经济危机下的科研良机

机器蜂

一场经济危机席卷全球,令人倍感凉意。而一些科研组织则反其道而行,勇敢探寻自己的科技梦想,以疟疾、激光勘测和机器蜂等为重点的一些奇特研究顺利获取了美国经济刺激计划的资助,成了经济危机中难得的受益者。以下是《科学美国人》杂志揭晓的,受益于美国经济刺激计划的7大科研项目。

1. 在变化环境中揭秘疟疾

笨重的气候变化模型通常只能提供平均数据和一般途径,以辅助科学家掌控气候变化的长期发展趋势。而针对某种特定动物或病原体行为的短期预测,研究人员仍需要获取更细节化的数据。

美国宾夕法尼亚州立大学昆虫学系的马修·托马斯教授正就气候变化对疟疾和登革热传播的影响进行研究。他表示:“蚊子并不能体会平均月气温的变化,但它们却能感受到正在发生的改变。”

托马斯的研究项目始于2009年6月,是《美国复苏与再投资法案》(ARRA)所资助的早期项目之一。该项目致力于对特定地点每小时的气温变化进行精确记录,将得到的信息同阵对蚊子和疟疾的最新研究发现相联系起来。实时气温变化可对蚊子的新陈代谢(其将影响蚊子叮人的频率)以及疟原虫的生长产生影响。托马斯说:“虽然这种影响看似微小,但气温的细小变化却能对生物学和生理学产生极大的影响。”  

2. 用激光勘测森林

激光在科学领域的应用极其广泛,从癌症治疗到等离子物理研究等方面都有涉及。而美国加州大学莫赛德分校的郭清华(音译)副教授又开发出了一种激光的新用途,可用其勘测地表的动态。

在配有特别装备的飞机上进行多次低空试飞后,郭清华的研究团队能获得森林、山丘、雪原和河流的三维地图。通过向下发射高频激光脉冲,借助精确调校的设备对被反射回来的激光束进行测量,可制得“非常精确”的图像。郭清华表示,由此产生的地图极为清晰,甚至可以看清楚每一棵树,可为森林资源的动态监测奠定基础。

同时,这些数据丰富的地图还可使水文学家、地貌学家和其他科研工作者更好地理解自己研究领域的物理动态。比如,腐蚀的细微差别、植被变化和河岸冲蚀等在其他航空测绘中常被遗忘的要素也将在新式激光测绘中一一展现,可大大超越美国地质勘查使用的分辨率仅为30米的标准。但这些信息并不只为专家所拥有,郭教授表示,他们希望这些数据也能为更多的地球科学团体和公众所使用。

在美国国家科学基金会(NSF)国家机载激光测量中心的资助下,这一研究小组于去年9月获得了总额约93.5万美元的科研基金。该小组将于下个月进行首次试验飞行,以进一步推进研究的进程。

3. 机器蜂

拜美国经济刺激计划所赐,哈佛大学的研究团队正在利用获得的930万美元拨款,打造比机器狗和吸尘机器人更为能干的机器蜂团队。虽然研究人员在实验中无法获取可口的蜂蜜,但从科学的角度来看,他们的研究成果却有可能更加“甜蜜”。

由哈佛大学微机器人实验室电气工程学助理教授罗伯特·伍德带领的科研团队,旨在创造自发性、微尺度、带有翅膀的机器人群落。在实现这一崇高目标的过程中,该科研团队遭遇了工程学和计算处理等领域的诸多难题,其中涉及飞行动力学、电子计算和社会互动等方面。尽管研究所用的材料和技术均为人造无疑,研究团队仍表示“自然是他们的灵感之源”。

从长远角度来看,研究人员希望这一项目不仅仅局限于创建一个“机器蜂”王国,而是在解决问题的过程中为火灾和地震等搜救行动提供借鉴,并在交通监控、侦察取样和图像拍摄等其他领域发挥作用。

据悉,这一计划将持续至2014年中期。同时,这一科研项目已被引入当地的高中课堂,用以“激发学生投身于工程学和计算科学的热情”。

4. 探究古人类如何应对气候变化

由于气候变化会导致海平面上升以及气候模式改变,科学家曾多次警告气候变化或将带来的灾难性后果。不过对于生活在数千年前人类而言,他们并不知道未来将会发生什么,也不知道他们生活的土地和自己的生活将会发生怎样的改变。