研究人员观察到乌鸦与喜鹊会自制“防鸟钉”来建造更安全的巢穴

研究人员观察到乌鸦与喜鹊会自制“防鸟钉”来建造更安全的巢穴事情的起因是安特卫普一家医院的一名病人在医院院子里的一棵树上发现了一个巨大而不寻常的喜鹊窝。经过仔细观察，发现巢中有大约1500根防鸟刺。这些钉子是喜鹊从距离医院屋檐约50米（164英尺）的地方拔下来的。喜鹊将这些钉子从屋顶巢穴中向外突出，以阻止其他鸟类进入巢穴啄食鸟蛋或雏鸟。喜鹊和其它相关鸟类经常使用其它尖锐的建筑材料，如铁丝网和带刺的树枝，以达到同样的目的。喜鹊巢的原址Auke-FlorianHiemstra说到乌鸦家族的其他成员，研究人员还记录了一个荷兰腐食乌鸦的巢，其中也有尖刺。更重要的是，在荷兰其他地区、苏格兰和比利时，人们已经看到喜鹊使用这种尖刺。自然生物多样性中心的生物学家Auke-FlorianHiemstra说："这就像一个笑话，真的。即使对我这个鸟巢研究员来说，这也是我见过的最疯狂的鸟巢"。有关这项研究的论文最近发表在《Deinsea》杂志上。目前可以在纳多鲁利斯的LiveScience展室看到原始的带刺喜鹊巢，而乌鸦巢则在鹿特丹自然历史博物馆展出。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370511.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370511.htm

白蚁丘是未来气候调节建筑的灵感来源

白蚁丘是未来气候调节建筑的灵感来源在非洲、澳大利亚和南美洲都发现了建丘白蚁的物种。一些土丘是复杂建筑的惊人例子，高达26英尺（8米），直径达98英尺（30米）。它们坚硬的结构意味着它们往往比居住在其中的白蚁群活得更长。现在，研究人员仔细观察了纳米比亚Macrotermesmichaelseni白蚁建造的土丘，这些土丘容纳了超过一百万只白蚁个体。他们对"出口复合体"特别感兴趣，这是一个密集的、格子状的隧道网络，在土丘周围捕风，在内部形成湍流，控制内部气候。在建造他们的土丘时，M.michaelseni必须考虑内部和外部因素，使能量、物质和信息能够双向流动。在土丘朝北的一面的出口复合体主要出现在土丘生长的雨季。在那个时候，它是土丘和外部环境之间的唯一开口。人们认为，这个建筑群有利于蒸发多余的水分，同时保持足够的通风。但研究人员希望更好地了解它的工作原理。他们使用一个3D打印的出口综合体模型碎片进行实验，并驱动二氧化碳和空气的振荡混合物通过它。研究人员使用传感器跟踪空气，发现出口隧道与吹在土丘上的风相互作用，增强了通风。气流在30赫兹和40赫兹之间的振荡频率下最大，10赫兹和20赫兹之间适中，50赫兹和120赫兹之间的频率最小。他们的结论是，由出口复合体产生的湍流使白蚁丘的风力通风成为可能。该研究的共同作者RupertSoar说："当给建筑物通风时，你想保持内部产生的温度和湿度的微妙平衡，而不妨碍陈旧空气向外和新鲜空气向内流动。大多数HVAC[供暖、通风和空调]系统都在努力解决这个问题。在这里，我们有一个结构化的界面，允许呼吸气体的交换，只是由一侧和另一侧的浓度差异驱动。内部的条件因此得到了维持。"研究人员预见，在人类建筑中复制白蚁的隧道结构可能是一种半被动地调节气候的方式。该研究的主要作者DavidAndréen说："我们想象未来的建筑墙体，用粉末床打印机等新兴技术制造，将包含类似于出口综合体的网络。这些将使空气的移动成为可能，通过嵌入的传感器和执行器，只需要极少量的能量。"研究人员意识到，可能需要一些时间才能将这些昆虫制造的房屋的复杂结构纳入建筑中，但他们仍然保持乐观。Soar说："只有当我们能够设计出像自然界中那样复杂的结构时，建筑规模的3D打印才有可能。我们正处于向自然界一样的建筑过渡的边缘：第一次有可能设计出真正有生命的、会呼吸的建筑。"这项研究发表在《材料前沿》（FrontiersinMaterials）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362257.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362257.htm

