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买一张细菌唱片吗？专属于你的

2023-02-07 07:57

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 as center as科学艺术研究中心

2017年11月的波士顿，在合成生物学领域的“奥林匹克盛会”国际基因工程机器（iGEM）竞赛闭幕式上，我们听到了一曲五大洲参赛队伍共同创作的“天籁之音”。

但这首音乐不是通过打击乐器或者弦乐器创作的，而是利用人体内的细菌。

对大多数人来说，细菌和音乐是两个完全不相关的概念。而这个名为Biota Beats的项目却将二者巧妙连接，用细菌谱写乐谱，为我们带来全新且无与伦比的音乐形式。

Biota Beats项目的团队成员拥有极具个性的名字：街头生物（Street Bio）。他们希望探索工程生物学与街道之间的关联——将生物学带离实验室，真正进入我们日常生活，与人、文化和产品交融。

Biota Beats，来源：biotabeats.org/index.html

早在 2016 年，Street Bio团队就在美国EMW的社区生物学实验室内，为国际基因工程机器(iGEM)竞赛启动了这个名为Biota Beats的项目。

他们的愿景是通过文化语言：嘻哈，将和人类宿主和谐相处的 100 万亿微生物与整个世界联通。用“嘻哈音乐”助力生物技术发展。他们大胆创作了一个很棒的系统，谱写了开头提及的由五大洲参赛队伍共同完成的“天籁之音”。

那么Biota Beats项目是如何利用细菌创造音乐的呢？

他们完成了以下3步：

01记录音乐信息“唱片”（培养基）的准备。

Biota Beats希望将“声音转化装置”设计成“唱片播放器”的样子。于是他们借鉴了传统黑胶唱片的外形，采用了LP/EP两种不同规格，分别设计成同心圆形状和馅饼状两种。

（标准类型的黑胶唱片包括长时间播放的黑胶唱片（LP），直径尺寸是12英寸，其通常以每分钟33转的速度播放；单曲和延长播放的唱片（EP），直径尺寸是7英寸，通常以每分钟45转的速度播放。）

细菌唱片模型，来源：biotabeats.org/index.html

细菌唱片，来源：biotabeats.org/index.html

02在唱片中记录微生物（接种并培养）。

歌曲创作过程可谓脑洞大开：Biota Beats将无菌棉签浸润在去离子水中，并擦拭来自各国参赛团队成员的特定身体部位用以采集体表细菌，并将采集后的棉签划线在“唱片”的对应区域内。

细菌唱片制作，来源：biotabeats.org/index.html

为了将培养箱和“唱片”播放器相连，并且使照相机可以直观地检测整个培养皿，Biota Beats对培养箱进行了改造。

在“唱片”下添加了加热元件，以保证菌种在培养时拥有恒温环境，同时根据“唱片”大小、相机视角、视野等信息，最终确定了培养箱尺寸。

细菌唱片培养箱，来源：biotabeats.org/index.html

03利用微生物创建音频（超声波处理）。

首先运用相机对“唱片”进行拍摄，捕获微生物生长图像，并采用高斯滤波器降低图像噪声，同时转换为黑白二进制图像。

细菌唱片制作，来源：biotabeats.org/index.html

按照划线的区域对“唱片”进行划分，每一个区域代表不同的音色。

细菌唱片制作，来源：biotabeats.org/index.html

最后，根据每个菌落的中心、大小将每个菌落映射到对应坐标系统中计算菌落位置，直径，密度信息。

细菌唱片制作，来源：biotabeats.org/index.html

菌落的位置与音色相关，菌落的直径与音高相关，菌落的密度则结合了粒状合成的方法发声，并且使用FM（调频）将上述内容合成。

（粒状合成：指将声音分解成细小颗粒，重新分配并重组形成其他声音。FM合成：通过调制器调整频率来改变波形的音色（音质）以生产更复杂的波形）

细菌唱片制作，来源：biotabeats.org/index.html

这首“细菌音乐”在众志成城的欢乐氛围中制作完成：来自欧洲团队的口腔微生物为其提供了旋律；来自亚洲团队的耳细菌提供了和声；来自非洲团队的手上微生物则负责鼓点；来自南美团队的头皮微生物提供了打击乐，最后北美团队则贡献了鼻部微生物来渲染歌曲。

来自五大洲的细菌共同“创作”了这首富有感染力的闭幕曲。大家一起点开视频欣赏吧：

IGEM闭幕式音乐，来源：YouTube

自从Street Bio团队在美国EMW社区建立Biota Beats项目，也随着综合 STEAM（科学、技术、工程、艺术和数学）课程在当今学校的盛行，他们继而成立了社区青年科学计划（YSI），旨在为青年们提供将生物技术和音乐创造力融合在一起的机会。来满足普通年轻人对科学的好奇心和探索欲。

然而，在此之前，只有拥有专业知识的人才有机会参与到科学实践中来。并且很多宣称要在社会层面为科学进步做贡献的机构也是极其排外的。

就是这样的排他性，阻挡了大众对科学的热情。Street Bio团队希望科学能够走入街道，将Biota Beats带入社区，尤其是被带到社区的年轻人面前。

YSI，来源：biotabeats.org/index.html

项目推进时，遇到了一位强有力的支持人Crystal Johnson。他是综合可持续性和环境解决方案机构的创始人兼能源战略专家，也是参与到社区Biota Beats项目的一位年轻参与者的父亲。

Crystal Johnson与Street Bio团队取得联系后，表达了对青年推广科学的支持与热情，希望可以帮助他们共同建立一个极具包容性的科学分享平台。在几次电话会议后，Street Bio团队与Crystal Johnson策划了一个周期性的周末青年计划，帮助当地青年走在科学的前沿。至此，EMW社区的街头生物青年科学计划 (YSI) 诞生了。

YSI一直致力于让代表性不足以及处境不利的当地青年参与科学——女孩、有色人种青年、低社会经济地位的青年均可以参与其中。

YSI定期进行周末研讨会，并可持续性地开展主题活动。参与者可以在实验室中花费一天的时间去学习、提问、讨论、实验。YSI是一条纽带，联结着所有热爱科学的人们，无关种族、无关性别、无关地位。