1
本文作者: 湯敏 | 2015-03-26 16:32 |
美國航空航天局(NASA)正在開發(fā)一種可以近距離探測火星的無人機原型。一定得是無人機成品被送入太空嗎?非也非也。還有一種更酷的方法:將一小瓶細胞送上火星,讓它自己生長為生物可降解無人機。
來自斯坦福大學,斯佩爾曼學院,以及布朗大學的一群學生去年夏天就創(chuàng)造了這樣的無人機,并參加了2014年國際基因工程機器大賽(International Genetically Engineered Machine competition,iGEM)。
該團隊還有一個明星導師,那就是Lynn Rothschild,她是加利福尼亞州NASA 艾姆斯研究中心的合成生物學家。無人機以真菌、植物為組成材料,當無人機可以飛起時,生物材料就會死去,這樣就不會形成新的真菌菌落導致墜機。Lynn Rothschild表示 “這些東西質(zhì)量很輕,價格便宜,而且不會污染環(huán)境?!?/p>
如何做一個“生物無人機”?
成型與成長
首先,用3D建模軟件設計出無人機的形狀。生物材料公司Ecovative Design根據(jù)設計文件,從8英寸的真菌菌絲方塊利用真空成形法制造出無人機機身模子,然后往里面填入生物材料:秸稈和落葉。 “生物材料里被注入了真菌,然后真菌就瘋狂生長,起初材料很松散,幾個禮拜后,就長成一整個硬塊?!眱蓚€這樣的模子,被細菌纖維素醋酸酯包覆,形成無人機底盤。 “看起來像一個干巴巴的三明治,重量跟手感類似于聚苯乙烯泡沫塑?!?/span>
然后,給無人機消毒。 “我們不希望給環(huán)境帶來一丁點污染,也不希望新生物材料霉變或是毀壞”。
基因工程的強度與能力
該團隊對無人機進行了多次測試和實驗,以提高其性能,確保在地球和其他行星的惡劣環(huán)境中飛行。為此他們引入了“地獄細胞”(嗜極菌的基因注入大腸桿菌得到的轉(zhuǎn)基因細菌),獲得了喜人成果:細菌耐輻射,不懼極端溫度;硬化的細胞不僅可以加固無人機,還可以作為生物傳感器讀取環(huán)境數(shù)據(jù)。
“這就好比你擁有了很厲害的細胞,它可以感知二氧化碳含量或輻射量,并能讀取實物顏色。你可以同時感應很多事,而無需在無人機上裝載笨重的傳感器?!?/p>
防水
為了確保暴雨期間發(fā)送的無人機不會解體,該團隊從紙黃蜂身上獲取了靈感。“當紙黃蜂筑巢時,他們啃樹皮,然后吐出來,唾液使得樹皮的纖維素防水而且耐熱。因此,我們要弄清楚是什么唾液蛋白做到了這一點?!?/p>
經(jīng)過篩選、培養(yǎng),得到的最終產(chǎn)品是試管中微黃色的液體,觸摸比水粘稠,之后就可以涂抹到無人機上使之防水。因為識別蛋白的過程花費了很多時間,團隊沒有機會測試這一解決方案是否奏效。
生物安全和自我毀滅
因為無人機由真菌菌絲和醋酸纖維素構(gòu)成,一旦墜機可以自動降解。一個棘手的問題是“地獄細胞”,你如何確保無人機墜毀時這種轉(zhuǎn)基因細胞不會與自然細胞混在一起?答案是在地獄細胞的基因密碼中置入“停止符”。
“這其實就是改變基因密碼。比如說你拿了一本書,每次看到‘今天’這個詞時,你卻讀成‘藍色’。我們的想法是,如果無人機墜毀在某處,有其它活細胞存在,他們會說不同的語言而無法交流?!?/p>
via : popsci
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。