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走神了？機(jī)器人教師有辦法

網(wǎng)絡(luò)教育日益普及，智能教學(xué)系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要的作用。但是，智能教學(xué)系統(tǒng)中的虛擬教師無(wú)法像現(xiàn)實(shí)中的教師一樣，及時(shí)了解學(xué)生的注意力是否集中。在真實(shí)的課堂上，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生走神了，會(huì)采用多種方法使他們集中注意力，例如改變說話的語(yǔ)調(diào)和音量，用肢體語(yǔ)言強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與互動(dòng)，等等。虛擬教師能否這樣呢？美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究人員展開了研究。

他們編制了程序，讓人形機(jī)器人給學(xué)生一對(duì)一講故事。學(xué)生的頭上佩戴有傳感器，通過監(jiān)測(cè)腦部活動(dòng)反映其專心程度。當(dāng)監(jiān)測(cè)顯示學(xué)生的注意力明顯下降時(shí)，系統(tǒng)就給機(jī)器人發(fā)送信號(hào)。

機(jī)器人教師先給學(xué)生講一個(gè)短故事，以獲取學(xué)生基本的腦部活動(dòng)數(shù)據(jù)。接著，它開始講一個(gè)比較長(zhǎng)的新故事。當(dāng)學(xué)生注意力下降時(shí)，機(jī)器人教師會(huì)提高音量、做手勢(shì)等重新吸引學(xué)生的注意力。然后，研究人員要求學(xué)生復(fù)述第一個(gè)故事。不出所料，機(jī)器人教師所采取的措施的確有效：和對(duì)照組相比，學(xué)生復(fù)述的準(zhǔn)確率更高。

這一自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)整注意力的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育具有重要的價(jià)值。研究人員可借此設(shè)計(jì)出交互性更強(qiáng)的虛擬教師，提高一對(duì)一網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的效率。

給子彈穿上花粉“外套”

在犯罪現(xiàn)場(chǎng)找到彈殼很容易，要獲取槍手的DNA卻非常困難?，F(xiàn)在，英國(guó)布魯內(nèi)爾大學(xué)的科學(xué)家發(fā)明了一種方法，有望準(zhǔn)確識(shí)別槍手。

研究人員將彈藥筒浸泡在氧化鋁和尿素的混合溶液中。等干透以后，彈藥筒表面就會(huì)形成一定的紋路。這樣，當(dāng)槍手裝子彈時(shí)，手上的皮膚細(xì)胞就會(huì)留在紋路里，刑偵人員可以獲取更多的樣本進(jìn)行DNA分析。研究人員用9毫米口徑的勃朗寧手槍進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)這種方法比傳統(tǒng)方法獲取DNA的可靠性增加了53％。

為了獲取更多的證據(jù)，研究人員還對(duì)彈殼進(jìn)行“包裝”。他們?cè)邝晗惆俸系幕ǚ弁獍趸仯胍簯B(tài)塑料中，涂抹在彈殼的底部。如果有人觸摸這些子彈，肉眼看不見的微粒就會(huì)粘在他的手上，刑偵人員可據(jù)此更快地緝拿真兇。

世界上最小的足跡化石

新近發(fā)現(xiàn)于加拿大新斯科舍的喬金斯化石斷崖的一組足跡化石，是世界上迄今為止發(fā)現(xiàn)的最小的脊椎動(dòng)物足跡化石。

喬金斯化石斷崖是一處世界級(jí)古生物學(xué)遺址，于2008年被列入聯(lián)合國(guó)教科文組織的“世界遺產(chǎn)”目錄。這里因盛產(chǎn)多樣的小型四足動(dòng)物的化石聞名，有小型的兩棲動(dòng)物化石和已知最古老的爬行動(dòng)物化石。在這里，足跡化石并不罕見。不過，新近發(fā)現(xiàn)的這組足跡化石創(chuàng)造了世界最小脊椎動(dòng)物足跡化石的紀(jì)錄，這組腳印總長(zhǎng)約48毫米，其中，前腳印長(zhǎng)約1.6毫米，后腳印長(zhǎng)約2.4毫米。

它們的發(fā)現(xiàn)者是喬金斯化石斷崖的管理員的女兒，當(dāng)時(shí)她正在喬金斯沙灘上散步。她說：“這是我迄今最令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)了。我和我的同事都非常興奮。我從來沒有想到它們會(huì)是世界上最小的腳印?！?/p>

加拿大圣瑪麗大學(xué)和新墨西哥自然歷史博物館的考古學(xué)家對(duì)這組腳印鑒定后認(rèn)為，這些腳印來自一只生活在3.15億年前的幼小兩棲動(dòng)物，有點(diǎn)像火蜥蜴，從鼻子到尾巴只有8毫米長(zhǎng)。這些腳印顯示，這只兩棲動(dòng)物起初在走路，隨后改變方向跑起來?？脊艑W(xué)家推測(cè)，這可能是這只幼小動(dòng)物踏上陸地的第一組腳印。不巧看到大型捕獵者或者小型獵物，為了躲避捕獵者或者追趕獵物，它改變方向跑起來。

非洲最亮麗果實(shí)的色彩源于反射光

非洲熱帶雨林的杜若屬植物個(gè)頭不高，它的果實(shí)呈球形，擁有絢麗的金屬藍(lán)外衣，被譽(yù)為自然界色彩最亮麗的果實(shí)。更令人矚目的是，它的色彩并非來自色素，而是一種結(jié)構(gòu)色——通過反射特殊波長(zhǎng)的光而產(chǎn)生的顏色。

自然界中的多數(shù)顏色來自色素。然而，也有個(gè)別例外，比如孔雀、圣甲蟲都是結(jié)構(gòu)色。英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，杜若屬植物的果實(shí)也屬個(gè)別案例。

果實(shí)的基本組成是細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞都由一層富含纖維素的細(xì)胞壁包裹。研究人員發(fā)現(xiàn)，杜若屬植物果實(shí)中的纖維素以螺旋層結(jié)構(gòu)分布，能夠選擇性地反射一些特殊波長(zhǎng)的光。纖維素層的厚度決定反射何種波長(zhǎng)的光。有的細(xì)胞的纖維素層薄，反射藍(lán)光；有的細(xì)胞的纖維素層厚，反射綠光或紅光。因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞反射的色彩不同，從而為果實(shí)披上一件五彩外衣。

這種果實(shí)的五彩外衣猶如一幅點(diǎn)彩派繪畫作品。點(diǎn)彩是印象派畫家慣用的一種繪畫技巧，以大量密集的純色小點(diǎn)，形成立體感。研究人員相信，植物在果實(shí)顏色上如此用心，是為了吸引鳥兒為其傳播種子。盡管杜若屬植物果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高，鳥兒還是會(huì)被它亮麗的顏色吸引，或者用于裝點(diǎn)它們的巢穴，或者用于吸引異性。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，杜若屬植物果實(shí)的顏色是由反射光產(chǎn)生，不會(huì)褪色。所以，采集于19世紀(jì)被制作成標(biāo)本的果實(shí)顏色依舊絢麗，也就不足為奇了。研究人員稱，我們可以從中獲取靈感，利用豐富而且廉價(jià)的纖維素，制造顏色豐富的材料。比如，在食品中添加纖維素，制造結(jié)構(gòu)色，替代在食物中使用的著色劑。甚至，還可以用于制作醒目的標(biāo)識(shí)或多彩的裝飾品。

（摘自《科學(xué)畫報(bào)》）