宾夕法尼亚州匹兹堡。-红树林是重要的生态系统。它们纠缠在一起的根把陆地固定在原地,防止海水把它冲走。这些树根在小鱼和其他动物成长的过程中也起到了保护作用。但泰国的红树林已经受到威胁。为了建设养鱼场和扩大城市,人们已经砍掉了许多鱼群。一些恢复红树林的努力已经成功;其他人则不是这样。18岁的Naphat Cheenchamrat和16岁的Pattharaphol Chainiwattana想弄清楚原因。对红树林来说,泥土很重要。为了弄清楚泥土是否厚到可以种植新的红树林,这对搭档拥有了每个人都需要的东西:一个鱼机器人。
纳巴特是泰国曼谷基督教学院的大四学生和大三学生。这两家公司在英特尔国际科学与工程博览会(ISEF)上展示了他们的成果。他们和来自81个国家的近1800名学生一起展示了他们获奖的科学展览项目。这个博览会是由科学与公众协会创建并运营的。今年,它是由英特尔赞助的。(该协会还为学生发布科学新闻和这个博客。)
纳巴特解释说:“现在,有很多活动是为了再生红树林。”但是一些重新造林的地区似乎做得不太好。Naphat和Pattharaphol开始注意到健康的、天然的红树林和重新造林的、弱视的红树林之间有一个很大的区别。弹涂鱼。
弹涂鱼是鱼。但他们只坚持鱼一样的生活方式。这些生物在陆地和水中来回移动。它们生活在泥洞里,通过皮肤呼吸空气。他们在泥地上跳来跳去,他们坚硬的前鳍做着划桨的动作。它们甚至可以在它们称之为家的红树林裸露的根部上跳跃和攀爬。
在天然的红树林中,Naphat和Pattharaphol发现了很多弹涂鱼。但在重新造林的地区,泥鳅的数量非常少。因为弹涂鱼需要泥巴来挖掘洞穴,这些十几岁的孩子们想知道厚厚的泥巴鱼——还有红树林——需要的是什么。
这就是机器鱼出现的原因。纳巴特解释说:“我们使用机器人是因为不想打扰真正的弹涂鱼。”嘿,造一个机器人总是很有趣。学生们创造了一个鱼大小的机器人。它从鳍上划起,用划桨的动作向前跳跃——类似于真正的弹涂鱼的动作。
然后,这些青少年从自然和重新造林的红树林中收集泥土。他们把机器人放在不同的表面上,测量它移动的速度。在一片天然红树林的泥土中,机器人以每秒8厘米(3英寸)的速度跳跃着。但是在重新造林的红树林的泥地上,机器人挣扎着。它以每秒3厘米(1.1英寸)的速度爬行。
这些测量数据使得Naphat和Pattharaphol能够计算出机器人所行走的泥浆的粘度。粘度是衡量流体厚度的一个指标。厚厚的泥浆能让泥鳅在泥泞的地面上快速爬行,并在下面筑起坚固的洞穴。泥越稀,“弹涂鱼”(或“弹涂鱼机器人”)就会在混乱中打滚。
学生们表示,天然的红树林里有厚厚的、粘稠的泥土。相比之下,重新造林的红树林往往布满较薄的泥土。不幸的是,重新造林的努力集中在种植较薄的泥浆上,因为这种泥浆是人们不愿意在上面建造的。纳巴特说:“他们在泥土不够好的地方种植。”“在粘性较低的泥浆中,红树林无法存活。在ISEF展示了他们的研究成果后,美国统计协会授予他们一项光荣的荣誉。
Naphat和Pattharaphol希望利用他们的泥浆研究和机器人来帮助确定种植红树林的最佳地点。他们已经开始在不同的泥泞地区测试他们的机器人,以显示哪种最适合红树林和真正的泥鳅。
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生态系统一组相互作用的生物——包括微生物、植物和动物——以及它们在特定气候中的物理环境。例子包括热带暗礁、雨林、高山草甸和极地苔原。这个词也可以用在构成人工环境的元素上,比如公司、教室或互联网。
森林,森林:大部分为树木和其他木本植物覆盖的土地。
英特尔国际科学与工程博览会(Intel ISEF)最初于1950年举办,这次竞赛是由科学与公众协会(Society for Science & the Public)举办的三场竞赛之一。目前,每年大约有1800名来自80多个国家、地区和地区的高中生获得机会,在英特尔ISEF展示他们的独立研究成果,并争取平均近500万美元的奖金。
弹涂鱼:在非洲、泰国、尼西亚、菲律宾和洋其他海域发现的两栖鱼亚科。它们通过皮肤和嘴的衬里呼吸空气。弹涂鱼生活在泥洞里,每天至少有一部分时间完全不在水中。他们可以在泥泞的地面上闲逛,甚至爬树。
种群(生物学上)生活在同一地区的同一物种的一群个体。
机器人:一种能够感知周围环境、处理信息并以特定动作做出反应的机器。一些机器人可以在不需要人类输入的情况下行动,而另一些机器人则由人类引导。
海洋海洋(或海洋的一部分)。不像湖泊和溪流,海水——或海水——是咸的。
科学与公众协会是一个非盈利组织,成立于1921年,总部设在华盛顿特区。它创建并继续运行三个著名的科学竞赛:Regeneron科学人才搜索(开始于1942年)、英特尔国际科学与工程博览会(最初于1950年启动)和Broadcom MASTERS(创建于2010年)。该协会还出版获奖新闻:科学新闻(1922年出版)和学生科学新闻(2003年出版)。这些杂志也有一系列的博客(包括Eureka!实验室)。
粘度:液体抵抗压力的量度。粘度与液体的“厚”相对应。例如,蜂蜜非常粘稠,而水的粘度相对较低。
黏性形容词,指粘稠、粘稠、难以倒出的东西。糖浆和枫糖浆是粘稠液体的两个例子。
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