Rumah masa depan anda mempunyai semua kemudahan moden. Heliport untuk kereta terbang anda, koki robot, dinding skrin sentuh. Dan kemudian ada pembajak rumah. Mereka mungkin kelihatan seperti tumbuhan labah-labah biasa dan teratai damar. Tetapi suatu hari, dari mana-mana, tumbuh-tumbuhan mula memancarkan ungu yang menakutkan.
Uh oh. Anda mesti mempunyai masalah acuan. Tanaman yang anda lihat, adalah biosensor yang memantau kesihatan rumah anda: mereka boleh memberitahu anda apabila paras radon atau karbon monoksida terlalu tinggi, jika ada acuan berbahaya yang mengintai di bawah kertas dinding bilik mandi, sama ada seseorang di dalam rumah menghembuskan zarah virus selsema, antara bahaya lain.
Sebagai futuristik kerana ia berbunyi, biosensor houseplant ini mungkin menjadi kenyataan lama sebelum terbang kereta. Satu artikel baru dalam Sains dari penyelidik University of Tennessee merumuskan kemungkinan, dalam istilah konseptual, menggunakan tumbuhan kejuruteraan genetik untuk memantau persekitaran rumah kami.
"Idea ini adalah untuk jurutera rumahtangga, rakan-rakan kecil anda, untuk memberitahu anda tentang apa yang berlaku di rumah anda dengan cara yang tidak mengancam, " kata Neal Stewart, seorang profesor sains tumbuhan yang mengetuai penyelidikan.
Artikel ini menerangkan kemungkinan kejuruteraan pelbagai jenis pembangun rumah untuk memberikan isyarat apabila mereka merasakan pencemaran alam sekitar tertentu. Ia juga melihat bagaimana tumbuhan ini boleh dimasukkan ke dalam reka bentuk rumah.
Jenis tumbuh-tumbuhan yang terbaik untuk digunakan ialah daun yang besar, beraneka warna dan bunga berwarna terang, yang akan menjadikan perubahan warna lebih mudah untuk diuji, kata Stewart. Tumbuhan boleh berubah warna atau fluoresce apabila terdedah kepada bahaya. Para saintis telah lama mengenali cara membuat fluoresce tanaman dengan memasukkan gen dari ubur-ubur pendarfluor ke sel tumbuhan; silap mata di sini akan membuat pendarfluor ini menghidupkan hanya dengan kehadiran rangsangan tertentu seperti radon.
Untuk mendapatkan maklumat visual maksimum, anda memerlukan lebih banyak tumbuhan yang hanya periuk sesekali di sana sini. Para penyelidik membayangkan keseluruhan "tembok tembok pintar" yang akan menjadi menarik secara visual dan memberikan kepadatan dedaunan yang cukup tinggi untuk memamerkan sebarang perubahan warna atau pendarfluor. Tumbuh-tumbuhan itu mungkin berada di kedudukan yang terbaik di dekat lubang pengembalian sistem pemanasan, pengudaraan dan penghawa dingin di rumah, oleh itu di mana gas seperti sebatian organik (VOC) yang tidak dapat dielakkan oleh cetakan akan paling tertumpu.
Perkembangan dalam biologi sintetik boleh membolehkan tumbuhan dalaman bertindak sebagai phytosensors. (C. Bickel / Sains) Idea menggunakan tumbuhan sebagai biosensor-AKA "phytosensors" - bukan baru. Penyelidikan yang dibiayai oleh DARPA menunjukkan bahawa tumbuhan dapat direkayasa untuk mengesan TNT, dengan beberapa ahli biologi tumbuhan berharap ini akhirnya akan membawa kepada perkara-perkara seperti sistem keselamatan lapangan terbang berasaskan tumbuhan, di mana penumpang boleh mengembara melalui taman yang tanamannya akan memberi amaran kepada pihak berkuasa ke hadapan dadah atau bahan letupan. Penyelidikan lain, termasuk Stewart sendiri, telah menunjukkan bahawa tumbuhan boleh direkayasa untuk mengesan penyakit mereka sendiri, membiarkan petani tahu jika ada ancaman di rumah hijau.
"Sama seperti kita dapat membayangkan satu siri phytosensor patogen yang digunakan di lapangan yang memberikan amaran awal penyakit tumbuhan, kita boleh membayangkan phytosensors sentinel rumah dengan jelas memberi amaran kepada acuan atau bahaya lain sebelum mereka boleh menjejaskan kesihatan kita, " membaca kertas dalam Sains .
K. Peter Pauls, seorang profesor di pertanian tumbuhan di University of Guelph di Ontario, berkata dinding biosensor perumahan "tidak keluar dari alam kemungkinan." Untuk ke sana, para penyelidik perlu menyediakan satu lata acara di dalam tumbuhan itu supaya ia sensitif kepada apa sahaja yang mereka mahu untuk mengesan (radon, acuan, dan lain-lain) dan mengikat itu kepada sistem wartawan visual seperti perubahan warna atau fluorescing.
"Saya tidak bayangkan ia akan menjadi terlalu banyak untuk pasangan yang memberi respon [perubahan warna atau pendarfluor] kepada sistem penderiaan, " kata Paul.
Untuk Stewart dan pasukannya, langkah seterusnya adalah untuk membuat insinyur beberapa tumbuhan untuk bertindak balas terhadap rangsangan tertentu dan mula menjalankan eksperimen. Mereka tidak membayangkan dinding phytosensor yang datang ke rumah berhampiran anda dalam masa terdekat, tetapi melihat projek itu sebagai proses jangka panjang, mungkin melibatkan saintis warga negara yang membantu penyelidikan dengan melakukan eksperimen di rumah dengan tanaman rekayasa.
Kerja ini adalah kerjasama antara Stewart dan isterinya, Susan Stewart, dan profesor reka dalaman UT Rana Abudayyeh. Susan Stewart sedang mengkaji reka bentuk dalaman di universiti.
"Dia memberitahu saya tentang kelasnya, dan mereka melakukan projek-projek konseptual yang rapi mengenai tumbuhan dan bioluminescence, " kata Neal Stewart. "Saya fikir ia jauh-kita perlu bekerjasama."
