AI找到了新工作：鉴定狗屎丨一周科技
欢迎收看一周科技。有时候，考古学家们必须要解决一些狗屎问题——字面意义上的那种。
神秘蓝色
在装饰华丽的中世纪手抄本中，藏着一种神秘的蓝色，直到最近，其中的化学成分才终于被确定[1]。
染料沙戟（Chrozophora tinctoria）长相奇特的果实，以及从中得到的蓝色化学物质 | Paula Nabais/NOVA Univeristy
这种天然蓝色颜料来自一种名叫染料沙戟（Chrozophora tinctoria）的植物。当时人们收集它的果实（图1）制成蓝色提取液，让提取液吸附在布料上干燥，并把它作为颜料使用。一个由化学家、植物学家与文物保护专家组成的研究团队根据中世纪文献再现了这种蓝颜料，提取并分析了其中的主要色素物质。经过多种手段分析，这种染料成分的分子结构最终得以确定。这种分子与靛蓝、花青素等人们熟知的天然蓝色物质结构相当不同。
利用染料沙戟染成蓝色的布料（左），当它在阳光下暴露几个小时后会变成紫色（右） | Paula Nabais/NOVA Univeristy
虽然这种颜料现在已经不再使用，但了解它的化学性质能帮助人们更好地保护那些使用了它的珍贵文物。
以屎为鉴
考古学家给AI找了份新工作：分辨人粪和狗粪[2]。
为什么要AI 来辨屎？古老的人类粪便对于考古研究很重要，它可以提供关于身份、饮食、健康状况等信息。然而，大小形状相似的古代狗屎却容易混入其中，让研究者困惑。狗可能吃其他动物的粪便，因而狗粪里会出现人的DNA信息；而古代许多地方都吃狗肉，因而人粪里也常含有狗的DNA信息。
猜猜看，这是古代人屎，还是古代狗屎？| JADA KO/ANHUI PROVINCIAL INSTITUTE OF CULTURAL RELICS AND ARCHAEOLOGY
为了解决这个问题，研究者开发了一个叫做coproID（古粪便鉴定）的程序，给它“喂”了大量现代人粪和狗粪的数据——这不仅包括人和狗的DNA数据，也包括肠道内微生物、植物等。机器学习之后，coproID开始了鉴别粪便样品的尝试：它正确地区分出了7份不是粪便的对照组样品；对于13份试验样品，coproID确定其中5份为人粪，2份为狗粪——其中1份，考古学家原本以为也是人粪。研究者说：“研究意外发现，考古记录中充满了狗屎。”
不过，也有学者认为，AI学习的是吃狗粮的现代宠物狗数据，这可能会让它在识别古代狗粪时遇到困难。
（图片答案：狗屎。这是来自约7000年前的粪便样本，发现于安徽小孙岗遗址。）
哺育
本周自然时间：从“第一鲸称视角”看座头鲸宝宝如何吃奶。
MMRP UH
这里的画面来自夏威夷大学海洋哺乳动物研究计划（Marine Mammal Research Program）[3]，它是固定在座头鲸背上的摄像机拍摄到的。为了了解夏威夷毛伊岛繁殖地的座头鲸行为，研究者利用长长的杆子在7只座头鲸幼崽背上贴了摄像设备。这些设备利用吸盘固定，不会对鲸宝宝们造成伤害。除了画面，这些“吸盘标签”还可以记录声音、测量深度与加速度。利用这些记录，研究者可以分析座头鲸哺育幼崽的行为，以及个体之间的互动。同时，无人机还可以从水面上方测量座头鲸的身长和健康状况。
下面是视频完整版：
MMRP UH
重建触感
在新型脑机接口的帮助下，一位名叫伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）的瘫痪小伙重新感受到了握在手中的物体——不过感知方式与健康人有些不同[4]。
Battelle Memorial Institute
19岁时，一场事故严重损伤了伊恩的脊椎，他因此瘫痪，失去了手部的运动与感知能力。2014年，他作为研究被试接受了“神经旁路系统”植入。通过这套系统，研究者绕过受损的脊椎，把来自大脑的指令输送给手臂上的电极，通过电刺激让伊恩的右手重新动了起来。从此，伊恩可以抓住物体、刷信用卡，甚至还能玩玩游戏《吉他英雄》。然而，缺失的触觉依然限制着他对手的控制。
现在，在研究者的努力下，伊恩重新收到了手部的触觉反馈。研究者发现，虽然伊恩感觉不到自己的手，但在他触摸物体时，脑部依然能检测到对应的微弱信号。研究者们将这些信号解码，并用它建立了人工的触觉反馈系统——反馈方式是通过一条臂带在伊恩仍有触觉的上臂制造振动。现在，伊恩不需要注视着物体就能知道自己拿着它，还能感知和调整抓握强度。
超级超新星
最近，天文学家发现了有观测记录以来最为强大的超新星爆炸[5]。
SN2016aps艺术概念图 | M. Weiss
这一名为SN2016aps的超新星距离地球450万光年，质量大约是太阳质量的50-100倍，释放的能量是太阳穷尽一生放出能量的10倍，爆炸的亮度更是比银河系所有恒星加起来还要亮。除此以外，SN2016aps也是观测到的存在时间最久的超新星，研究人员在三年前就已经发现这颗爆炸的超新星，直到现在它仍处在剧烈爆炸的过程中，而一般的超新星爆炸只会持续短短几个月。这一超新星的爆炸剧烈程度也超出一般模型的估计，对它的研究能帮助人们更加深入地认识早期宇宙超大质量恒星的形成与演化。
参考文献
[1]https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz7772
[2]https://peerj.com/articles/9001/
[3]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/uoha-rvc041720.php
[4]http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.054
[5]https://www.nature.com/articles/s41550-020-1066-7
作者：麦麦，矩阵星，窗敲雨
编辑：窗敲雨
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