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春節の旅行ラッシュが猛吹雪に遭遇！高速鉄道は速度を落とし、運行を停止した。

なぜ緑の電車は雪の中でも前に進むことができるのでしょうか?

南東部を襲った雨と雪の天候により、多くの高速列車が遅れたり運休したりしたが、心配しながら待っていたネットユーザーたちは、舞い散る雪の中をずっと走る「緑の列車」も目撃した。一見するとより先進的な高速鉄道が、実は「古い前身」の緑色の列車ほど優れていないのはなぜでしょうか?

武漢鉄道局は2月4日、微博アカウントで発表し、凍結、雨、雪の天候により高速列車に大規模な遅延が発生した理由を説明した。主な原因としては、連絡網を覆う氷による導通不良、凍結した分岐​​器の柔軟な変換、線路上の積雪による列車の減速運転の3点が挙げられます。

中でも、接触網の凍結は高速鉄道の運行に最も大きな影響を及ぼします。

従来の列車とは異なり、高速鉄道はディーゼルではなく電気で駆動されます。この電気は高速鉄道車両の上にある高圧線から供給されます。これらの高圧線路で構成されるネットワークは、「連絡網」または「架空連絡網」と呼ばれます。

高速鉄道はパンタグラフと呼ばれる構造物を通じて高圧線から電気を引き出すことができます。パンタグラフは高電圧の電気を電車に取り込み、電圧を下げた後、高速鉄道の駆動に使用されます。しかし、ワイヤー上に氷が形成されると、船首とワイヤーの接触が影響を受けます。さらに、電線に氷が張ると電線が重くなり、より激しく揺れる原因になります。高速列車の電力供給にも影響が出ます。高速列車は、できるだけ安定して電流を得るために、走行速度を落とすしかありません。重症の場合は、一時的に停止して待つことしかできません。

緑色の列車は、もちろん分岐器の氷や線路の雪の影響を受けるが、比較的低速で走行し、鉄道員が夜通し修理作業を行っているため、これらの問題が緑色の列車の運行に及ぼす影響は小さい。

さらに、緑色の車体を持つ列車には、異なるタイプの動力源が搭載されています。緑色の列車の中には、高速列車のように完全に電気で動くものもあれば、内燃機関で動くもの、蒸気機関で動くものもあります。そのため、高速列車に最も深刻な影響を与える「接触網の氷結」は、後者の2種類の「緑色の皮膚を持つ列車」にはほとんど影響を与えません。そのため、緑色の車体の電車が猛スピードで通り過ぎる間、高速列車が道路脇に停車して待機しているシーンがあります。

画像出典: ニューススクリーンショット

サイエンスフィクションが現実に

スタンドもできます！

映画「アバター」では、主人公は寝室で眠りながら、スタンドインを操作して異星の惑星で行動することができます。この種の代替技術は、私たちにとってそう遠くない将来に実現するかもしれません。

先週、イタリア工科大学のステファノ・ダファラ研究チームが、新しくアップグレードされたiCub3アバターロボットシステムを発表し、私たちに未来技術の衝撃を感じさせました。 iCub3 は実際の人間に代わるロボットです。オペレーターは、自宅を離れることなく、300キロメートルの範囲内でiCub3ロボットを遠隔操作できます。

ロボットには VR カメラが搭載されており、リアルタイムのシーンをオペレーターの VR グラスに送信できるため、オペレーターはロボットの視点を見ることができます。さらに、iCub3 には機械センサー、質感センサーなども搭載されています。これらのセンサーは受信した信号をオペレーターが装着する機器に送信し、オペレーターは重さ、衝突、質感など、実際の物理世界の感覚を体験することができます。

新しくアップグレードされたiCub3ロボットには、表情機能が特別に追加され、操作者の表情を読み取り、ロボットの顔にそれに応じた表情をつけることができるため、より「人間」に近くなりました。

研究者らはロボットを研究室から持ち出し、現実世界でテストし、走ったりジャンプしたりするような大規模な活動や、石を拾ったりチェスをしたりといった柔軟な手の動きなど、iCub3 のさまざまな新しい機能を調べたが、代役ロボットはこれらすべてをうまくこなすことができた。

同時に、システムのアップグレードにより代替ロボットの操作が容易になります。現在のバージョンのロボットは専門的な操作を必要とせず、一般の人でも学習すればスムーズに使い始めることができます。そして、応用シナリオは、危険作業（水中、砂漠などの危険地域）、火星探査、遠隔医療など、非常に豊富です。

iCub ロボットは歩き、スイッチを入れ、画面を見て、電動ドリルを動かし、ボトルを拾い、岩に触れる (画像提供: science.org)

