几十年来,天然赋予了科技许多的创意。从前,“鲨鱼皮泳衣”助力成果了泳池神话,仿照壁虎爪子制成的粘性资料让人们能够真实地“飞檐走壁”……人类在调查天然的过程中仿照天然,以此创造出的别致技能令人赞赏。
但跟着咱们发现天然的脚步越走越远,技能手段更新换代,咱们已不再只是停留在仿照天然的层面,而是经过更强壮的方法“使用”天然,来答复人类世所面对的各种问题。
菠菜爆破探测器
跟随阳光的向日葵,机敏的捕蝇草,灵敏的含羞草,这些看似“不动”的植物一直在经过它们自己的方法感知着这个世界,也在向咱们传递着信息。近年来,一个全新的范畴发作——机器人植物园(cyborg botany)。研讨者们企图将天然与技能结合,根据植物特殊的感触才能,制作出能够为人们供给环境及其他数据的机器人。
2016年,来自麻省理工学院的化学工程师Min Hao Wong及其团队将碳纳米管经过气孔植入菠菜的叶子。当植物经过空气或地下水吸入微量爆破品时,纳米管就会发射出荧光信号。一台对准叶子的小型红外摄像机能够捕捉到这一信号,并将其传递给与之相连的微型电脑树莓派(Raspberry Pi)上。一旦信号触发,体系就能够主动宣布一封电子邮件进行提示。
菠菜爆破探测器 | Melanie Gonick/MIT
在完结菠菜纳米传感器的开发后,Wong继续探究拓宽着这一技能在其他范畴的使用,尤其是在农业出产范畴中。植物是十分灵敏的,在农人们发现干旱或病虫害之前,植物就现已或许对其进行预警。现在Wong带领的新加坡颠覆性和可继续性农业精细技能(DiSTAP)研讨中心正尽力将这项技能商业化。
每一棵植物都有许多信息能够告知咱们,而咱们正在尽力学着怎么获取这些信息。
让生物发光点亮城市
或许你还记得《少年派的奇幻漂流》中那片梦境的海洋,夜空下海面泛起了淡蓝色的荧光,诱人深邃。咱们这种陆生生物对那些能够发作艳丽光辉的海洋生物痴迷已久。这种生物发光(bioluminescence)现象,激起了法国设计师桑德拉·雷伊(Sandra Rey)的好奇心,促进她把它们带出了海洋。雷伊巴望让生物发光成为陆地上的天然光源,制作出“活着的”灯,能够不用电就宣布舒畅的光晕,然后减少CO2的排放。
海洋馆中的水母| 拍照:悲催的铊宝宝
为此,雷伊创立了Glowee公司并担任CEO。Glowee的技能人员致力于交融仿生学和组成生物学,在陆地上制作出那些海洋之灯。他们将来自夏威夷短尾乌贼体内的生物发光基因刺进到大肠杆菌傍边,并对这些细菌进行培育。经过对DNA进行修改,工程师们能够操控光的色彩、开关和其他功用。
为了让这些生物光源能够亮得更久,技能人员需求照料并喂食这些细菌来确保它们能够继续成长。现在,科学家们现已建立了能够继续发光六天的体系。此外,还开宣布一种像鱼缸的体系:只需你喂食细菌,它们就开端熠熠发光。
生物发光或许将会用于服装上 | Glowee
形状恣意是Glowee研宣布的灯的优势之一,不论是规范的路灯仍是薄薄的窗胶纸,都能够刻画出来,因而它的使用远景十分宽广。现在这种灯寿数有限,刚好合适用于一些活动或节日场合。因为法国制止商铺在夜晚点亮标志物或橱窗展现,以下降光污染和节省动力,一些商铺的店东十分等待能用生物发光的窗胶纸来装修店面。
雷伊还有一个庞大的终极想象,便是用这些有生命的灯在未来的街道上织出一张发光的网络。跟着科技的前进,动力使用率的进步当然有助于下降光所带来的环境脚印。但关于世界上那些获取电力仍有困难的区域,咱们或许能够越过电力光源,直接跨越到生态友爱的发光体上,而雷伊正是从海洋中为咱们找到了一个答案。
有生命的灯在未来的街道上织出一张发光的网络 | Glowee
蜜蜂物联网
