科技野心可以通過(guò)創(chuàng)始人在采訪中喜歡放棄的類比來(lái)衡量。 X 的 Uber、Y 的亞馬遜，如果這家初創(chuàng)公司能夠成功的話，這一切都令人印象深刻。 但 OpenTrons 背后的組織力量 Will Canine 有著更高的目標(biāo)：“今天的生物實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化就像 20 世紀(jì) 60 年代的計(jì)算機(jī)一樣——一臺(tái)配有打孔卡的大型主機(jī)，由實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員運(yùn)行。 我們是個(gè)人電腦?！?/p>

對(duì)于任何具有令人興奮的未來(lái)主義心態(tài)的人來(lái)說(shuō)，這都會(huì)喚起各種瘋狂的技術(shù)烏托邦幻想。 當(dāng)您在 Kickstarter 上看到 Opentrons 的開源機(jī)器人 OT.One 時(shí)，您會(huì)想：終于，一個(gè)適合生命本身的 MakerBot 了。 為該活動(dòng)捐款足夠多（希望他們真的能做到這一點(diǎn)），你就會(huì)打印出聞起來(lái)像草莓的夜光魚，并立即分泌出救命的抗癌藥物。

但這實(shí)際上意味著——生物學(xué)領(lǐng)域的個(gè)人電腦革命——要復(fù)雜一些，但也更實(shí)用。 從技術(shù)上講，OT.One 是一種液體處理機(jī)器人。 它不會(huì)將滲出的合成生命擠出到盤子上，而是將構(gòu)成大部分生物學(xué)研究的繁瑣工作自動(dòng)化。 Canine 的大型機(jī)類比是正確的，因?yàn)楝F(xiàn)有的生物實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人最基本的成本約為 50,000 美元（迅速上升到六位數(shù)），需要數(shù)周的培訓(xùn)才能正確使用，而且絕對(duì)不是開源的，并且 通常只專門用于一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室任務(wù)。

在擺弄 MakerBots 一段時(shí)間后，Canine 決定報(bào)名參加位于布魯克林的 DIY 生物實(shí)驗(yàn)室 Genspace 的合成生物學(xué)入門課程。 他在高中時(shí)一直在學(xué)習(xí)生物課程，但在大學(xué)一年級(jí)進(jìn)入初級(jí)實(shí)驗(yàn)班時(shí)，他就被淘汰了。 在那里，回到潮濕的工作環(huán)境中，他不得不面對(duì)一個(gè)令人不安的事實(shí)：他的移液技術(shù)很糟糕。

“我當(dāng)時(shí)想，‘媽的，我沒(méi)有獲得微生物學(xué)博士學(xué)位，所以我沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，’”卡尼恩說(shuō)。 但是，他想，有了機(jī)器人誰(shuí)還需要技術(shù)呢？

他聯(lián)系了 DIY Bio 列表中的兩位技術(shù)人員，他們的經(jīng)驗(yàn)比他豐富，Nick Wagner（軟件人員）和 Chiu Chau（機(jī)器人技術(shù)人員，擁有數(shù)十年的生物機(jī)器人經(jīng)驗(yàn)）。 OpenTrons 誕生了。 他們圍繞開源 Raspberry Pi 板構(gòu)建了機(jī)器人的大腦，而對(duì)于機(jī)器人的精確控制手臂，他們使用了開源 Smoothieboard。 OT.One 設(shè)計(jì)用于使用標(biāo)準(zhǔn)手動(dòng)移液器，用一個(gè)小機(jī)器人活塞代替不幸的博士后疲憊的拇指，它配備了網(wǎng)絡(luò)攝像頭，以便研究人員可以確保協(xié)議順利進(jìn)行（并可能弄清楚 哪里出了問(wèn)題，如果他們讓它整夜運(yùn)行）。

去年春天，原型完成后不久，在 Canine 的 ITP 論文發(fā)表之前，Canine、Wagner 和 Chau 就被總部位于深圳的硬件加速器 HAXLR8R 錄取。 隊(duì)伍啟程前往中國(guó)。 他們整個(gè)夏天都住在那里，致力于將 OT.One 打造成一款可大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)他們回到美國(guó)后，立即啟動(dòng)了 Kickstarter 眾籌活動(dòng)。 他們還沒(méi)有時(shí)間運(yùn)行生成有關(guān)機(jī)器人錯(cuò)誤率或準(zhǔn)確性的可靠數(shù)據(jù)所需的測(cè)試，但這并沒(méi)有阻止近 200 人為該活動(dòng)捐贈(zèng)超過(guò) 75,000 美元。

