歡迎收看一周科技。本周AI輔助醫學診斷又有新成果問世，不過最吸引眼球的可能還是一只會使用工具撓癢癢的海鳥。

漫長飛行

宇航員Christina Koch手持3D生物打印實驗所需的細胞培養基 | NASA Johnson

2019年12月28日，NASA宇航員克莉絲汀·科赫（Christine Koch）已經在國際空間站連續度過了整整289天，這使得她打破了佩吉·惠特森（Peggy Whitson）保持的記錄，成為世界上單次太空飛行時間最長的女性宇航員[1]。而人類歷史上單次宇宙飛行時間最長的紀錄由俄羅斯宇航員瓦列里·波利亞科夫（Valeri Polyakov）在1995年創造，他在太空“居住”了437天，長達14個半月。

今年10月，科赫還曾創造另一項紀錄，她與同組的杰西卡·梅爾（Jessica Meir）執行了一次太空行走任務，這是首次全部由女性宇航員組成的團隊完成的太空行走。按計劃，她此次總共將在空間站待上328天。

撓癢癢

這是科學家第一次記錄到海鳥用工具“撓癢癢”。

北極海鸚利用小樹枝撓癢癢 | Annette L. Fayet et al

北極海鸚（ Fratercula arctica ）是一種胖胖的海鳥，分布范圍很廣。牛津大學的生物學家安妮特·費耶特（Annette Fayet），曾經目睹一只北極海鸚用小木枝刮背；但她當時沒能用相機拍攝下來。四年之后，她終于記錄到了相似的情景——在冰島的一個島嶼上，一只北極海鸚叼起小樹枝刮胸口。費耶特認為，它可能是在除走羽毛里的寄生蟲。

這是人們第一次記錄到海鳥使用工具，也是唯一一次記錄到鳥類將工具用于身體清潔（多數時候鳥類使用工具是為了食物）。費耶特的這兩次觀察前后相距四年，地點相隔1700千米。這更讓她相信，鳥類使用工具的情況比我們預想的還要多。該研究于2019年12月30日發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上[2]。

AI讀片

本周，發表于《自然》的一篇論文報告了人工智能協助診斷的新成果：AI學會了看乳腺癌篩查X光片，它通過影像給出的判斷甚至比專業醫生更加準確[3]。

黃框顯示了AI在x光片中發現的病變 | Northwestern University

這項研究由谷歌健康、DeepMind及多家醫學研究機構共同完成。研究者利用來自英國女性的約76000份乳腺X光片，以及來自美國女性的約15000份X光片對AI進行了訓練。隨后，他們又用另外2萬余份X光片對AI進行了測試，并將它的表現與影像科醫生進行比較。研究中使用的所有X光片均帶有后續確認的“正確答案”——要么是通過組織活檢確診癌癥，要么是經過足夠長時間隨訪證實沒有患癌。

結果顯示，AI對這些X光片的判斷正確率比影像科醫生更好一點，假陽性與假陰性的出現頻率均有所降低。這項研究展現了人工智能在特定情況幫助醫生診斷、提高醫療準確性與效率的潛力。不過論文作者也指出，這些AI系統的實際效果仍需通過臨床試驗進一步驗證。

少年霸王龍

Zissoudisctrucker/Wikimedia

上圖中的恐龍化石被人們稱為“Jane”，它長著霸王龍的模樣，但比人們熟知的霸王龍個頭小了不少，身長只有霸王龍“Sue”的一半左右。不少古生物學家認為“Jane”是一只尚未長成的霸王龍，但也有種很有爭議的觀點認為，類似這樣的小號化石來自另外一個不同屬的物種。

怎么證明誰是對的？ 在本周發表于《科學進展》的一篇論文中，研究者們通過骨組織切片分析提供了新的證據，顯示“Jane”與另外一件小號霸王龍化石“Petey”確實都是尚未成熟的“少年霸王龍”，而不是其他物種的成年個體[4]?；晒呛兔劰堑奈⒔Y構顯示，這兩只霸王龍死去時還在長身體，據估計年齡分別為13和15歲，它們的生長速率與現存的鳥類和哺乳動物相似。

七彩繩結

為什么有的繩結十分結實，有的卻容易松脫？這一次，麻省理工學院的數學家與工程師聯手來解決這個問題了，本周他們將研究成果發表在了《科學》上[5]。

利用拉伸時會改變顏色的材料研究繩結的機械性能 | JOSEPH SANDT

為更好地理解現實中的繩結，研究者們在數學模型中模擬了不同繩結的機械性能，并利用實驗數據進行驗證。他們利用一種特殊的變色纖維進行了打結實驗，這種纖維可以在拉伸時改變結構色，直觀地反映繩結各處的應力分布。

根據研究中的模型，繩結的牢固程度可以通過一些拓撲學參數進行預測，例如繩結中的交叉數量，以及拉緊繩結時各段繩索扭轉的方向是相同還是相反。研究者設想，新的模型可以用來設計不同強度的繩結，以滿足各種應用需求。

參考文獻

[1] https://engadget/2019/12/28/christina-koch-breaks-record-for-longest-spaceflight-by-woman/

[4] https://advances.sciencemag.org/content/6/1/eaax6250

[5] https://science.sciencemag.org/content/367/6473/71

作者：麥麥，矩陣星，窗敲雨

編輯：窗敲雨