ガラスがクリスタルを装っている？騙されないための2つのヒント

ガラスは価値が低く、見た目が透明なクリスタルに非常に似ているため、悪質な販売業者の中にはガラスをクリスタルとして販売する人もいます。実際、ガラスには多くの独特な物理的特性があり、これらの特性によってガラスの真の姿が現れます。

クリスタルと比較すると、ガラスの硬度は大幅に低くなります。鉱物学には、さまざまな鉱物の相対的な硬さを反映するモース硬度スケールと呼ばれる尺度があります。クリスタルのモース硬度は 7 ですが、ガラスのモース硬度はわずか 5.5 程度です。この性質の違いを利用して、2つを区別することができます。

比較的硬度の高い鉱物は比較的硬度の低い鉱物を傷つけることができるため、それらを区別する方法は、水晶とガラスの中間の硬度を持つ物質を見つけて、それを使って2つを傷つけ、どちらがガラスでどちらが水晶かを見分けることです。小鋼包丁はガラスを出現させることができる素材で、モース硬度は5.5～6です。

小さな鋼のナイフでガラスに傷をつけると、はっきりとした傷が残りますが、水晶、瑪瑙、玉髄には傷が残りません。しかし、商人は絶対にこの方法を使うつもりはありません。このとき、低倍率の拡大鏡を使って観察することができます。

観察すると、ガラスの内部に丸い気泡や楕円形の気泡が視界にたくさん現れますが、これはガラスの焼成工程で避けられないものです。結晶には多少の内包物がありますが、ガラス内の気泡とは明らかに異なります。さらに、水晶には複屈折がありますが、ガラスには複屈折がありません。

古代の人間はどうやってロープを編んだのでしょうか?

中国の神話には、嫘祖が人々に蚕の飼育と絹の作り方を教えたという伝説があります。これは、天然繊維をロープに編み込むことが原始人の最も重要な技術の一つであったことを示しています。では、人類はどのようにしてロープを編むことを学んだのでしょうか?

ロープと他の道具の違いは、ロープを作るには補助となる道具が必要だということです。したがって、古代の人類がどのようにロープを作ったかを解明する鍵は、ロープを作るために使用した道具を見つけることにあります。

2015年、ドイツ南西部のホーレ・フェルス洞窟で行われた発掘調査と堆積物の選別で、マンモスの牙の破片が発見され、それをつなぎ合わせると完全な象牙の道具であることが判明した。この洞窟の文化はユーラシア大陸の古代オーリニャック文化に属し、放射性炭素年代測定によると遺物は35,000年から40,000年前のものであることがわかっています。

この小道具は非常に繊細で丁寧に彫られているように見えるため、ほぼ等間隔に 4 つの小さな丸い穴が開いています。溝も彫られています。そのため、当時の科学者たちはこれが犠牲の品であると信じていました。

ドイツのテュービンゲン大学のコナード氏とベルギーのリエージュ大学のロッツ氏は、暇なときにアーカイブでこのコレクションを閲覧しました。しかし、2人はいわゆる犠牲物資については疑問を表明した。

高倍率顕微鏡と化学分析により、この文化財は大量の植物残留物で汚れており、その微細な摩耗の方向は非常に一貫していることが判明した。たくさんの植物がこれらの小さな穴の一方から他方へと引き寄せられたに違いないと推測できます。

どのようなアクティビティでこのようなシーンが生まれるのでしょうか？二人は突然、ロープを編むというアイデアを思いつきました。

彼らはすぐにその道具の使い方を理解しました。細い植物繊維を穴に通して、繊維を 1 本 1 本ずつ 1 人で持つのです。別の人が道具をしっかりと持ち、別の人が穴から出てきた繊維の束を一本のロープにねじります。

そこで科学者たちは、木材、動物の骨、イボイノシシの牙、青銅（いずれも古代人がよく使っていた材料）を使ってそれぞれのレプリカを作り、次に5種類の植物繊維と牛の腱を使ってロープを編んでみようとした。

4～5人のチームが10分以内に長さ5メートルの強くて柔軟なロープを製造できることがわかった。研究チームは、ガマの葉がロープの材料として特に適していることを発見した。

この発見によって、古代のロープの生産に関する未解決の疑問がすべて解決されるわけではない。しかし、ロープを作るために使われたと思われる遺物が文書化され、その仕組みが示されたのは今回が初めてだ。

関連する結果は、2024年1月31日に科学誌「Science Advances」に掲載されました。

コンテンツは中国科学普及博覧会Weibo、科学普及、科学アカデミー、地球雑誌から編集されています。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。

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