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如何鼓掌才能又响又长?10个人疯狂鼓掌,终于发现鼓掌秘诀……

把科学带回家  · 公众号  ·  · 2025-03-24 06:00

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每周一,【把科学带回家】的编辑们将为你带来一些有趣的本周新闻,帮你轻松地开启这一周!|图源网络 ‍‍‍‍‍‍
【第41期】看点
科学新闻
👏如何鼓掌才能又响又长? 科学家招了10个人疯狂鼓掌, 终于把鼓掌这件事拿捏了
🗑️悉尼垃圾填埋场快被挤爆了! 来帮忙处理垃圾的居然是……蛆?
大开眼界

🎹机器人外骨骼让钢琴家手指“起飞”: 妈妈再也不用坦心我弹琴了


奇闻电波
💧尿真的值钱啊家人们!只要通电就能变成液体黄金了


👏如何鼓掌才能又响又长?

科学家招了10个人疯狂鼓掌,

终于把鼓掌这件事拿捏了


拍拍双手鼓掌就能发出声音,这个道理大家都懂,但是鼓掌背后还有很多学问,不同的手势,不同的力度等都会影响你鼓掌的声音。

而最近的一项研究中,科学家深入了解了鼓掌的物理机制,并且给出了一些详细的鼓掌小技巧。

为了研究这个课题,科学家们招募了10名被试者,让他们用3种不同的手势拍手20~30次,还用婴儿爽身粉来观察拍手产生的气流。另外,研究者还制造了一只硅胶仿真手,用来模拟人类的拍手声。

事实上,2020年的一个研究也探索过类似的问题,当时希腊的研究者让被试者用11种手势拍巴掌,甚至还有用手指反向对准手心的奇怪拍法,最后发现 手势呈“杯状”时拍的巴掌是最响的,可以达到80分贝 。同时,他们还得出一个结论: 看似简单的鼓掌,可以被类比为一个亥姆霍兹共振器。

最后3个是什么清奇的鼓掌方法……|参考资料2

从图中可以看出,亥姆霍兹共振器中,声波会先进入一个小开口,在特定条件下空腔空气可以发出共振。而最近的这项研究就证明了, 鼓掌并不是两个手掌固体之间发出的声音,而是像亥姆霍兹共振器一样,在内部产生了共振腔。

亥姆霍兹共振器是一种简单而有效的声学装置。|sy.uestc.edu.cn
同理,亥姆霍兹共振器的效果会因为空腔、颈部等形状产生变化, 而双手呈杯状鼓掌时,也会因为手势发出不同、响亮的声音 。当你看到这里的时候,不如试试不同手势发出的声音是否有所不同。
研究者在这样的基础上,还发现了其他的影响因素,和手势相比,它们的影响比较小,但和鼓掌声音的延续有关, 拍手速度越快,初始声音越大,而皮肤弹性越低,声音持续时间越长

🗑️悉尼垃圾填埋场快被挤爆了!
来帮忙处理垃圾的居然是……蛆?


澳大利亚每年要处理 730 万吨食物垃圾,其中有大约 34% 来自家庭食物浪费。 往常这些垃圾会被送往垃圾填埋场,经过处理后变成甲烷气体释放到大气中。甲烷和二氧化碳一样,也是一种温室气体,然而它对大气的破坏力是二氧化碳的 25 倍。


悉尼市长 Clover Moore 说:“我们已经没有地方处理垃圾了,回收垃圾真的很重要。不仅要回收,还要让垃圾变废为宝。”


去年 6 月,悉尼市政府跟一家垃圾处理公司达成合作,准备 使用蛆虫来分解食物垃圾。


他们计划将黑水虻的幼虫和食物垃圾放在一个集装箱大小的处理箱内, 每个处理箱能容纳 1000 ~1500 万只蛆虫 ,并利用机器收集数据,为幼虫降解垃圾提供理想的温度、湿度和空气。


黑水虻幼虫被放在这种处理箱中。丨Nick Langley / City of Sydney


黑水虻幼虫吃掉垃圾后,排出的粪便可以为农场提供肥料;幼虫本身也可以被加工成蛋白质,用来喂养鱼类和家禽,还可以做成宠物食品。


今年 1 月以来, 悉尼市政府在黑水虻幼虫的帮助下成功分解了近 90 吨食物残渣 。他们计划在 12 个月的试验期内,处理来自 22500 户家庭的 500 吨食物残渣。


