【新聞脈搏】水母身上裝置控制器後能高速潛泳,穿梭珊瑚礁。人類為探索自然而改造生命,未來世界會變成怎樣?

在電影《星球大戰》和《鐵甲威龍》中,都出現了一些半人、半機械的生物機械混合體(biohybrid robots)的角色。這種半人半機械物體在現實中存在嗎?

美國史丹福大學和加州理工學院(California Institute of Technology)的科研團隊近日開發了一件微控制器,將普通的水母變成一件半動物和半機器的仿生生物,用以協助探測海洋生態。

該研究的成果於本年1月29日在《科學進展》(Science Advances)期刊上發表。

研究項目的負責人、加州理工學院航空及機械工程世紀紀念教授(Centennial Professor of Aeronautics and Mechanical Engineering)約翰‧達比里(John Dabiri)和研究生徐妮可(Nicole Xu)創製了一件直徑兩厘米的微電子控制器,內藏微型晶片和一枚小型電池,用短木針固定在一個海月水母(Aurelia aurita)的傘狀體下方。該控制器好像心臟起駁器一樣,會發出微弱電子脈衝,刺激水母的肌肉,令水母加速潛行。

研究員在海月水母身上裝置了這個微控制器,以剌激水母加速潛行。

海月水母每分鐘通常可以潛泳四英呎,但裝置了控制器後,水母的潛泳速度加快了三倍。

達比里解釋,水母是遠古的無脊椎生物(Invertebrate),在地球已生存了5億年,牠們身上沒有肺、大腦和中框神經系统,因此不會產生痛感。研究人員從接受試驗的水母移除了控制器後,未發現牠們有不良反應。達比里認為,即使將機械水母用作海洋監測器,牠們仍可以正常地生活。

數十年來,科學家在海洋中進行探測工作,須依賴深水潛艇和水底機械人。這樣做十分昂貴。例如一艘科學探測船,每日的營運開支就達 20,000 美元,但利用機械水母,則只需花費數美元。

科學界也一直有利用一些大型的海洋生物協助探索海洋,例如有科學家將微型攝錄機和速度計裝置在大西洋藍鰭吞拿魚身上,研究牠們生活在海洋的動態;又有研究人員將電子感應器放置在白鯊和海龜身上,以監測牠們的習性。

至於這個「水母機械人」,牠可以探測複雜而敏感的環境,例如有珊瑚礁生長的水域。牠們不會干擾其他海洋生物,也不會損害海洋生態。

佛羅里達大西洋大學(Florida Atlantic University)工程學教授艾力‧恩格伯格博士(Erik Engelberg)說:「研究和監測脆弱的環境,如珊瑚礁等,對海洋研究人員來說一直是一個挑戰。機械水母可以幫助解決這些問題。」

美國蒙特婁灣水族館研究所(Monterey Bay Aquarium Research Institute) 首席工程師卡卡尼‧卡蒂賈(Kakani Katija)認為,研究人員需要更有效和成本較低的方法去探索海洋,但這種侵入性的裝置有可能影響水母的進食和生育。

史丹福大學著名醫學及科學倫理專家亨利‧格里利(Henry Greely)也說:「以機械設備將生物改造,供人類利用,始終令人感到不安。這樣做是對是錯? 我不知道,但我相信我們將越來越需要面對同類的問題。」

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