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水母身上装置控制器后能高速潜泳,穿梭珊瑚礁。人类为探索自然而改造生命,未来世界会变成怎样?

活一番 | 2020-02-14
(图:网上图片)(图:网上图片)

在电影《星球大战》和《铁甲威龙》中,都出现了一些半人、半机械的生物机械混合体(biohybrid robots)的角色。这种半人半机械物体在现实中存在吗?

美国史丹福大学和加州理工学院(California Institute of Technology)的科研团队近日开发了一件微控制器,将普通的水母变成一件半动物和半机器的仿生生物,用以协助探测海洋生态。

该研究的成果于本年1月29日在《科学进展》(Science Advances)期刊上发表。

研究项目的负责人、加州理工学院航空及机械工程世纪纪念教授(Centennial Professor of Aeronautics and Mechanical Engineering)约翰‧达比里(John Dabiri)和研究生徐妮可(Nicole Xu)创制了一件直径两厘米的微电子控制器,内藏微型晶片和一枚小型电池,用短木针固定在一个海月水母(Aurelia aurita)的伞状体下方。该控制器好像心脏起驳器一样,会发出微弱电子脉冲,刺激水母的肌肉,令水母加速潜行。

海月水母每分钟通常可以潜泳四英呎,但装置了控制器后,水母的潜泳速度加快了三倍。


达比里解释,水母是远古的无脊椎生物(Invertebrate),在地球已生存了五亿年,它们身上没有肺、大脑和中框神经系统,因此不会产生痛感。研究人员从接受试验的水母移除了控制器后,未发现它们有不良反应。达比里认为,即使将机械水母用作海洋监测器,它们仍可以正常地生活。

数十年来,科学家在海洋中进行探测工作,须依赖深水潜艇和水底机械人。这样做十分昂贵。例如一艘科学探测船,每日的营运开支就达20,000美元,但利用机械水母,则只需花费数美元。

科学界也一直有利用一些大型的海洋生物协助探索海洋,例如有科学家将微型摄录机和速度计装置在大西洋蓝鳍吞拿鱼身上,研究它们生活在海洋的动态;又有研究人员将电子感应器放置在白鲨和海龟身上,以监测它们的习性。

至于这个「水母机械人」,它可以探测复杂而敏感的环境,例如有珊瑚礁生长的水域。它们不会干扰其他海洋生物,也不会损害海洋生态。

佛罗里达大西洋大学(Florida Atlantic University)工程学教授艾力‧恩格伯格博士(Erik Engelberg)说:「研究和监测脆弱的环境,如珊瑚礁等,对海洋研究人员来说一直是一个挑战。机械水母可以帮助解决这些问题。」

美国蒙特娄湾水族馆研究所(Monterey Bay Aquarium Research Institute)首席工程师卡卡尼‧卡蒂贾(Kakani Katija)认为,研究人员需要更有效和成本较低的方法去探索海洋,但这种侵入性的装置有可能影响水母的进食和生育。

史丹福大学着名医学及科学伦理专家亨利‧格里利(Henry Greely)也说:「以机械设备将生物改造,供人类利用,始终令人感到不安。这样做是对是错?我不知道,但我相信我们将越来越需要面对同类的问题。」


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