细菌如何运行物联网

生物纳米物联网(IoBNT)将使用某些细菌,科学家们认为细菌具有制造有效传感器网络所需的属性。

一些科学家认为,生物制造的计算设备有一天可能会像今天的微处理器和微芯片一样司空见惯。以DNA为例,它是遗传信息的载体和染色体的主要组成部分;它作为数据存储介质的前景正在显现。

最近的一项研究建议进一步利用微生物在纳米尺度上进行网络和通信。这种潜力对于物联网(IoT)来说是非常有吸引力的,在物联网中,可能需要隐藏性和隐蔽性才能使这项技术变得完全无所不在。

有机物联网的优势不仅在于微小的尺寸,而且还在于细菌的自主性,其中包括固有的推动力。伦敦玛丽皇后大学的科学家解释了微生物在游泳中的功能,这是一种“嵌入式的天然螺旋桨发动机”。

目前,对生物纳米物联网(IoBNT)的研究还处于早期阶段,玛丽女王大学(Queen Mary University)的研究人员主要是在解释如何利用细菌和计算机之间的相似性。但这项研究很有趣。

Raphael Kim和Stefan Posland在有关该主题的论文中写道:“微生物与典型的计算机IoT设备的组件具有相似之处。” “这为将细菌视为物联网(IoT)设备的生命形式提出了强有力的论据。”

他们表示,环境物联网是一个可能受益的领域。例如,在智能城市中,细菌可以通过编程感知污染物。微生物具有良好的化学传感功能,并可能比电子传感器工作得更好。事实上,作者说微生物拥有计算机化物联网所拥有的一些相同的传感、驱动、交流和处理能力。

在传感和驱动方面,细菌可以探测化学物质、电磁场、光、机械应力和温度,这正是传统的基于印刷电路板的传感器所需要的。另外,微生物也会做出反应。例如,它们可以产生彩色蛋白质。不仅如此,与基于芯片的传感器相比,它们的反应更加微妙。比如,他们可能更敏感。

内置于细菌中的上述DNA可用作控制单元,用于处理和存储数据。基因组DNA将包含某些功能的说明,而质粒(这是与基因进入生物体的方式有关的另一种形式的DNA)则通过基因加减来定制过程功能。

同时也讨论了联网问题。研究小组说,收发器也在细菌物联网中。分子的输入和输出是一种信号通路,两个细胞之间可以进行DNA交换。这被称为“分子通讯”,被描述为细菌纳米网络。从数字到DNA再到DNA的数字化是目前显示出希望的与DNA相关的领域。

科学家们说,细菌应该成为“构建生物学形式的物联网的基质”。有趣的是,类似于传统物联网是如何被技术爱好者们在Arduino微控制器和Raspberry Pi教育用微型计算机推动的一样,Kim和Posland认为将启动IoBNT的将是自己动手的生物学。他们指出,像氨基实验室试剂盒这样容易获得的教育产品已经允许细菌产生特定的颜色。

目前,通过包括创客空间在内的各种渠道,普通大众可以广泛使用用于进行微生物小规模实验的工具和技术。

该小组还建议,假设“细菌的游戏化”可能会成为实验的一部分。存在生物游戏。 研究人员提出“利用DIY生物运动和游戏化技术,利用用户参与度和引入细菌。”

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