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怪异的半机械生命

冰冷的机器与鲜活的生物看似差距很大,但事实上,科学家经常向生物寻求灵感,通过逆向工程在机器身上实现一些生物特征。现在,一些科学家还采用了一种更为大胆的途径,来实现设计目标:把生物与机械结合起来,创造出一种半机械生命。下面,我们就列举一些最引人注目的例子。

光控蜻蜓

最近,一些美国研究人员正尝试把蜻蜓变为一个可控的微型无人机。他们依靠了一种叫做光遗传学的技术,即通过修改动物的基因,来使得某些神经元可受光的控制。研究人员发现,利用光脉冲来控制神经元的效果好于使用电刺激来控制。

研究人员正在开发一个可以让蜻蜓携带的小背包,里面包含了所有必要的控制元件,包括制导系统,这样就可控制蜻蜓的飞行了。研究人员希望有一天,这种半机械蜻蜓可以携带小的载荷,来完成一些监测或援助的任务

驾车兜风的飞蛾

目前,再强的化学探测器也比不上狗的鼻子。这就是为什么我们仍然依靠狗来嗅出毒品、炸弹,以及让狗来搜救被困人员等。但人类最好的朋友可能在不久之后遭遇一个新的竞争对手。

蛾子的嗅觉也异常灵敏,甚至能闻到单个分子的气味。来自日本东京大学的研究人员制作了一个迷你电动车,但驾驶员是一只雄性蛾子。蛾子脚下踩着一个类似机械鼠标中的滚球的装置,蛾子在里面的走动就可以控制小车的移动。当雄蛾嗅到来自雌蛾的性信息素时,它就能“驾驶”小车到气味的来源处。研究人员希望在未来,能通过基因工程技术,修改蛾子的基因,使蛾子能去寻找爆炸物或毒品等。

可遥控的虫子

有没有想过自己制造一个半机械昆虫,并能遥控它们的行动?美国密歇根州一家公司就发售了一个可操控蟑螂活动的“电子背包”,可通过手机应用程序来遥控。它们的设备主要是把电极与蟑螂的神经系统相连,来模拟触角功能。

但只是控制昆虫神经系统并不能很精确地控制其行动。于是,这家公司的研究人员还试着把电极连到了昆虫的腿上,通过电流刺激来控制昆虫的行走速度。他们下一步的研究工作,就是尝试去独立控制昆虫的每一只腿。

用磁场控制动物的思想

一些美国研究人员研发了一种特别的蛋白质,把它们注射到老鼠的神经元里后,神经元就会在有磁场的环境下被激活。

研究人员把这种蛋白质注射到老鼠大脑的奖励中心后,他们发现老鼠更愿意待在有磁场的环境下。

另外,他们还把这种蛋白质注射到斑马鱼幼仔体内负责逃跑的神经区域里。当接收到磁场时,这些幼仔真的就会慌张地逃跑。很显然,借助这种新技术,在未来我们还能用磁场来遥控动物。

大脑被监控的羊

心脏支架是一种常用的医疗器械,它是一种小型网状管,注入冠状动脉后可撑开硬化、狭窄的动脉,来帮助治疗一些心血管疾病。最近,美国国防高级研究计划局已开发出了一个叫做“stentrode”的装置,并把它注射到了一只羊脖子附近的静脉里。这种装置和装有电极的心脏支架差不多,但它有着别的用途。

注射到静脉里后,该装置会沿着血管进入羊的大脑深处。此时,研究人员会下达指令让装置展开,撑住血管壁固定下来。该装置可能在羊的大脑里待上数月时间,并精确地记录大脑活动信号。这样,羊的大脑就在人的监控之下了。此外,该装置还能把神经信号转为电子指令。这就意味着,它能让羊的大脑直接控制外部电子设备。研究人员计划近期就开展人体试验,目标是把这种装置应用在残疾人身上,来帮助他们控制假肢或轮椅。

半机械植物

不仅仅是动物,科学家还尝试把机械与植物结合起来。2015年,瑞典的研究人员通过向月季的茎中注入导电聚合物,创造了第一个“电子植物”。导电聚合物会在月季身上形成电路,研究人员发现,通电后,叶子的颜色会随着电压的变化,而发生微微的改变。

现在,这些研究人员做了更进一步的尝试。他们使用相同的方法,在月季体内创建了一个可存储电能的电容器:用两个平行导线穿过月季的茎当作电容器的电极,月季内的物质当作电容器的电解质。实验显示,这种植物电容器可循环充电数百次,而且性能也不会有所减损。研究人员认为,它有能力为一些安装在植物身上的处理器、传感器等设备供电。也许凭借此技术,人们在未来可在菜园里种植“植物充电器”了。

本文源自大科技<科学之谜> 2017年第10期杂志文章 欢迎您关注大科技公众号:hdkj1997

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