无人机在农业出产的运用为农人们带来了极大的便当,他们能够在短时间内获取农田的有关信息,极大地进步了出产功率。但是,无人机待机时间短,需求频频充电也成了它的一大弊端。来自华盛顿大学的工程师们正在试着为田间的熊蜂们安上细小却强壮的配备,替代那些粗笨的大家伙。
研讨者在田间作业 | Mark Stone/University of Washington
从前有研讨者测验制作模仿昆虫的机器人,但杂乱多变的风向和有限的电量都带来了极大的技能困难。这次UW团队则是直接使用蜜蜂类的力学优势:昆虫们早已进化出了应对各种杂乱情境的飞翔方法,而且它们还能够不断为自己供能。
为了让熊蜂能够成为精准农业的东西,工程师们将传感器、数据存储、记载方位追寻的接收器及一个可充电电池打包成一个102毫克的小背包安装在熊蜂身上。在它们进行日常活动时,传感器能够丈量温度和湿度,它们的方位能够经过无线信号进行追寻。当它们回到蜂巢时,数据就能够主动上传,电池则进行无线充电。
背着小背包的熊蜂 | Mark Stone/University of Washington
团队将这项技能称为活的物联网(Living IoT)。它充沛使用了生物学的优势来对环境进行监测,构建一个传感器网络,让天然成为领路人。
猜测火山迸发的绵羊和山羊
公元前373年一场大地震的前5天,罗马作家艾利安(Aelian)曾记载下了发作在希腊的奇特现象。老鼠、貂、蛇和其他生物都逃离了镇子。当动物学家马丁·威克尔斯基(Martin Wikelski)高中阶段翻译这段古希腊和罗马文字时,他第一次想到了动物或许具有某种与生俱来的才能,能够感知到行将发作的灾祸。
现在威克尔斯基成为了马克斯·普朗克鸟类研讨所世界空间动物研讨协作安排(ICARUS initiative)的负责人。他经过给动物安上带有GPS的标签来调查动物的群体行为。他发现白鹳能够预警蝗灾的迸发,绿头鸭的方位和体温则能够作为禽流感在人群中播散的提示。
现在他正在经过对山羊的调查来查验“动物能够预知行将到来的地震和火山迸发”这个陈旧的观念是否正确。当然,这一观念仍然极具争议,但对大事件发作前后进行全天候的数据搜集无论怎么都会供给一些有力的科学佐证。
终年生活在西西里岛埃特纳火山的山羊,它们对火山内部活动有着敏锐的直觉。| Lorenzo Blangiardi / Flickr CC
2016年,意大利诺尔夏阅历了一次激烈的地震,威克尔斯基立即为震中邻近农场中养殖的动物佩戴了项链来监测它们是否在余震到来之前呈现任何行为反常。每个项链中都有一个GPS追寻设备和加速度计。经过这种昼夜不断的监测,研讨者能够调查到什么是正常的行为,而且从中找到反常的数据。他们丈量到了在余震发作前的2小时到18小时前,动物们的运动加速度都超出布景水平,间隔余震震中越远的动物,越早呈现“预警”。现在他正着手宣布有关这项发现的具体数据。
此外,威克尔斯基期望进一步了解动物们感知这些天然现象的机制。假如动物们只是是对地球晃动愈加灵敏的话,那么地震学家早就应该处理了地震猜测的问题。但事实上,在地震前处于高应力的岩石会将带电粒子从矿藏中开释,动物们所感知到的或许正是空气中的这些电荷。
威克尔斯基还参加对环太平洋火山带的动物进行符号,经过这个更大的网络了解户外不同动物的行为形式,观测何种“传感器”能够猜测天然灾祸。与此同时,因为人类行为对世界各地的动物都发作很大影响,或许这张行将制作出的“动物互联网”能够引发更多对关怀、爱护动物的支撑,也带来史无前例的价值。
原文作者:Lindsey Doermann
编译:郭怿暄
修改:悲催的铊宝宝
审稿:Yuki
排版:陈小砖
题图来历:Glowee
果壳
ID:Guokr42
整天不知道在科普些啥玩意儿的果壳
我觉得你应该重视一下
喜爱别忘了点在看哟