大自然的無聲哨兵可以幫助檢測安全威脅掏导,揭秘 DARPA 的“先進(jìn)植物計劃”

姓名:傅高鳴 學(xué)號:16140288007

轉(zhuǎn)自:mp.weixin.qq.com/s/bM-BO-LGfH2QIxqjn3gZWw

【嵌牛導(dǎo)讀】:植物對大自然的各種細(xì)微的變化都能做出反應(yīng)并且能自給自足什湘,以植物收集信息的新型傳感器能勝任傳統(tǒng)傳感器所做不到的任務(wù)

【嵌牛鼻子】:植物型傳感器

【嵌牛提問】:除了植物岭接,動物是否可以做傳感器的載體弦讽?

【嵌牛正文】:

為了滿足軍事上及時和準(zhǔn)確的雙重要求忙芒,美國國防部大力投資開發(fā)了性能強大的電子和機械傳感器磕道,同時投入大量人力來維護(hù)和操作這些傳感器供屉。早在冷戰(zhàn)時期,美國國防高級研究計劃局(DARPA)一直開展相關(guān)的研發(fā)工作,開發(fā)了諸如 VELA 衛(wèi)星和地震儀等技術(shù)伶丐,以確保老對手蘇聯(lián)遵守“禁止核試驗條約”悼做。

近六十年后的今天,對信息的需求同樣迫切哗魂,不過國家安全形勢和監(jiān)控分布式活動的挑戰(zhàn)變得更加復(fù)雜肛走。軍方的傳統(tǒng)傳感器并不能勝任全部任務(wù)。

幸運的是录别,大自然無懼復(fù)雜問題的處理羹与,提供了潛在的解決方案。DARPA 新的先進(jìn)植物計劃(APT)將看似簡單的植物視為下一代情報收集者庶灿。該計劃致力于設(shè)計在環(huán)境中可以自給自足的植物型傳感器纵搁,并且能夠使用現(xiàn)有硬件技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。


APT 計劃旨在利用植物的自然機制來感知和響應(yīng)環(huán)境刺激往踢,并將其擴展到檢測某些化學(xué)物質(zhì)腾誉、病原體、輻射甚至電磁信號的存在峻呕。該計劃的目標(biāo)是修改植物的基因組利职,以便實現(xiàn)特定類型感應(yīng)的編程,并在相關(guān)刺激下觸發(fā)謹(jǐn)慎的響應(yīng)機制瘦癌,同時保證這樣做不會影響植物本身的繁殖能力猪贪。如果該計劃成功實現(xiàn),它將提供一個無需(人造)能源的讯私、耐用的热押、隱秘的、且能夠廣泛部署的新型傳感平臺斤寇。這樣的傳感器將不僅僅局限于軍事用途桶癣,比如用于地雷識別與排除,或者過去戰(zhàn)爭和測試場所遺留的未爆炸的殘留物娘锁。

DARPA APT 的項目經(jīng)理 Blake Bextine 表示牙寞,“植物能夠做到高度適應(yīng)環(huán)境,自然地表現(xiàn)出對光照和溫度等基本外界刺激的生理反應(yīng)莫秆,而且在某些情況下對觸覺间雀、化學(xué)物質(zhì)、病蟲害和病原體也有生理反應(yīng)镊屎。新興的分子和建模技術(shù)或許能夠重新編譯這些檢測和匯報能力惹挟,使其接受刺激的范圍更廣。這不僅開辟了新的情報網(wǎng)絡(luò)杯道,而且還減少了使用傳統(tǒng)傳感器帶來的人力風(fēng)險和成本匪煌≡痱穑”

DARPA 的 APT 計劃意在修改多個復(fù)雜特征党巾,賦予植物新的能力萎庭,使它們能夠感知和匯報很多的刺激。其終極目標(biāo)是力求做到盡可能少的修改齿拂。然而驳规,該計劃的成功與否取決于解決修改后的植物如何分配內(nèi)部資源,并保證其在自然環(huán)境中贏得競爭署海。

過去這種類型的實驗通過虹吸維持植物所需的資源吗购,來降低植物適應(yīng)性。APT 將繼續(xù)努力改善植物收集和分配資源的方式砸狞,并優(yōu)化其適應(yīng)性捻勉,使修改后的植物與微生物、動物刀森、昆蟲和其他植物等自然應(yīng)激物質(zhì)之間能夠產(chǎn)生相互作用踱启,從而蓬勃發(fā)展。

“先進(jìn)植物技術(shù)是以合成生物學(xué)計劃為核心研底,與 DARPA 在該領(lǐng)域的其他工作一樣埠偿,我們的目標(biāo)是開發(fā)一個高效的迭代系統(tǒng)來設(shè)計、構(gòu)建和測試模型榜晦,以便最終獲得一個能夠應(yīng)用于各種場景的適應(yīng)性強的(傳感)平臺冠蒋,”Bextine 表示。

最終使用哪些植物乾胶,刺激和修改作為概念證明抖剿,將由相關(guān)科研人員向 APT 提議決定。

該計劃的初步工作將在實驗室识窿、溫室設(shè)施以及模擬自然環(huán)境中進(jìn)行牙躺,遵守所有適用的聯(lián)邦法規(guī),并由生物安全委員會監(jiān)督腕扶。如果研究成功孽拷,后續(xù)的真實環(huán)境試驗將在美國農(nóng)業(yè)部動植物衛(wèi)生檢驗局的支持下,按照植物生物安全的所有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行半抱。

APT 將依靠現(xiàn)有的基于地面脓恕、空中和太空的技術(shù)來遠(yuǎn)程監(jiān)控植物的匯報工作。目前使用的系統(tǒng)已經(jīng)能夠從遠(yuǎn)距離測量植物溫度窿侈、化學(xué)成分炼幔、反射率和植物體形等要素。APT 計劃將不會資助新型監(jiān)控硬件的開發(fā)史简,只依靠現(xiàn)有的硬件技術(shù)乃秀。

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