食物浪费对农业、气候变化和其他环境问题造成了严重影响,根据联合国环境规划署的统计,不管是处于哪种经济水平的国家,都面临着食物浪费的挑战,哪怕在粮食短缺的地方也一样。联合国可持续发展目标之一是到 2030 年,将零售和消费层面的人均粮食浪费减少一半。


在防止浪费的基础上, 处理过剩食物的最优策略是将剩余粮食捐赠或以其他方式给需要的人,其次是用作动物饲料、营养物质,或是作为能源利用,最后才是垃圾填埋。


通过生物降解的方法处理垃圾正是取代垃圾填埋的一种很好的方法。其实很早就有人开始实践用蠕虫处理食物垃圾,或者在家自制“食物垃圾降解箱”,在里面勤勤恳恳劳碌的功臣通常是蚯蚓。


家庭自制蠕虫堆肥箱的示意图。丨unclejimswormfarm.com


之前还有研究发现了能分解塑料的蠕虫,这让科学家大为振奋,这意味着更环保的垃圾处理方式已经不限于食物领域,可以拓展到塑料垃圾。而传统的塑料垃圾处理方法往往会带来更为严重的环境问题。



大开眼界


🎹机器人外骨骼让钢琴家手指“起飞”:

妈妈再也不用坦心我弹琴了


许多人在学钢琴时候,不可避免地会陷入瓶颈期,练的越多,错的越多,以至于丧失信心,钢琴水平停滞甚至完全放弃。日本知名钢琴家Shinichi Furuya也不例外, 他曾由于过度练习对手部造成了严重伤害,这段经历让他深感困扰,并促使他思考传统训练方法在某些阶段或许并没有起到作用。 Furuya记得,他的钢琴老师曾将手放在他的手上,向他展示如何演奏某些曲子。这让Furuya萌生了一个想法:利用机器人来模拟老师的指导,帮助钢琴家们更高效地练习。


经过30分钟的训练,参与者的手指速度有所提高。|参考资料1


于是,研究团队开发了一款定制化的机器人外骨骼,它能够精准控制各个手指的运动,包括关节的弯曲和伸展。希望通过被动训练的方式,能 帮助钢琴家以超越自身极限的速度快速弹奏 。研究团队招募了118位专业钢琴家参与研究,这些钢琴家都是音乐学院的专业演奏者,8岁之前就开始学琴,练琴时间超过一万小时。参与者先在家练习一首曲子两周,直到琴技无法再提高,然后接受30分钟手外骨骼被动训练。


结果发现,外骨骼机器人带动手指运动的速度达到了每秒4次,这比钢琴家们此前能达到的最快速度(平均每秒2.3次)要快得多。甚至在移除外骨骼的一天后,钢琴家仍能用经过训练的手更快地弹奏琴键。Furuya表示,训练手的肌肉协调性有所改善, 脑部扫描的证据也表明,训练激活了钢琴家的感觉皮层,使其能够更好地控制手指运动。 英国布里斯托大学的Nathan Lepora说:“过去人们会认为,自愿主动地完成才是学习的正确方式,但现在看起来,被动的学习方式也同样有效。”



【奇闻电波】
💧尿真的值钱啊家人们!
只要通电就能变成液体黄金了
你也许不知道尿有多值钱……尿液里面的尿素是一种含氮的化合物,是肥料的关键成分。尿液之所以现在还不是“液体黄金”,是因为我们还没有很好地利用它!

最近科学家介绍了一种新方法,可以 通电将尿液里最值钱的东西提取出来,100%转化率 ,用在很多用途上……

这是如何实现的呢?别忘了收听《万物》杂志为你每周放送的科学新闻音频节目!订阅节目,在第30集,我们就讲为你介绍这项研究实现的方法!


《万物科学新闻》正在持续更新中!在这里,我们将为你带来丰富、有趣、最新的生活科普、有趣科学、颠覆认知,以及科研新闻……

撰文 Skin,Ziv,阿娴

参考资料:

鼓掌科学

[1]https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.013259

[2]https://www.mdpi.com/2624-599X/2/2/15

垃圾场

[1]https://www.abc.net.au/news/2024-06-20/maggots-help-reduce-food-waste-sydney-solution/103999222

[2]https://www.news.com.au/technology/environment/sustainability/city-of-sydney-turns-to-millions-of-maggots-to-fight-war-against-waste/news-story/97ec11b7791288cb8cd257abd9b04e04

[3]https://scelse.sg/artificial-worm-gut/

大开眼界

[1] https://www.dezeen.com/2025/02/11/sony-csl-hand-exoskeleton-pianists/

[2] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/scirobotics.adn3802

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