生物学家开发出仿生蜜蜂的3D打印机B-code
虽然专家们都会告诉你，增材制造技术已经出现了好几十年了，但是在自然界中，它的历史可不是这么短。最近，生物学家和艺术家Jennifer Berry通过她的一个项目提醒我们，千百年来，密封一直在用自己的身体打印蜂窝结构。为了展示这一点，她开发了一台可充分利用蜜蜂制造能力的B-code 3D打印机。
Berry是一位专门研究蜜蜂的生物学家，她说：“蜜蜂是世界上第一种3D打印机，它们用自己的身体产生的材料进行制造，这种材料可生物降解，甚至可回收利用。”听起来似乎是不错的3D打印工具，不是吗?
Berry解释说，这个灵感在她十年前开始接触早期的增材制造概念时就有了。“当时我们称它在“生长”出一个零件，非常类似于自然界制造东西的方式。然后生长出零部件的想法成了我如今开发这台B-code 3D打印机的基础。”她说。“B-code打印出来的东西都是完全可食用、可生物降解的，它是完全可持续的，不依赖石油，没有二氧化碳，而且生产没有浪费。”她解释道。
Berry实际上把蜜蜂看成了一种小型的飞行3D打印机。在这种情况下，喷嘴就是蜜蜂的嘴，它能生成长长的线并彼此沉积在空气中固化形成蜂窝，甚至是完整的蜂巢。显然，蜂蜡就是其中的打印材料。“蜂蜡的化学分子式是C15H31COOC30H6I，其中包括了超过300种不同的化学成分，比如棕榈酸酯、棕榈油酸、油酸酯和长链脂肪醇等。这种生物高聚物有点类似于人类在使用更加有毒和持久性的石油基塑料之前的那种早期的热塑性塑料。”Berry解释说。
而且，Berry发现单只蜜蜂的本能与我们使用的计算机之间也有一定的相似之处。“蜜蜂在工作时使用一种简单的逻辑，有点类似于现代计算中的代码，其中包括二进制代码，if-then语句和go to语句等。我将这套指令称为B-code。”她说。“这套反馈信号会推动蜜蜂开始造槽，其触发器包括花蜜流出，这代表了可用的花蜜超过了蜜蜂种群的需求，随着花蜜流出信号的增多，就产生了类似yes或no的二进制输出。”蜜蜂会有自己的维度来确定它们需要制造的巢的深度和宽度，Berry称之为“蜜蜂-空间”。
那么蜜蜂如何进行3D打印呢？他们不断地以2毫米的偏差制造六边形，最终使其变形成为一个圈子。Berry解释说，这是数百万年进化的结果，导致如今蜜蜂可以本能地制造出具有高拉伸强度和最小表面积的结构。一个蜂巢可以支撑高达五十倍于自身的重量，非常值得我们的制造/建筑行业学习。这些巢是由幼蜂3D打印的，它们的嘴边就长着蜡腺。这些幼蜂消耗大量的蜂蜜，从这些腺体中挤出温度在91度—97度之间的长链脂肪酸，然后以大约1-3毫米之间的尺度将其一点点的堆积起来。
总之，这个过程与3D打印的相似之处在于——蜜蜂是基于一种二进制的方法使用功能强大的“生物线材”去挤出预先设定好的形状。但是Berry需要更进一步。根据她的B-code原理，Berry甚至制造出了一种“3D打印机”，将蜜蜂当作挤出机，而它的身体同时也产生线材。Berry这样做的目的并不只是为了记录其3D打印过程，同时也要对其操作以形成新的形状——就像一台真正的蜜蜂3D打印机那样。
您可以从上方和下方的图片中看到，这个3D打印机外形就是一个封闭的罩子，这样可以保护和限制蜜蜂的活动空间，并为它们提供有力的建造环境。她解释说：“这种透明的外壳是用PETG制造的，相当滑溜，这样可以防止蜜蜂吧巢直接建在外壳上。”
而且这被称为“3D打印机”的外壳还有一些特殊的功能。“一个蜂巢里面的环境必需保持平衡，温度大约为华氏92度，湿度在50-60%之间。我通过将放在一个温度受控的房间里来帮助维持它的温度，而且由于塑料外壳是不透气的，为此我在隐蔽的地方开了几个口。”Berry解释说。此外，她还安装了一束红色LED等——蜜蜂是无法看到的——以便于对工作的3D打印机进行记录。
如今Berry已经能够操纵蜜蜂的工作，促使它们按照一个特定的图案制造。尽管蜜蜂在制造期间来来去去，但是在它们“打印”完成之后唯一的通道就是一个单向的门，这样它们一旦离开就不会再回来了。“这是一个缓慢消耗的游戏，当蜜蜂饿了的时候它们一旦离开，就不能回来。这将确保蜂蜜和卵在打印完成之不会存在。”她说。“当足够数量的蜜蜂离开3D打印对象之后，将打开打印床，其余的蜜蜂通过人工与它们的蜂王和卵在新的蜂房里团聚。”
显而易见，这种蜜蜂3D打印机能够创建的对象形状肯定十分有限，但似乎让我们触及到了一丝大自然造物的奥秘。这中间与我们的3D打印方式似乎真的有某种难以言喻的相似性。
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