白蚁丘揭示了建造“鲜活”的建筑以减少能源消耗的秘密

白蚁丘揭示了建造“鲜活”的建筑以减少能源消耗的秘密发表在《材料前沿》上的一项突破性研究表明，我们可以从白蚁丘中学到宝贵的经验，以便在我们的建筑中创造舒适的室内气候。令人振奋的是，这些技术有可能将通常与空调有关的碳足迹降至最低。隆德大学生物数字物质研究小组的高级讲师、该研究的第一作者DavidAndréen博士说："这里我们表明，'出口复合体'，即白蚁丘中发现的相互连接的隧道的复杂网络，可以在人类建筑中以新的方式促进空气、热量和水分的流动。"印度班加罗尔的白蚁丘Andréen和共同作者RupertSoar博士，诺丁汉特伦特大学建筑、设计和建筑环境学院的副教授，研究了纳米比亚的Macrotermesmichaelseni白蚁丘。这个物种的殖民地可以由超过一百万个个体组成。白蚁丘的核心是共生的真菌园，白蚁以这些真菌为食物。研究人员把重点放在出口复合体上：一个密集的、格子状的隧道网络，宽度在3毫米到5毫米之间，将内部较宽的管道与外部相连。在雨季（11月至4月），当土丘正在生长时，这延伸到其朝北的表面，直接暴露在正午的阳光下。在这个季节之外，白蚁工人保持出口通道被封锁。人们认为这种复合体可以使多余的水分蒸发，同时保持足够的通风。但它是如何工作的呢？纳米比亚沃特贝格的白蚁丘Andréen和Soar探讨了出口综合体的布局如何实现振荡或脉冲式流动。他们的实验基于2005年2月从野外收集的一个出口复合体碎片的扫描和3D打印副本。这块碎片有4厘米厚，体积为1.4升，其中16%是隧道。他们用一个扬声器鼓动空气来模拟风，驱动二氧化碳-空气混合物在碎片中振荡，同时用一个传感器跟踪质量转移。他们发现，气流在30赫兹和40赫兹之间的振荡频率下最大；在10赫兹和20赫兹之间的频率下适中；而在50赫兹和120赫兹之间的频率下最小。研究人员得出结论，该建筑群中的隧道与吹在土丘上的风相互作用，以加强空气的质量转移，从而实现通风。某些频率的风振荡在内部产生湍流，其效果是将呼吸道气体和多余的水分从土丘的心脏地带带走。"当给建筑物通风时，你想保持内部产生的温度和湿度的微妙平衡，而不妨碍陈旧空气向外和新鲜空气向内的流动。大多数暖通空调系统都在努力解决这个问题。在这里，我们有一个结构化的界面，允许呼吸气体的交换，只是由一侧和另一侧的浓度差异驱动。内部条件因此得以维持，"Soar解释说。Macrotermesmichaelseni白蚁出口复合体的一个片段的三维扫描。资料来源：D.Andréen和R.Soar然后，作者用一系列的二维模型模拟了出口复合体，这些模型的复杂性从直线隧道增加到格子。他们用一个电动马达驱动一个摆动的水体（用染料使之可见）通过隧道，并拍摄了质量流。他们惊讶地发现，电机只需要来回移动空气几毫米（相当于微弱的风的振荡），退潮和流动就可以穿透整个建筑群。重要的是，只有在布局足够格子化的情况下才会产生必要的湍流。作者的结论是，在弱风下，出口复合体可以实现白蚁丘的风力通风。"我们想象未来的建筑墙体，用粉末床打印机等新兴技术制造，将包含与出口复合体类似的网络。"Andréen说："这些将使空气的移动成为可能，通过嵌入式传感器和执行器，只需要极少量的能量。"Soar总结道："只有当我们能够设计出与自然界一样复杂的结构时，建筑规模的3D打印才有可能。出口综合体是一个复杂结构的例子，它可以同时解决多个问题：保持我们室内的舒适度，同时调节呼吸道气体和水分在建筑围护结构中的流动。""我们正处于向类似自然的建筑过渡的边缘：第一次有可能设计出真正有生命、会呼吸的建筑"。这项研究得到了工程和物理科学研究委员会、瑞典研究委员会和人类前沿科学计划的资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364551.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364551.htm

