欢迎收看一周科技。本周AI辅助医学诊断又有新成果问世，不过最吸引眼球的可能还是一只会使用工具挠痒痒的海鸟。

漫长飞行

宇航员Christina Koch手持3D生物打印实验所需的细胞培养基 | NASA Johnson

2019年12月28日，NASA宇航员克莉丝汀·科赫（Christine Koch）已经在国际空间站连续度过了整整289天，这使得她打破了佩吉·惠特森（Peggy Whitson）保持的记录，成为世界上单次太空飞行时间最长的女性宇航员[1]。而人类历史上单次宇宙飞行时间最长的纪录由俄罗斯宇航员瓦列里·波利亚科夫（Valeri Polyakov）在1995年创造，他在太空“居住”了437天，长达14个半月。

今年10月，科赫还曾创造另一项纪录，她与同组的杰西卡·梅尔（Jessica Meir）执行了一次太空行走任务，这是首次全部由女性宇航员组成的团队完成的太空行走。按计划，她此次总共将在空间站待上328天。

挠痒痒

这是科学家第一次记录到海鸟用工具“挠痒痒”。

北极海鹦利用小树枝挠痒痒 | Annette L. Fayet et al

北极海鹦（Fratercula arctica）是一种胖胖的海鸟，分布范围很广。牛津大学的生物学家安妮特·费耶特（Annette Fayet），曾经目睹一只北极海鹦用小木枝刮背；但她当时没能用相机拍摄下来。四年之后，她终于记录到了相似的情景——在冰岛的一个岛屿上，一只北极海鹦叼起小树枝刮胸口。费耶特认为，它可能是在除走羽毛里的寄生虫。

这是人们第一次记录到海鸟使用工具，也是唯一一次记录到鸟类将工具用于身体清洁（多数时候鸟类使用工具是为了食物）。费耶特的这两次观察前后相距四年，地点相隔1700千米。这更让她相信，鸟类使用工具的情况比我们预想的还要多。该研究于2019年12月30日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上[2]。

AI读片

本周，发表于《自然》的一篇论文报告了人工智能协助诊断的新成果：AI学会了看乳腺癌筛查X光片，它通过影像给出的判断甚至比专业医生更加准确[3]。

黄框显示了AI在x光片中发现的病变 | Northwestern University

这项研究由谷歌健康、DeepMind及多家医学研究机构共同完成。研究者利用来自英国女性的约76000份乳腺X光片，以及来自美国女性的约15000份X光片对AI进行了训练。随后，他们又用另外2万余份X光片对AI进行了测试，并将它的表现与影像科医生进行比较。研究中使用的所有X光片均带有后续确认的“正确答案”——要么是通过组织活检确诊癌症，要么是经过足够长时间随访证实没有患癌。

结果显示，AI对这些X光片的判断正确率比影像科医生更好一点，假阳性与假阴性的出现频率均有所降低。这项研究展现了人工智能在特定情况帮助医生诊断、提高医疗准确性与效率的潜力。不过论文作者也指出，这些AI系统的实际效果仍需通过临床试验进一步验证。

少年霸王龙

Zissoudisctrucker/Wikimedia

上图中的恐龙化石被人们称为“Jane”，它长着霸王龙的模样，但比人们熟知的霸王龙个头小了不少，身长只有霸王龙“Sue”的一半左右。不少古生物学家认为“Jane”是一只尚未长成的霸王龙，但也有种很有争议的观点认为，类似这样的小号化石来自另外一个不同属的物种。

怎么证明谁是对的？在本周发表于《科学进展》的一篇论文中，研究者们通过骨组织切片分析提供了新的证据，显示“Jane”与另外一件小号霸王龙化石“Petey”确实都是尚未成熟的“少年霸王龙”，而不是其他物种的成年个体[4]。化石股骨和胫骨的微结构显示，这两只霸王龙死去时还在长身体，据估计年龄分别为13和15岁，它们的生长速率与现存的鸟类和哺乳动物相似。

七彩绳结

为什么有的绳结十分结实，有的却容易松脱？这一次，麻省理工学院的数学家与工程师联手来解决这个问题了，本周他们将研究成果发表在了《科学》上[5]。

利用拉伸时会改变颜色的材料研究绳结的机械性能 | JOSEPH SANDT

为更好地理解现实中的绳结，研究者们在数学模型中模拟了不同绳结的机械性能，并利用实验数据进行验证。他们利用一种特殊的变色纤维进行了打结实验，这种纤维可以在拉伸时改变结构色，直观地反映绳结各处的应力分布。

根据研究中的模型，绳结的牢固程度可以通过一些拓扑学参数进行预测，例如绳结中的交叉数量，以及拉紧绳结时各段绳索扭转的方向是相同还是相反。研究者设想，新的模型可以用来设计不同强度的绳结，以满足各种应用需求。

参考文献

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

[2] https://www.pnas.org/content/early/2019/12/24/1918060117

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1799-6%20%20%20

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

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