找AI看病？可能没那么靠谱；南美洲发现迄今最小恐龙化石；嘎吱嘎吱，篮球场鞋底摩擦声的奥秘 | 一周论文新鲜读

医学 | LLM或无法改善公众医疗决策

Reliability of LLMs as medical assistants for the general public: a randomized preregistered study

Nature Medicine

《自然-医学》发表的一项研究指出，大语言模型（LLM）或许不能协助公众做出更好的日常健康决策。作者表示，这类工具的未来设计需要更好地支持真实用户，才能安全用于向公共提供医学建议。 

全球医疗机构提议将LLM作为提升公众获取医疗信息的潜在工具，让个人在向医生求助前进行初步健康评估和疾病管理。但之前的研究显示，控制场景下在医师资格考试中得分很高的 LLM并不保证能有效完成真实世界的交互。 

英国牛津互联网研究所的Adam Mahdi、Adam Bean和同事测试了LLM是否能协助公众精准辨别医疗病症——如普通感冒、贫血或胆结石——并选择一种行动方案，如呼叫救护车或联系全科医生。作者给1298名英国受试者每人指派了10种不同的医疗情景，并让他们随机使用三个LLM（GPT-4o、Llama 3或Command R+）中的一个，或使用他们的常用资源（对照组），如互联网搜索引擎。 

不用人类受试者进行测试时，LLM能准确完成这些情景，平均能在94.9%的情况下正确辨别疾病，在56.3%的情况下选择正确的行动方案。不过，当受试者使用相同的LLM时，相关病症的识别率低于34.5%，选择正确行动方案的情况低于44.2%——该结果未超过对照组。作者人工检查了其中30种情况的人类-LLM交互并发现受试者常向模型提供不完整或不准确的信息，并且LLM有时也会生成误导性或错误的信息。 

作者总结道，当前的LLM未准备好部署用于直接的患者医疗，因为将LLM与人类用户配对会产生现有基准测试和模拟交互无法预测到的问题。 

机器人学 | 新视觉系统能比人眼更快看到动作

Ultrafast visual perception beyond human capabilities enabled by motion analysis using synaptic transistors

Nature Communications

《自然-通讯》发表的研究显示，一个计算机视觉系统能在视觉场景中比人类更快侦测到移动，相比现有技术快达4倍。这一技术有助于提升自动驾驶汽车和小型机器人等自主系统，令其在快速变化的环境中更安全、响应更敏捷。 

计算机视觉系统通过评估场景中物体的移动模式（称为光流）处理视觉数据。但对真实世界进行光流分析常受限于实时处理视觉数据所需的巨大算力。生物眼睛通过动态聚焦于运动发生区域来解决这一难题。 

王圣博和同事利用电子硬件结合下游光流计算，复现了生物视觉感知。该硬件基于人工突触晶体管上，可通过亮度变化识别发生运动的区域，从而避免处理静态区域。这些“受关注区域”随后被发送至传统视觉算法作进一步分析。研究者在车辆驾驶、无人机及机械臂操作等多种场景中测试了该系统。新系统处理场景的速度约比现有方法快400%，准确度持平或更高。此外，该硬件还能在多数应用场景下超越人类的处理水平。 

实时视觉处理水平提升能帮助自主系统高效参与复杂任务，如避障、目标追踪等。还需要进一步研究在多样化环境中评估这一视觉系统。 

地质学 | 地球核心中可能有大量氢

Experimental quantification of hydrogen content in the Earth’s core

Nature Communications

根据《自然-通讯》的一项实验研究，地球核心中的氢可能主要形成于行星形成时，而非彗星撞击所致。这些发现表明，地核可能是地球上最大的氢储库，其含氢量甚至可能超过海洋储存总量。 

此前研究表明，地球的金属核心可能含有大量的氢，但难以估算其含量。过去的估计值范围差异很大，且都基于间接测量。北京大学的黄东洋和同事通过在实验室模拟地球核心形成的压力和温度，应对了这一难题。 

在一系列实验中，作者在原子尺度上直接观测了核心形成铁合金中的富硅富氧纳米结构内的氢元素。这些纳米结构中的硅氢比约为1：1。根据这一比例和此前对地核中硅含量的约束性估算，作者估计地核中含有的氢按重量计约为0.07-0.36%，相当于今日海洋中氢的9-45倍。作者认为，这些氢可能形成于地球形成的主要阶段中，而非后期阶段通过彗星撞击等方式注入。 

作者指出了一些重要的不确定性，包括即使用先进技术仍难以量化氢含量，以及对早期地球成分的假设。未来需进一步完善测量方法，并扩展到更广泛的条件，以更好地界定氢在地球深部的作用。 

