漫威工作室的人們并不是唯一會進(jìn)行天馬行空的人類。
在漫威電影中,Vision是復(fù)仇者聯(lián)盟中的成員,他是一個基于先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和生物工程技術(shù)的合成人,但他一直不斷努力使自己更像人類。
Vision的身體含有生物細(xì)胞,外表特征與人類相似,與人類不同的是,他從不進(jìn)食。例如,在影視劇CaptainAmerica:CivilWar中,他試圖制作Wanda最喜歡的菜肴——辣椒醬,但表示他的烹飪技能可能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樗麖奈闯赃^任何食物。這一點(diǎn)在WandaVision第二季中再次被證實(shí),Vision不是從新陳代謝過程中獲取能量,而是從他額頭的心靈寶石中獲得幾乎無窮無盡的能量。
然而,Vision不吃東西是否意味著他不能?
根據(jù)論文作者弗萊堡大學(xué)和埃因霍溫科技大學(xué)的說法,他需要一個人工消化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)進(jìn)食。
在影視劇中,Vision由韓國女科學(xué)家HelenCho在再生搖籃中利用振金和人造組織類似物合成的。其額頭的心靈寶石為他的大腦提供動力,但在漫威電影(甚至漫畫書)中沒有專門展示Vision的消化系統(tǒng)的場景。再生搖籃成功地為Vision賦予了大腦、眼睛和舌頭,因此該技術(shù)還應(yīng)該能夠創(chuàng)造其他器官——如食道、胃、腸和直腸,這些都是人類消化系統(tǒng)的基本要素。
Vision在Avengers:InfinityWar中被刺穿并產(chǎn)生了劇烈的疼痛,但沒有失血。因此,Vision必定具有包含疼痛感受器的神經(jīng)系統(tǒng),但他可能缺乏循環(huán)系統(tǒng),而循環(huán)系統(tǒng)在人體中對于向細(xì)胞分配營養(yǎng)至關(guān)重要。
在尋找人工消化系統(tǒng)的潛在組件的過程中,Tauber和Fitzgerald將目光投向了柔性機(jī)器人領(lǐng)域。一個人工食道的很好的候選者是由Tauber和幾位同事在2017年開發(fā)的柔性機(jī)器人蠕動泵系統(tǒng),就像人類的食道(和腸道)通過蠕動在整個消化系統(tǒng)中移動食物一樣,這是一個由環(huán)形可收縮“肌肉”附著的管狀器官,可通過蠕動在系統(tǒng)中移動食物。
按照Tauber和Fitzgerald的說法,機(jī)器人蠕動泵系統(tǒng)的氣動室集成在管道內(nèi)壁的管狀體中。因此,當(dāng)這些腔室擴(kuò)張時,內(nèi)徑就會減小,就像人類的食道(或腸道)一樣。因此,有可能創(chuàng)造出一種人造蠕動收縮波,使食物沿著柔性機(jī)器人器官的長徑向一個方向運(yùn)輸。假如扭轉(zhuǎn)收縮的方向可以使Vision在食物中毒的情況下嘔吐出食物或液體。
同時,人工胃也被開發(fā)出來了。2015年建造的人類胃模擬器作為潛在的候選者,因?yàn)樗辉O(shè)計用來模擬和研究食物的消化和運(yùn)輸。該模擬器由一個圓柱形乳膠室組成,乳膠室的壁可以通過滾筒收縮,模擬人類消化過程中胃壁的活動。
另一種人工胃使用一系列圓形氣室來產(chǎn)生收縮。作者寫道,將這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來“可能不會讓Vision感覺到胃中的食物,但肯定會讓Vision運(yùn)輸和消化食物”。
對于整個消化系統(tǒng),可能需要將多個機(jī)器人蠕動泵系統(tǒng)系統(tǒng)及人工胃縫合在一起。至于模擬腸道微生物,芯片上的器官微流體裝置能夠模擬人類消化道的狀況,“在非生物材料上承載活組織和微生物菌群,這對功能性人工腸壁至關(guān)重要”作者寫道。最后,Vision需要人工直腸來清除廢物,機(jī)器人蠕動泵系統(tǒng)可以用作人工腸道出口,因?yàn)樗梢阅M括約肌的功能。
這些只是最基本的組成部分,人類消化系統(tǒng)極其復(fù)雜。并且,仍然需要一個附著在腸壁的微流控網(wǎng)絡(luò),以確保養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸。這反過來又需要連接到人工血液循環(huán)系統(tǒng),這似乎是Vision目前所缺乏的。
另外,還有消化液和感受器,擁有這些Vision就可以體驗(yàn)饑餓了嗎?
更重要的是,目前尚不清楚人工消化系統(tǒng)是否能為Vision的基本身體功能提供足夠的能量,更不用說他的超級英雄能力了。
不過,上述這些不僅僅是對科學(xué)問題的較真。作者指出,人類將會受益于此類系統(tǒng)的進(jìn)步,可能將在器官置換和具有慢性消化問題的患者的臨床治療中得到應(yīng)用。