將研究生從腕管中拯救出來(lái)，讓無(wú)能的 DIY 生物學(xué)家在沒(méi)有多年移液器訓(xùn)練的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這一切都很好，但 Canine 對(duì) OpenTrons 的愿景更遠(yuǎn)。 廉價(jià)的開源自動(dòng)化帶來(lái)了標(biāo)準(zhǔn)化，并在每一個(gè)為 OT.One 投入 3000 美元（或者只要 2000 美元，如果你去 Kickstarter）購(gòu)買 OT.One 的實(shí)驗(yàn)室中推廣。 根據(jù)一些調(diào)查，另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室按照已發(fā)表的研究中提出的方法實(shí)際上可以重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比例低得驚人——比如低百分之十。 目前還不清楚為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，但實(shí)驗(yàn)室之間的條件、實(shí)驗(yàn)方案、甚至移液技術(shù)的變化都是不受控制的變量。

Canine 認(rèn)為，廣泛的自動(dòng)化，加上創(chuàng)客、DIY 者和占領(lǐng)運(yùn)動(dòng)的開源精神，或許能夠提高這一比例。 解決這部分問(wèn)題需要的不僅僅是一個(gè)廉價(jià)的機(jī)器人。

OT.One 由名為 Mix.Bio 的基于瀏覽器的界面控制，該界面允許用戶將不同的命令、液體和生物成分拖放到 OT.One 然后運(yùn)行的協(xié)議中。 合成生物學(xué)一直用DNA作為編程語(yǔ)言來(lái)比喻自己，而Mix.Bio則在其之上放置了一個(gè)用戶友好的GUI。 Mix.Bio還允許用戶輕松共享和下載協(xié)議，這使整個(gè)系統(tǒng)回到了MakerBot概念。

“我們的整體目標(biāo)是成為生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字制造機(jī)器，”Canine 說(shuō)，“你可以通過(guò)電子郵件向朋友發(fā)送文件，確保床上有正確的燈絲或材料，然后點(diǎn)擊運(yùn)行?！?/p>

OpenTrons 系統(tǒng)仍然依賴于大量的手工生物學(xué)工作——MakerBot 床上的材料是一堆塑料； OT.One 床中的材料是懸浮在液體中的生物構(gòu)件的復(fù)雜而脆弱的組合，但在理想的世界中，這種自動(dòng)化將允許快速、值得信賴的分布式實(shí)驗(yàn)。 世界各地?cái)?shù)百個(gè) OpenTrons 系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行相同的實(shí)驗(yàn)，在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生比任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多幾個(gè)數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)。 隨著系統(tǒng)的計(jì)劃增加，比如 Canine 估計(jì)明年夏天可能會(huì)推出的離心機(jī)，這些可共享的協(xié)議將能夠復(fù)制越來(lái)越復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。

最終，對(duì)于習(xí)慣于用摩爾定律思考的人來(lái)說(shuō)，個(gè)人電腦的類比有點(diǎn)令人不滿意。 生物過(guò)程比計(jì)算機(jī)需要更多的時(shí)間。 被操縱的生物體需要時(shí)間來(lái)生長(zhǎng)，但更重要的是，將整個(gè) DNA 作為編程語(yǔ)言的隱喻從根本上具有誤導(dǎo)性。 我們還不能直接侵入生活的命令行，只能嘗試通過(guò)較弱的連接來(lái)擺弄它，并希望預(yù)期的更改能夠在不破壞整個(gè)系統(tǒng)的情況下完成。 即便如此，也需要幾天的時(shí)間（和大量的移液）才能看到是否有效果。 合成生物學(xué)最成功的故事之一來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校，該校的研究人員成功地對(duì)酵母進(jìn)行基因改造，生產(chǎn)出一種名為青蒿素的抗瘧疾藥物。 這項(xiàng)工作的首席科學(xué)家 Jay Keasling 估計(jì)該項(xiàng)目需要 150 人年的工作才能完成。

考慮到相對(duì)巨大的復(fù)雜性和緩慢的速度，向 Canine 詢問(wèn)某人自制生物版 3D 打印槍、某種超級(jí)病毒或一種新的耐抗生素瘟疫的危險(xiǎn)，似乎有點(diǎn)愚蠢， 但他認(rèn)真對(duì)待這個(gè)問(wèn)題。 “我們對(duì)生物技術(shù)的恐懼是正確的，因?yàn)樗欠浅７浅?qiáng)大的東西，”他說(shuō)。 “但我認(rèn)為問(wèn)題不在于技術(shù)，而在于擁有技術(shù)的人，到目前為止，技術(shù)主要被用來(lái)強(qiáng)化有毒做法，并維持對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的束縛?！?/p>

回到他的第一個(gè)比喻，他繼續(xù)說(shuō)道：“計(jì)算機(jī)最初是為了投擲炸彈而開發(fā)的，并不是每個(gè)人一開始都在上面制作動(dòng)圖并微笑的令人驚奇的東西。 但我們正在努力做的一件事是讓人們能夠利用生物技術(shù)創(chuàng)新來(lái)制造不受逐利限制的產(chǎn)品。 制造更好的生物技術(shù)的方法不是限制誰(shuí)能夠真正制造它，而是讓每個(gè)人都可以使用它。”

所有照片均由 Andrew White/Re:form 拍攝