芯片上种树可以制造出糖动力机器人

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科学家喜欢把东西放在芯片上。 只是在2016年，媒体已经报道了一个芯片上的肺，一个芯片上的胎盘，一个芯片上的肾脏和一个芯片上的心脏 。 现在，一个麻省理工学院的研究人员团队已经走出了人体芯片的领域，把一个整个树放在一个芯片上。 这种发展可以改善微型机器人的液压系统，甚至允许他们使用简单的咖啡方糖来提供能量。

芯片上的生物学建模元素允许科学家运行实验，测试治疗和进行观察。 麻省理工学院的新芯片允许研究人员模仿树木内的天然泵。 该设备能够在没有任何电源或机械部件的情况下在实验室中自行移动流体好几天。

具体来说，芯片模拟树中被称为木质部的组织填充通道，这个结构负责将水吸入树中，以及称为韧皮部的其他通道，其中储存糖和营养物。在树内，水沿着木质部向上行进，然后通过渗透过程通过半透膜被吸入韧皮部。然后，这写水通过韧皮部过滤后，给根部带来营养。

虽然研究人员已经开发了这样的迷你树状系统，但他们总是在几分钟内停止抽水。这是因为没有稳定的糖源，例如由树叶产生的糖，水和保持渗透的糖之间的精细平衡被破坏。

“甜蜜”的解决方案

为了解决这个问题，麻省理工学院的研究人员通过塑料滑片模拟木质部和韧皮部通道。木质部通道充满水，而韧皮部通道含有水和糖。通道由半透膜分离。将额外的膜置于韧皮部通道上，并将方糖置于其上，来模拟在光合作用期间由树的叶子制成的糖。然后将芯片连接到允许系统从水罐中吸水的管子上。

果然，芯片可以连续几天自行以恒定速率输出到烧杯中。

虽然模仿树上的一个芯片似乎是一个有趣的思想实验，这个项目的实际动力是一种寻找一种方法来开发液压系统的小型机器人以负担得起的方式。

麻省理工学院机械工程系教授兼副教授Anette Hosoi说：“这项工作的目标是廉价但不简单的，就像人们看到的那样。 “很容易在树中添加另一片树叶或木质部通道。在小型机器人中，一切都很困难，从制造到集成，到致动，如果我们能够制造能够实现廉价复杂性的构件，那将是多么令人兴奋的一个小小进步。

“如果我们设计出的机器人可以靠一块咖啡方糖提供动力，这是多么不可思议呀，”Hosoi说。

美国国防预防研究计划署（DARPA）部分资助的一份详细的工作文件已发表在自然植物杂志上。