空气传播病毒

哥伦比亚大学的研究证明远紫外光几乎能消灭所有工作场所的空气传播病毒 布伦纳说："如果这种病毒是一种致病病毒，那么远紫外光对空气传播疾病的保护作用将远远超过任何通风系统。"传统的紫外线杀菌灯是一种众所周知的杀灭病毒和细菌的技术，医院常用它来消毒房间。不过，直接暴露在传统的紫外线杀菌灯下可能会伤害皮肤和眼睛，因此只能在房间无人时开启。布伦纳说："我们可以在早上人们到达之前对房间进行净化，但房间很快就会再次受到污染，因为房间里的人会脱落病毒和其他空气传播的病原体。我们的目标是，当有人在房间里时，能够持续净化房间。"在过去的几年里，布伦纳的团队一直在开发远紫外光，这种光的波长（222 纳米）比传统的紫外线杀菌灯短，不能穿透或伤害活人的皮肤或眼睛。哥伦比亚大学和其他中心的实验室测试表明，远紫外光能在小型和房间大小的测试室中快速有效地灭活空气中的病原体。在这项新研究中，研究人员希望研究远紫外光在有人和空气中含有大量病毒的房间中的影响。出于道德和安全考虑，病毒必须对人体无害。在哥伦比亚大学，一个清洗实验室小鼠笼子的房间提供了一个理想的测试环境。大多数小鼠携带一种诺如病毒，这种病毒不会让动物或人类生病，但在清洗笼子时，高浓度的病毒会在空气中传播。研究人员在笼子清洗室安装了四盏顶置远紫外灯，每天采集空气样本，比较灯管开启和关闭时的传染性病毒水平。(这些灯管符合现行的远紫外线暴露限值监管指南）。布伦纳说："根据最初的灵敏度测试，我们预计空气传播病毒的减少率约为 66%。结果空气传播的传染性病毒减少了 99.8%超出了预期，远远超过了一般空气过滤和通风所能达到的效果。"研究没有发现远紫外线照明对空气质量（臭氧或微粒）有任何明显的影响。远紫外灯正被安装在更多的公共场所，并对空气中病原体的减少进行了相应的测量。布伦纳的团队还在进行实验室研究，以直接量化远紫外光对空气传播疾病的影响。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：