房子自己長出來,把細菌穿身上,這位MIT科學家難道來自異世界?

房子自己長出來,把細菌穿身上,這位MIT科學家難道來自異世界?

內裡·奧克斯曼 | 圖源:Wikipedia

撰文 | Mirror

如果小編不告訴你,她是位科學家,你大概會以為自己誤入了某時尚媒體。這位科學家確實是時尚界的常客,更是

科學界與藝術界的女神級人物

,但不是因為她的顏值,而是因為她帶領的團隊所創造出的驚世駭俗的作品。

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內裡·奧克斯曼陳列於紐約現代藝術館的作品

內裡·奧克斯曼

(Neri Oxman)是

麻省理工學院媒體實驗

(MIT Media Lab)

的副教授

,她的研究領域跨越藝術與科學、微觀與宏觀、生物與非生物、現在與未來,堪稱跨界女王。

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MIT媒體實驗室與“媒體”無關,而是指溝通各個學科的媒介| 圖源:《抽象:設計的藝術》

說了半天,她到底研究的是什麼?

奧克斯曼的核心理念在於

從自然界汲取靈感

,開發

新型生物合成材料

,並應用於現代工業設計,包括建築、服裝、藝術等等,將自然之美融入科技創造。

會生長的房子

奧克斯曼是“

材料生態學

”的創始人。透過觀察研究自然界的物質結構和生命活動,她試圖給冰冷的工業產品注入鮮活生命,把它們改造成能

自行生長成一體

,而不用組裝複雜零件,並且能夠

自我調節

的“活體”。

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蠕蟲機器人 | 圖源:MIT Media Lab

這個

蠕蟲機器人

,就是奧克斯曼設計的能夠“生長”的作品之一。它能自己紡織尼龍絲線向上生長、彎曲,就像森林裡的植物和真菌。

想象一下,在未來,房子不是用鋼筋水泥築成的、毫無生氣的建築物,而是像北美巨杉那樣,是從一顆種子里長出來的。住在這樣的“活屋子”裡,牆面會呼吸自動調節室內的舒適度。想多層樓,那就讓屋子往上長長。

屋子裡的傢俱、出行的車輛,也都是“長出來”的,它們能夠感知環境和主人的狀態,進而提供個性化的舒適體驗,廢棄時也能被自然所接納。

人類的聚居地不再像地球的瘡疤,而是和周圍的森林海洋融為一體。

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圖源:妖精森林的小不點

這聽起來天馬行空,古人也無法想象現代人上天入地的技術。如今的我們擁有發達的

計算機技術、3D列印技術還有基因編輯技術

等,這些都在讓我們更接近科幻電影中的世界。技術到位了,缺的就是有想法的大膽實踐。

異世界的奇思妙想

奧克斯曼總是有各種超前於時代的想法,她的不少作品如同來自異世界。

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“雙生子”躺椅,貼合人體,吸收噪音,收藏於紐約現代美術館。| 圖源:MIT Media Lab

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能接收外界反饋,“擁抱”你的“野獸”椅。| 圖源:MIT Media Lab

還有與服裝設計師合作,以《星際迷航》為主題設計的

漫步者系列服裝

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漫步者系列服裝 | 圖源:MIT Media Lab

這些“時裝”恐怕不會符合大眾審美,拋開造型,這些衣服最大的亮點是它們使用的材料。

3D列印活體細胞

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用化學物質調控微生物以特定模式發光 | 圖源:MIT Media Lab

上面提到的服裝不是由任何纖維編織而成,而是

3D列印

出來的,其中注入了水凝膠和

基因工程

改造

藍藻和大腸桿菌

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服裝展開是一根長管道,模擬腸道結構。| 圖源:TED

模具中預先添加了

調控細胞活動的化學訊號

,相當於計算機的程式設計指令,讓這些小傢伙乖乖地按照設計者的思路以特定模式分佈,並且

會根據接觸到的

不同化學物質發出不同顏色的熒光

,極具未來感。

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圖源:MIT Media Lab

這種材料非常

親膚

,完美貼合人體,

如同多了一層面板

。奧克斯曼認為,未來的服裝將成為

面板的延伸結構

,即使體型改變,它也能隨之生長適應,甚至能像《寄生獸》中那樣,變成你的額外器官。

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圖源:《寄生獸》

有機廢物的新生

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圖源:MIT Media Lab

這棵如同植物的雕塑作品真的

能像植物一樣光合作用

。它的骨架是由

殼聚糖

製成,而殼聚糖是

甲殼素脫乙醯基的產物

。作為世界上

第二豐富

生物聚合物

(第一是纖維素),甲殼素廣泛存在於蝦蟹、昆蟲等甲殼動物和節肢動物的外骨骼中。

由大自然自己創造的材料回收起來自然毫無壓力,對生物體也很有親和力,殼聚糖因此被認為是

替代塑膠的最佳候選之一

,只可惜目前還不夠穩定。

奧克斯曼的研究團隊將殼聚糖3D列印成修長的葉片,在裡面的氣泡中注入基因編輯過的

藍藻

,讓它們透過光合作用固定空氣中的二氧化碳並製造糖類,就像植物那樣生長。

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Aguahoja | 圖源:MIT Media Lab

這個像葉子圍成的繭的作品(Aguahoja),也用到了殼聚糖,另外還有從

枯枝中提取的纖維素、從果皮中提取的果膠,以及動物骨骼

。這些平日被當作廢棄物的材料,在奧克斯曼的團隊手中被塑造成了一件華美的藝術品。

蠶寶寶工程隊

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蠶絲亭 | 圖源:MIT Media Lab

說到蠶絲,一般人想到的肯定是穿在身上的絲綢,而作為建築師的奧克斯曼想到的卻是建築材料。2013年,奧克斯曼打算修個小亭子,但她請來的工程隊並不是人類,而是

6500只蠶寶寶

用現成的蠶絲就算了,竟然直接把蠶搬進了建築工地?蠶會聽指揮嗎?

