Команда Стэнфорда делает биотехнологии интерактивными с помощью игр и лабораторий с дистанционным управлением
Биотехнологии сегодня находятся на том же этапе, на котором вычислительная техника была в 1950-х годах: они сосредоточены в крупных лабораториях и труднодоступны. Исследователи из Стэнфорда меняют это, создавая «интерактивную биотехнологию», которая позволяет взаимодействовать с биологическими материалами так же, как сегодня взаимодействуют с компьютерами.
Команда под руководством доцента биоинженерии Ингмара Ридель-Крузе представила три проекта, определяющих это новое направление.
1. Облачная роботизированная лаборатория
Создан прототип «Биотического Процессорного Блока» (BPU) — роботизированной системы для проведения экспериментов под дистанционным управлением. BPU способен удерживать биологические материалы (например, клетки), стимулировать их и измерять ответные реакции.
- Конструкция: Робот для манипуляций с жидкостями, собранный из LEGO Mindstorms, перемещается над планшетным сканером, на котором расположены чашки Петри со слизевиком Physarum.
- Эксперимент: Студенты удалённо, со смартфонов, давали роботу команды размещать капли овсянки в определённых узорах на чашках Петри. Сканер фиксировал, как Physarum следовал за этими «дорожками» благодаря хемотаксису — реакции на химические стимулы.
- Масштабирование: Было построено три BPU (на 18 пользователей), размещённых в серверной стойке, что демонстрирует потенциал для создания масштабируемых «облачных лабораторий».
2. Интерактивный киоск в музее
В киоске в музее The Tech в Сан-Хосе посетители могли взаимодействовать с живыми микроорганизмами Euglena в микро-аквариуме (ещё одном варианте BPU).
- Принцип: Euglena двигается, реагируя на свет. Через сенсорный экран посетители рисовали узоры синим, зелёным или красным светом и наблюдали за реакцией микроорганизмов (например, синий свет они избегали).
- Игры: На основе этого были созданы научные мини-игры, например, «поймать» микроорганизм в круг из синего света.
3. Курс по дизайну «биотических игр»
В учебном курсе студентов учили проектировать биоинженерные устройства, создавая игры с использованием клеток (на примере светочувствительной Euglena). Курс также затрагивал этические аспекты взаимодействия с микроорганизмами в образовательных и развлекательных целях.
Значение и перспективы
По мнению Ридель-Крузе, интерактивная биотехнология — неизбежное следствие развития наук о жизни, которое может оказать на общество влияние, сопоставимое с влиянием компьютерных технологий.
- Образование: Онлайн-обучение, включающее реальные биологические эксперименты.
- Наука: Облачные лаборатории могут изменить способ работы учёных.
- Доступность: Планируется создание недорогих наборов, позволяющих энтузиастам собирать собственные интерактивные микро-аквариумы.
Цель: Сделать микробиологию и биотехнологию более понятными и доступными для всех.