青年科學(xué)家聚首廣州 帶觀眾打開自然啟示錄
“在全球,找不到第二個像泛喜馬拉雅這樣生境多樣化的區(qū)域”“如果我們能發(fā)明水下機器人,實現(xiàn)無人化的捕撈”……中國科學(xué)院植物研究所研究員王強、北京大學(xué)工學(xué)院先進制造與機器人系教授謝廣明等青年科學(xué)家近日齊聚廣州,在黃埔科普講壇暨萬象校園科學(xué)公開課上,向青少年講解了仿生機器魚、高原珍稀植物考察領(lǐng)域的前沿知識,并分享了關(guān)于自然的故事和奧秘。
“在全球,找不到第二個像泛喜馬拉雅這樣生境多樣化的區(qū)域?!蓖鯊娊榻B,泛喜馬拉雅地區(qū)是地球上最獨特的地理單元,擁有最豐富的高山植物區(qū)系,其包括喜馬拉雅山、橫斷山、喀喇昆侖山和興都—庫什山一部分。
王強表示,在這片區(qū)域內(nèi),生長著兩萬多種維管植物,相當(dāng)于中國所有維管植物種類的三分之二,是整個歐洲的2倍,北美洲的1.5倍。保護國際評估的全球35個生物多樣性熱點地區(qū)中,泛喜馬拉雅就有3個,差不多占了十分之一。
王強透露,泛喜馬拉雅地區(qū)的植物多樣性研究,是植物分類學(xué)領(lǐng)域最重要、最基礎(chǔ)性的工作之一。作為地質(zhì)最不穩(wěn)定的地區(qū)之一,但是關(guān)于泛喜馬拉雅植物多樣性的研究卻相當(dāng)匱乏,不利于植物多樣性的保護。
十余年來,王強及其團隊的足跡遍布泛喜馬拉雅植物秘境,他們發(fā)現(xiàn)了絕跡近百年的高山貝母,極度瀕危的大花黃牡丹,會召喚野蜂的西藏對葉蘭……他們采集了10萬余份珍貴的植物標(biāo)本,拍攝了20余萬條珍稀植物影像數(shù)據(jù),為國家掌握全球生物多樣性熱點區(qū)域的植物資源提供了重要的基礎(chǔ)性資料。
“我們必須全面了解這片區(qū)域的植物,必須對它們進行最好的保護,千萬不能等到失去了它們之后才認識它們,這需要全社會每一個人的支持?!蓖鯊娬f。
與泛喜馬拉雅地區(qū)同樣物種豐富的,還有蘊藏著豐富生物資源的海洋。然而,越珍貴的海鮮越難捕撈,“海碰子”便是憑借自身良好的潛水技能來捕撈海產(chǎn)品的一類人群。他們配備幾十斤的潛水設(shè)備下水作業(yè),每次潛水都是與死神的一次較量。
“如果我們能發(fā)明水下機器人,實現(xiàn)無人化的捕撈,那‘海碰子’們就不用這么辛苦了?!庇谑牵x廣明帶領(lǐng)著他的團隊開始了仿生機器魚的研發(fā)。
為什么是仿生魚類呢?謝廣明解釋道,魚類的生活技巧遠勝于人類現(xiàn)有的航??萍迹和七M效率高,耗能低;機動性能好;低噪音,對生態(tài)影響低。
謝廣明帶領(lǐng)團隊通過模擬魚的擺動過程,搭建機電系統(tǒng)來復(fù)現(xiàn)生物運動原理,再編寫控制軟件,加上防水的“魚皮”,讓“魚”協(xié)調(diào)地游動起來。
謝廣明團隊還發(fā)現(xiàn)魚類特有的水下感知器官——側(cè)線系統(tǒng),通過感知局部細微的水流變化,預(yù)測出水流流速和方向,進一步能夠感知前方有沒有障礙物、食物、伙伴或天敵。于是他們也給機器魚裝了人造側(cè)線系統(tǒng),借此初步實現(xiàn)了對伙伴位置的感知。
此次科學(xué)公開課是由黃埔科普講壇牽手“萬象校園”,面向大灣區(qū)青少年開放的青年科學(xué)公開課,以通俗化、幽默化、故事化、場景化的方式,分享講師對于科研、生活和生命的感悟及思考,啟迪青少年思想。
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