在E. coli细胞上运行‘Doom’……非常非常缓慢

# 在E. coli细胞上运行《毁灭战士》……非常非常慢 来源：https://www.popsci.com/science/doom-e-coli-cells/ 截图显示通过E. coli细菌显示屏渲染的《毁灭战士》阴影效果 从技术上讲，你可以用细菌显示屏玩《毁灭战士》……只不过可能需要花费五百年时间。Lauren "Ren" Ramlan (https://www.youtube.com/watch?v=8DnoOOgYxck&ab_channel=LaurenRamlan) ## 获取《大众科学》每日简报💡 突破性发现、科技创新和DIY技巧，每周六天送达。 这是一个几乎与灵感本身一样古老的编程问题：“它能跑《毁灭战士》(https://knowyourmeme.com/memes/it-runs-doom) 吗？” 这款问世30多年的第一人称射击游戏是电子游戏的试金石经典——不仅因为其对媒介的影响，更因为它激发了一些极其疯狂的编码方案。1997年，《毁灭战士》(https://www.popsci.com/article/science/using-doom-design-room/) 的开发商iD Software在网络上免费发布了游戏的原始源代码，让无数爱好者得以尽情捣鼓和实验，满足他们屠魔的欲望。 **\相关：**[**《用‘毁灭战士’设计房间》(https://www.popsci.com/article/science/using-doom-design-room/)\。**] 自那以后，爱好者们将数量日益增长的设备 (https://www.reddit.com/r/itrunsdoom/) 改装成能够运行这款像素科幻恐怖冒险游戏。从验孕棒到拖拉机，再到ATM机和计算器——只要设备里至少有点电路，那么凭借一点创意，它就有可能运行《毁灭战士》(https://www.vice.com/en/article/qkjv9x/a-catalogue-of-all-the-devices-that-can-somehow-run-doom)。 ……而现在，“电路”显然延伸到了肠道微生物细菌。 麻省理工学院生物技术博士生研究员Lauren “Ren” Ramlan近日发布了一篇论文 (https://docs.google.com/document/d/1SFm1dS6myqq7psBKttP7CVYN4jO66lOp7ZMA829c_hc/preview)，记录了一项真正令人肠胃翻腾的壮举：正如《RockPaperShotgun》(https://www.rockpapershotgun.com/you-can-play-doom-using-gut-bacteria-but-the-framerate-is-atrocious) 所强调的那样，她将《毁灭战士》编程运行在一个由E. coli细胞 (https://www.popsci.com/science/how-e-coli-helped-modern-medicine/) 制成的显示屏上。 在细胞上运行《毁灭战士》？缩略图 在细胞上运行《毁灭战士》？ “要运行《毁灭战士》，你只需要一块屏幕和意志力，”Ramlan在论文中写道 (https://docs.google.com/document/d/1SFm1dS6myqq7psBKttP7CVYN4jO66lOp7ZMA829c_hc/preview#)。“……归根结底，这引出了一个问题：如何改造生物系统来承载这款千禧年经典FPS。” 根据Ramlan的说法，要让这个项目成功，E. coli细胞必须充当传统的像素，能够处于“开”或“关”状态。它们还需要集体发光以形成图像，就像电脑显示器或电视屏幕一样。为了实现这一点，Ramlan首先在32×48的1比特培养板中培养细胞，然后将这个临时屏幕连接到一个控制器上，该控制器能够处理并将二进制代码转化为“添加或去除一个控制细胞荧光的抑制因子”。简单来说，Ramlan用发光的细菌细胞取代了传统屏幕的微小发光二极管。 E. coli上的《毁灭战士》图8. 《毁灭战士》帧的图像处理。图中以《毁灭战士》第一帧为例。a) 《毁灭战士》原始第一帧。b) 压缩后的32×48灰度第一帧。c) 经过阈值处理后的32×48数组，用于确定哪些像素“开”、哪些“关”。阈值设定为灰度图像中像素值大于70。*图片来源：Lauren Ramlan* 虽然对普通大众来说这很可能是一项艰巨的任务，但Ramlan通过结合前面提到的意志力以及令人眼花缭乱的编码和有机化学技能，成功实现了这一目标。结果是一个由发光E. coli构成的功能性显示屏，能够实时展示《毁灭战士》……差不多算是吧。 据报道，Ramlan的发明大约需要70分钟才能完全点亮，然后再花8小时20分钟熄灭到原始状态。总的来说，大约需要9小时才能为玩家提供游戏的*单帧*画面。鉴于原版《毁灭战士》最高帧率为35帧每秒，实际玩完整款游戏需要相当长的时间——按照Ramlan的计算，大约是599年。 “这是一个惊人的发现，因为它意味着我们距离人类工程的巅峰只差几代人……那时《毁灭战士》与生命将合为一体，”她在自己的解说视频 (https://www.youtube.com/watch?v=8DnoOOgYxck&ab_channel=LaurenRamlan) 中面无表情地说道。 这可能不是抵御火星恶魔大军最高效的方式，但它无疑是迄今为止最具创意的方式之一。 标有“2025年最佳新品”的产品页面 ### 2025年《大众科学》年度最佳创新 年度最重要的50项创新