科技前沿：怪異的半機械生命
冰冷的機器與鮮活的生物看似差距很大，但事實上，科學家經常向生物尋求靈感，通過逆向工程在機器身上實現一些生物特徵。現在，一些科學家還採用了一種更為大膽的途徑，來實現設計目標：把生物與機械結合起來，創造出一種半機械生命。下面，我們就列舉一些最引人注目的例子。
光控蜻蜓
最近，一些美國研究人員正嘗試把蜻蜓變為一個可控的微型無人機。他們依靠了一種叫做光遺傳學的技術，即通過修改動物的基因，來使得某些神經元可受光的控制。研究人員發現，利用光脈衝來控制神經元的效果好於使用電刺激來控制。
研究人員正在開發一個可以讓蜻蜓攜帶的小背包，裡面包含了所有必要的控制元件，包括制導系統，這樣就可控制蜻蜓的飛行了。研究人員希望有一天，這種半機械蜻蜓可以攜帶小的載荷，來完成一些監測或援助的任務
駕車兜風的飛蛾
目前，再強的化學探測器也比不上狗的鼻子。這就是為什麼我們仍然依靠狗來嗅出毒品、炸彈，以及讓狗來搜救被困人員等。但人類最好的朋友可能在不久之後遭遇一個新的競爭對手。
蛾子的嗅覺也異常靈敏，甚至能聞到單個分子的氣味。來自日本東京大學的研究人員製作了一個迷你電動車，但駕駛員是一隻雄性蛾子。蛾子腳下踩著一個類似機械滑鼠中的滾球的裝置，蛾子在裡面的走動就可以控制小車的移動。當雄蛾嗅到來自雌蛾的性信息素時，它就能「駕駛」小車到氣味的來源處。研究人員希望在未來，能通過基因工程技術，修改蛾子的基因，使蛾子能去尋找爆炸物或毒品等。
可遙控的蟲子
有沒有想過自己製造一個半機械昆蟲，並能遙控它們的行動？美國密歇根州一家公司就發售了一個可操控蟑螂活動的「電子背包」，可通過手機應用程序來遙控。它們的設備主要是把電極與蟑螂的神經系統相連，來模擬觸角功能。
但只是控制昆蟲神經系統並不能很精確地控制其行動。於是，這家公司的研究人員還試著把電極連到了昆蟲的腿上，通過電流刺激來控制昆蟲的行走速度。他們下一步的研究工作，就是嘗試去獨立控制昆蟲的每一隻腿。
用磁場控制動物的思想
一些美國研究人員研發了一種特別的蛋白質，把它們注射到老鼠的神經元里後，神經元就會在有磁場的環境下被激活。
研究人員把這種蛋白質注射到老鼠大腦的獎勵中心後，他們發現老鼠更願意待在有磁場的環境下。
另外，他們還把這種蛋白質注射到斑馬魚幼仔體內負責逃跑的神經區域里。當接收到磁場時，這些幼仔真的就會慌張地逃跑。很顯然，藉助這種新技術，在未來我們還能用磁場來遙控動物。
大腦被監控的羊
心臟支架是一種常用的醫療器械，它是一種小型網狀管，注入冠狀動脈後可撐開硬化、狹窄的動脈，來幫助治療一些心血管疾病。最近，美國國防高級研究計劃局已開發出了一個叫做「stentrode」的裝置，並把它注射到了一隻羊脖子附近的靜脈里。這種裝置和裝有電極的心臟支架差不多，但它有著別的用途。
注射到靜脈里後，該裝置會沿著血管進入羊的大腦深處。此時，研究人員會下達指令讓裝置展開，撐住血管壁固定下來。該裝置可能在羊的大腦里待上數月時間，並精確地記錄大腦活動信號。這樣，羊的大腦就在人的監控之下了。此外，該裝置還能把神經信號轉為電子指令。這就意味著，它能讓羊的大腦直接控制外部電子設備。研究人員計劃近期就開展人體試驗，目標是把這種裝置應用在殘疾人身上，來幫助他們控制假肢或輪椅。
半機械植物
不僅僅是動物，科學家還嘗試把機械與植物結合起來。2015年，瑞典的研究人員通過向月季的莖中注入導電聚合物，創造了第一個「電子植物」。導電聚合物會在月季身上形成電路，研究人員發現，通電後，葉子的顏色會隨著電壓的變化，而發生微微的改變。
現在，這些研究人員做了更進一步的嘗試。他們使用相同的方法，在月季體內創建了一個可存儲電能的電容器：用兩個平行導線穿過月季的莖當作電容器的電極，月季內的物質當作電容器的電解質。實驗顯示，這種植物電容器可循環充電數百次，而且性能也不會有所減損。研究人員認為，它有能力為一些安裝在植物身上的處理器、感測器等設備供電。也許憑藉此技術，人們在未來可在菜園裡種植「植物充電器」了。
本文源自大科技<科學之謎> 2017年第10期雜誌文章
※12張圖讓你明白原生家庭的一切
※月薪多少都月光，你得學會更聰明地理財
※崛起吧！國產AI笑傲江湖，有望全球領跑
TAG:知識百科 |