不做研究的藝術家不是好建築師,奧克斯曼當然不是隻開腦洞,莽撞行動。在此之前,她已經

充分研究了蠶的整個結繭過程,以及蠶繭的結構特點

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磁感應盒 | 圖源:MIT Media Lab

為此,研究團隊在蠶寶寶吐絲的

頭部裝了微小的磁鐵

,然後把蠶放進一個能偵測磁感應的小盒子中,再連線計算機對蠶繭的誕生過程進行3D建模。

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蠶繭3D模型 | 圖源:MIT Media Lab

然而,如果蠶寶寶們都自顧自地結成橢球形的繭,那這建築就成了蠶絲洞而不是屋子了。他們又嘗試將蠶放在平面上,結果發現,在

平面上的蠶會結出扁平的繭

,而且也能正常羽化成蛾。這樣一來,讓蠶在建築牆體平面上織網就有了可行性。

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蠶在不同曲度平臺上結出的繭 | 圖源:Wikipedia

奧克斯曼的團隊先用機械臂自動編織出了一個

尼龍網多面體骨架

,再將它懸掛在實驗室的大廳。

蠶的活動會受光照影響,它們喜歡在陰涼環境中結繭。為了讓蠶在合適的位置上工,他們又用計算機模擬分析了這個多面體在大廳中受陽光照射的

光熱分佈規律

,進而調節多面體的結構和位置。

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蠶絲亭日照模擬 | 圖源:TED

接下來就該讓蠶寶寶們開工了,一波又一波的蠶寶寶被送上了尼龍骨架,在為自己蛻變做準備的同時,也為骨架覆蓋上了一層層蠶絲。傳統的取絲方法需要將蠶繭中的蠶寶寶燙死,以免破壞蠶絲,但在這裡,

所有的蠶寶寶都能完成蛻變

,蠶絲亭也不會因此受損。

偷師蜜蜂蓋房

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為蜜蜂準備的室內蜂房 | 圖源:MIT Media Lab

自然界不乏出色的建築師,但論合作,蜜蜂絕對是佼佼者。奧克斯曼對蜜蜂也很著迷,她把蜜蜂的家搬到了室內,並在屋子裡

模擬春天的光照和溫度

,好研究它們是如何自發組織起工程隊,修築出結構規整的六邊形蜂巢的。在發現

蜂后

在其中扮演的關鍵角色後,她設想或許可以用

人造蜂后

來調控蜂群的行為。

玻璃也能3D列印

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3D打印出的玻璃 | 圖源:MIT Media Lab

如果你覺得上面這些研究專案藝術性更強,對當下缺少實用性,奧克斯曼團隊開發的

3D列印玻璃技術

可以同時滿足這兩點要求。傳統玻璃製造業,無論是人工還是機器用的都是吹制技術,而用計算機程式設計控制3D列印的方式將讓玻璃製造變得更靈活可控。

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3D列印玻璃過程 | 圖源:MIT Media Lab

枕著雪花入睡的小女孩

奧克斯曼因為她獨特的創造力被譽為“超越時代”的存在。但奧克斯曼一直把自己當作大自然的孩子,在她設計的花園裡好奇地探索著。

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以色列海法 | 圖源:《抽象:設計的藝術》

奧克斯曼的家鄉——

以色列的海法

是個依山靠海的美麗城市。1976年,一個小女孩出生在這裡的一個

建築師家庭

,祖母的花園和父母的建築工作室都是她童年的樂園。

一天夜裡,小女孩看到窗外飄進了一些神奇的東西——那是她第一次見到雪花。她將雪花捧在手心,為它精美的形態感到不可思議,於是收集了一袋雪花放在枕下,想在第二天跟父母分享。儘管第二天早晨,雪花消融成了雪水,但她對自然事物的驚奇和敬畏已悄然種下。

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圖源:《抽象:設計的藝術》

雖然童年平靜而美好,但奧克斯曼剛滿18歲就應徵入伍,還曾被任命為

空軍中尉

。在軍隊裡,奧克斯曼深刻地見識了這個世界的殘酷面,也練就了她敢想敢做的個性。

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軍人時期的奧克斯曼 | 圖源:《抽象:設計的藝術》

服役結束後她在耶路撒冷的

希伯來大學攻讀醫學

。她曾經對人體解剖充滿興趣,但祖母的去世讓她喪失了動力,而後轉向了

建築學

從以色列,到倫敦,再到MIT,奧克斯曼拿到了

建築領域的博士學位

。MIT不乏有實力的科學家,但奧克斯曼離經叛道的研究理念,正是MIT媒體實驗室為人類未來發展尋找的創新人才,這個研究院招聘的要求就是——如果你能在其他學院謀得教職,請走吧;如果不能,那就來試試。

從奧克斯曼的演講和對她的採訪中,你可以看出,雖然一直飽受質疑,但她對自己的研究依然熱情不減,因為她的內心始終住著那個滿懷激動地枕著雪花入睡的小女孩。

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圖源:《抽象:設計的藝術》

讓小編看看有多少小夥伴看到這裡是始於顏值,陷於才華的

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無標註圖片來源網路。

參考資料儲存於石墨:

https://shimo。im/docs/K9tDjwKcwdTQXvqW

編輯:他和貓