模型機器人與細菌控制大腦
日期：2015-07-22 11:43:21
在公布的7月16日一紙科學報告，這是自然出版集團的一部分，一弗吉尼亞理工大學的科學家用數學模型證明，細菌可以控制像機器人一樣的無生命的設備的行為。
“基本上，我們試圖從數學模型發現，如果我們能在一個無生命的主體上建立一個活微生物，并通過微生物控制主體，”羅德，生物系統工程助理教授在農業和生命學院表示，科學與工程學院。
“我們發現，機器人可能確實有一個工作的大腦，”他說。
對于以后的實驗，羅德是建設現實世界的機器人。在大腸桿菌上使用小型熒光顯微鏡，該機器人將響應細菌他將設計在他的實驗室。
在大規模了解生物之間的生化檢測可能在生物學，生態學，和機器人有深遠的影響。
在農業方面，探索土壤細菌和牲畜之間的交互。在醫療領域，進一步了解細菌在腸道的控制作用生理學會導致細菌為主的處方來治療心理和生理疾病。羅德還設想了機器人可以執行任務，例如部署細菌修復漏油。
調查結果還加入到不斷增長的研究機構有關的細菌在被認為是規范的健康和情緒，特別是理論，即細菌也影響行為和人的身體。
這項研究的靈感來自現實世界的實驗中果蠅的交配行為是利用細菌操縱，以及小鼠表現出較低的壓力的跡象時，益生菌植入。
羅德的做法揭示獨特的決策行為由細菌機器人系統由耦合和計算模擬，描述三個不同的元素被廣泛接受的公式：在工程基因電路大腸桿菌，微流體生物反應器，和機器人的運動。
在數學實驗中的細菌表現出他們的基因電路被接通或者綠色或紅色，根據他們吃什么。在數學模型中，理論機器人配備傳感器和一個微型顯微鏡來測量細菌的顏色，告訴它在何處以及如何快速取決于顏料和顏色的強度。
該模型還以令人驚訝的方式揭示了高階函數。高階動物秸稈獵物的經典掠奪行為 - 在一種情況下，作為細菌指揮機器人對更多的食物，機器人前迅速作出了最后的辦法。
羅德的建模研究還表明，這些種類的生物合成實驗可以在將來進行的資金的最小量，開辟領域研究人員的一個更大的空間。
科學研究空軍辦公室資助的基因電路的數學建模大腸桿菌和弗吉尼亞理工大學的學生工程師理事會提供資金，將這些模型和產生的移動機器人進課堂作為教學工具。
羅德與生物醫學工程博士研究生基思HEYDE，誰研究植物工程為合成生物燃料合作進行他的研究。
“我們希望能幫助民主化合成生物學的學生和研究人員的領域在世界各地與此模型中，”羅德說。“在未來，簡陋機器人和大腸桿菌那些已經普遍采用單獨在教室里，可以用這個模型通過博士級約與其他生物細菌的關系，教小學的學生聯系在一起。“
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