韩国研究人员建造新型垃圾拦截装置解决海洋垃圾问题

韩国研究人员建造新型垃圾拦截装置解决海洋垃圾问题位于安东市的河流实验中心拥有三条直线和曲线实验水道，尺寸为700米（长）*11米（宽）*2米（高），并设有一个实验室，用于对堤坝溃决和城市防洪技术进行实证测试。资料来源：韩国土木建筑技术研究院忠清南道（又称忠南）拥有韩国第三长的海岸线，该地区共有500条河流和溪流。忠南地区的海洋废弃物数量逐年增加，其中通过河流流入的海洋废弃物约占总量的61.2%。因此，忠南在2019年安装并运行了拦截设施，但在暴雨和洪水期间出现了结构性损坏，需要解决。造成损坏的主要原因是截流设施的结构和功能设计没有考虑河流的几何形状和特点（水位、宽度、流量、水位变化等）。为了提高人工智能分析技术在现实世界中的适用性，我们获取并利用了方形流域和全尺寸实验河道的图像数据。资料来源：韩国土木建筑技术研究院除了确保截流设施的结构安全外，该项目的主要目标还包括开发和测试具有收集支持功能的截流设施，以方便收集、应对河流水位的变化，以及确定适当收集时机的监测功能。Jung博士的研究团队在以下几个阶段开展了研究：目标河流的特征描述、最佳河流点的选择、拦截设施、支撑桩和连接件的设计以及拦截设施的现场施工。其中，拦截设施的设计和建造是与Foresys有限公司联合进行的，而数值模型实验和全尺寸实证测试则是在庆尚北道安东市的河流实验中心进行的。河流实验中心占地192,051平方米。该中心拥有韩国最大的试验基础设施，流量供应能力高达10立方米/秒，提供了最佳的实证试验基础设施。位于忠清南道公州市玉古川下游支流的河面漂浮垃圾拦截设施。该拦截设施可承受100吨的负荷，并与可上下移动以应对水位变化的连接支撑桩相结合。Foresys提供的无人机镜头。图片来源：韩国土木建筑技术研究院利用这项研究的成果，位于忠南公州的玉古川（又称玉古溪）上建造了一个拦截设施，并于2023年5月投入使用。在项目实施过程中，根据当地政府的意见建立了一个监控系统，以确定适当的收集时间，并实时检查运行状况信息。在此基础上获取的图像数据还开发了一个支持系统。该系统利用人工智能（AI）分析河流中漂浮物的数量和组成，并确定适当的收集周期。Jung博士说："入海的垃圾由于波及范围广，且含有增加清理成本的杂质（盐分、淤泥等）而难以收集，因此有必要在入海前从河流中拦截并收集垃圾。"他还强调："通过将传统河流工程与信息技术和人工智能等先进技术相结合，这些技术可以进一步解决当地问题和全球环境问题。"该项目因其基于生活实验室的融合技术开发和可持续性而备受当地社区的期待。在玉古川安装的拦截设施和监测系统将一直运行到2026年并不断改进，目前正在与相关地方政府讨论今后将成果推广到其他河流的事宜。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402555.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402555.htm

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝多年来，人们一直在用3D打印技术建造结构，但有一组研究人员希望将AI驱动的建筑带到一个新的规模。如果成功的话，那么它可以比使用人类劳动力更快、更便宜地建造大坝。来自北京清华大学的研究人员最近公布了使用3D打印方法建造一个近600英尺高的大坝的计划。这可能是有史以来最大的3D打印、AI建造的结构，但这也可能取决于“3D打印”的定义。建筑商已经通过使用大型3D打印机制造混凝土层来建造房屋，从而节省了时间和金钱。去年，一家制造公司在荷兰使用机器人线弧增材制造来3D打印一座金属桥。不过清华大学的提案并不涉及任何此类技术。研究人员希望利用AI驱动的机器人、挖掘机、卡车、推土机、摊铺机和其他车辆组成的军团完成黄河西藏段目前在建的羊曲水电站。通过结合一个自动调度系统，研究人员将该系统称为一个单一的大型3D打印机。没有人类会直接参与到大坝的建设中。人工智能将把项目的3D模型切成几层，然后把每一层按顺序分配给无人机器。AI将自动规划材料收集、驾驶路线和安置。另外，它还可以分析振动以确定建造质量。人类将只开采填充的岩石。除了速度和成本方面的优势外，这些机器可以更好地承受低氧水平等危险、全天候工作且研究人员认为它们更不容易出现人为错误。最明显的缺点是，这样一个庞大的项目通常会造成潜在的工作机会的丧失。该大坝计划于2024年完工，它将为河南省提供近50亿千瓦时的电力。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310549.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310549.htm

新研究揭开白蚁王和蚁后“御膳”成分

新研究揭开白蚁王和蚁后“御膳”成分日本一项新研究揭开了白蚁群中的蚁王和蚁后由工蚁喂给特殊的食物成分，为解释为何蚁后能长时间维持旺盛的繁殖能力提供了线索。新华社报道，白蚁啃食木材，并依靠它们肠道内微生物的作用将木材中的纤维素转化为生存所需的营养物质。而白蚁群中的蚁王和蚁后并不啃食木材，它们由工蚁喂给特殊的食物，以便专心繁殖。京都大学和滨松医科大学的研究人员在新一期美国《国家科学院学报·交叉学科》杂志上报告说，他们以栖北散白蚁为研究对象，对工蚁喂食蚁王和蚁后的行为进行了分析，并从正在给蚁王和蚁后喂食的工蚁身上直接采集到了足量的“御膳”。化学分析发现，“御膳”的主要成分包括鞘脂类、甘油二酯、短肽和蛋白质等。通过电脑断层扫描对比蚁王、蚁后和工蚁的消化道结果，可以观察到蚁王、蚁后和工蚁的中肠和后肠占消化道的体积比明显不同：工蚁的后肠占了很大比例，这里是共生微生物生活并分解纤维素的地方，而蚁王和蚁后的中肠占比较大，这是它们用于吸收营养物质的器官。这种觅食和消化的分工成为白蚁社会劳动和繁殖分工体系的基础。京都大学发布的公报说，一般来说，活动越活跃的生物寿命越短，而在蜜蜂、蚂蚁、白蚁这类社会性昆虫的巢穴中最活跃繁殖的个体最长寿，造成这一现象的根本是繁殖个体所摄入的特别食物。研究这类特别食物，了解其中的功能性成分，有望贡献于研究促进人类健康长寿的方法。