生物多样性 | 珊瑚礁食物链变短了

Fossil isotope evidence for trophic simplification on modern Caribbean reefs

Nature

《自然》发表的研究显示，现代加勒比海珊瑚礁的食物链可能较史前长度缩短了最多70%。研究结果表明，现代珊瑚礁面对外部应激源和生态系统崩溃的脆弱性正在增加。 

珊瑚礁是必不可少的海洋生态系统，但它们受到气候变化、过度捕捞、疾病等多重威胁。珊瑚礁生物多样性的一个重要方面是该生态系统内部大量且多样的摄食生物以及它们的相互作用——也被称为营养多样性。目前尚不清楚珊瑚礁受到的威胁是否影响了该生态系统中鱼类的食性；由于威胁多出现在现代记录之前，因此相关研究也十分有限。 

美国波士顿学院的Jessica Lueders-Dumont和同事比较了巴拿马和多米尼加共和国的现代与史前（约有7000年历史）珊瑚礁的营养结构。他们对来自巴拿马和多米尼加共和国的共136个化石和现代鱼耳石和珊瑚进行了氮同位素分析，因为不同的氮同位素比值能反应某个生物在食物链中的位置。对这些样本的分析显示，现代食物链比史前珊瑚的食物链要短约60-70%，而且物种也会从之前食物链的上游移动到下游。此外，作者观察到现代珊瑚的食性变异比史前珊瑚更低。作者认为，这种降低可能是因为不同物种丧失了食性特化（即更多生物要争夺一个共同的资源池）以及食物链上下游的猎物可及性降低。 

作者提醒道，营养路径减少以及食物链缩短或使现代加勒比海珊瑚礁更无力应对环境或食物可及性的变化。 

古生物学 | 阿根廷化石或将改写微型恐龙演化史

Argentine fossil rewrites evolutionary history of a baffling dinosaur clade

Nature

阿根廷发现的一具近乎完整的恐龙化石，其活体体重不足1公斤，可能是迄今在南美洲发现的最小恐龙。本周《自然》描述的这种恐龙，是一个可被归入阿尔瓦雷斯龙类的新样本——这类恐龙绝大部分都是小体型。但新发现表明，体型微型化似乎在不同分支中独立演化了多次，而非所有阿尔瓦雷斯龙类的共同特征。 

阿尔瓦雷斯龙类是兽脚亚目（涵盖部分恐龙及所有现代鸟类的生物大类）中一个特殊分支，其分类学历史充满争议，在系统发育树中的定位也备受争论。该类群最初被认为是鸟类的不会飞的近亲，也是除鸟类外唯一展现演化微型化的兽脚亚目类群。然而其化石记录极为稀少，仅在亚洲和阿根廷发现零星碎片化石，这使得该类兽脚类恐龙的演化历程难以厘清。 

美国明尼苏达大学的Peter Makovicky和同事呈现的化石为阿尔瓦雷斯龙类研究提供了新启发。他们描述了在阿根廷巴塔哥尼亚发现的近乎完整的警丘纤腿龙（Alnashetri cerropoliciensis）骨架，其年代可追溯至约9500万年前。研究者指出，纤腿龙体重不足1千克，是南美已知体型最小的非鸟类恐龙物种之一。与其他阿尔瓦雷斯龙类相似，纤腿龙具有喙状吻部、短前肢及带爪的长后肢。然而纤腿龙的前肢指骨并未缩小，其牙齿也未如其他阿尔瓦雷斯龙类般微型化。这些差异表明，尽管体型娇小，纤腿龙仍与其他阿尔瓦雷斯龙类存在区别。 

该骨架的完整性使研究者得以重新解读阿尔瓦雷斯龙类群的起源。他们发现演化微型化的证据并不充分，证据反而支持在狭窄体型范围内多次独立演化的观点。 

物理学 | 运动鞋摩擦声的奥秘

Squeaking at soft–rigid frictional interfaces

Nature

篮球鞋在光滑球场上滑动时发出的嘎吱声，源于软质材料表面的波浪状形变。本周《自然》发表的这项研究揭示了这种效应的调控方式，有望实现材料间摩擦力的控制。 

理解两种表面间的动力学作用，可为从合成材料到地质断层等各类系统的摩擦效应提供新见解。当软质材料在刚性表面滑动时会产生嘎吱声。此前对不同表面间相互作用的研究表明，两种材料粘附滑动时会产生脉冲，但这些研究聚焦于不会产生嘎吱声的缓慢运动。 

美国哈佛大学的Katia Bertoldi和同事则聚焦于会产生噪音的快速表面相互作用。他们拍摄了篮球鞋与光滑玻璃板接触时发出的嘎吱声，通过高速成像捕捉到橡胶鞋底在表面脉冲式爆发变形的过程。嘎吱声的音调与脉冲频率相匹配，而频率由鞋底的硬度和厚度决定。在其他样本的补充实验中，研究者发现：若柔软表面光滑，脉冲则呈不规则分布且不会产生尖锐声响；而带纹理的表面（如运动鞋的防滑纹路）能产生稳定的脉冲频率，从而形成高音调的嘎吱声。 

在一同发表的“新闻与观点”文章中，Bart Weber指出：“这项研究引发了关于强固定界面滑动本质的深层探问”。他补充道：“若能最终理解并控制这些过程，或将为有针对性地调节摩擦行为开辟新途径。”