在大肠杆菌细胞上运行“Doom”……速度非常非常慢

在大肠杆菌细胞上运行“Doom”……速度非常非常慢

这是一个几乎与灵感本身一样古老的编程问题:“它能运行Doom吗?”

这款开创性的第一人称射击游戏 (FPS) 于 30 多年前发布,是视频游戏的经典之作——不仅因为它对媒体的影响,还因为它启发了一些相当疯狂的编码方案。1997 年,iD Software 的Doom创作者在线免费发布了该游戏的原始源代码,让大批业余爱好者能够随心所欲地进行修改和实验。

[相关:使用‘毁灭战士’来设计房间。]

自那时起,游戏爱好者们就不断破解越来越多的设备,以玩这款像素化的科幻恐怖冒险游戏。从验孕棒到拖拉机、自动取款机、计算器——只要有电路,只要稍加巧思,就有可能运行《毁灭战士》

......现在,“电路”显然延伸到了肠道生物群细菌。

麻省理工学院生物技术博士生研究员 Lauren “Ren” Ramlan 最近发表了一篇论文,记录了一项真正令人反胃的壮举:正如RockPaperShotgun所强调的那样,她对Doom进行了编程,使其在由大肠杆菌细胞制成的显示器上运行。

“要运行《毁灭战士》 ,只需要一块屏幕和意志力,”拉姆兰写道。“……最终,这引出了一个问题:如何设计生物系统来承载这款经典的千禧一代 FPS。”

据拉姆兰介绍,要使该项目成功,大肠杆菌细胞必须像传统像素一样,既可以“打开”也可以“关闭”。它们还需要集体发光,形成像电脑显示器或电视屏幕一样的图像。为了实现这一点,拉姆兰首先在 32×48 1 位孔板中培养细胞,然后将临时屏幕连接到一个控制器,该控制器能够处理和翻译二进制代码,将其转换为“添加或删除控制细胞荧光的抑制剂”。基本上,拉姆兰将传统屏幕上的微型发光二极管换成了发光的细菌细胞。

图 8. Doom 帧的图像处理。图中以 Doom 的第一帧为例。a) Doom 的原始第 1 帧。b) 32×48 灰度压缩的 Doom 第一帧。c) 阈值 32×48 阵列,用于确定哪些像素为“开”,哪些为“关”。阈值设置为灰度图像中大于 70 的像素值。来源:Lauren Ramlan

虽然对于普通外行来说这可能是一项艰巨的任务,但拉姆兰通过结合上述意志力以及一些令人眼花缭乱的编码和有机化学技能实现了这一目标。结果是一个可以实时显示发光大肠杆菌的显示屏……差不多。

据报道,Ramlan 的发明需要大约 70 分钟才能完全点亮,然后再花 8 小时 20 分钟才能变暗回原始状态。总而言之,这基本上意味着玩家需要大约 9 个小时才能看到视频游戏的一帧画面。考虑到原版《毁灭战士》的最高帧率为每秒 35 帧,因此实际上需要相当长的时间才能玩完整个游戏——根据 Ramlan 的计算,大概需要 599 年。

“这是一个惊人的发现,因为这意味着我们距离人类工程学的巅峰仅剩几代人了......到那时,末日和生命将融为一体,”她在解释视频中面无表情地说道。

这可能不是抵御火星恶魔大军的最有效方法,但无疑是迄今为止最有创意的方法之一。

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