导语： 本次访谈探讨了欧盟探路者项目“微生物水培”（Mi-Hy）及其SPIKA装置的跨学科进展——这是一个在2025年米兰三年展上安装的功能性原型。在该原型中，微生物电化学、工程生物矿化和代谢编程汇聚在一起。研究人员Ezgi Öğün Ramalhete、Işıl Yücel和Jorge Barriuso讨论了微生物联合体如何通过引入可持续农业平台来重塑建筑环境的基础。这可能使从资源消耗型建筑向循环、活体基础设施的转变成为可能。该访谈发表于《通讯-生物学》。

项目背景：Mi-Hy与SPIKA

Mi-Hy项目

• 欧盟探路者项目

• 通过微生物学原理重新构想建筑基础设施

• 概念：微生物不仅仅是净化器，而是循环系统的生产核心

SPIKA装置

• 全称：Structural Protection for Interdependent holobiont Assembly（相互依存全生物组装配的结构保护）

• 展览：2025年米兰三年展第23届国际展览“We the Bacteria: Notes Toward a Biotic Architecture”

• 功能：将Mi-Hy技术转化为建筑原型

• 核心特征：集成了编程微生物、可见和有形的建筑，与人类生活互动

跨学科团队

各自领域吸引他们的原因

Ezgi Öğün Ramalhete（环境生物技术学家）

• 博士研究：微生物燃料电池作为废水处理工具

• Mi-Hy的吸引力：重新构架了整个技术——微生物是循环系统的生产核心

• 关键因素：设置在建筑系，以及技术如何离开实验室成为日常生活一部分的问题

• SPIKA是答案：一个功能性作品，集成了编程微生物和有形可见的建筑

Işıl Yücel（再生建筑师）

• 建筑学面临巨大的环境足迹问题

• 目标：使用微生物平台建立结构的代谢

• 工作：微生物诱导碳酸钙沉淀，从废物（MFC的矿物污泥废物）中培养建筑材料

• SPIKA是下一步：一个依赖于其容纳的生命过程的结构

Jorge Barriuso（微生物学家）

• Mi-Hy是应用合成生态学的突破性试验台

• 目标：在工业环境中应用微生物联合体

• 挑战：设计稳健、可编程的联合体，能在变化的环境中可靠运行

• 从单一菌株的遗传回路转向在现实世界中提供生态系统服务的稳定、功能性社区

跨学科工作的挑战

沟通挑战（Ezgi）

• 必须将生物和化学参数（如生物膜生长速率、氧化还原电位）转化为信息，为材料选择、空间设计和用户交互提供依据

• 目标不是成为建筑师，而是发展共同语言

失去绝对控制（Işıl）

• 与活微生物一起工作需要设计偶然性、生长和适应

• 最大障碍：放下绝对控制，学习引导生命过程

• 必须学习微生物学知识和原型制作技能（如3D打印）

系统的复杂性（Jorge）

• 在定制的生物反应器中操作电化学系统的复杂性

• 面临：波动的营养输入、环境微生物的竞争、与新型材料的物理界面

• 必须为韧性和稳定性进行工程设计，而不仅仅是特定的代谢输出

事后反思：希望更早接触的领域

Jorge Barriuso

• 希望更早参与电化学、材料科学和结构工程

• SPIKA邀请思考联合体如何与电极、多孔支架和复合材料在物理应力和环境波动下相互作用

Işıl Yücel

• 希望基础建筑培训中能包含微生物学或生物化学的基本模块

• 从一开始就理解建筑环境是一个动态的生命环境，会重塑空间和物质性的处理方式

Ezgi Öğün Ramalhete

• 希望更早参与体验设计和叙事原则

• 技术要被采用，还必须被理解和接受

• 如何使微生物过程变得可读？如何设计一个邀请关怀而不仅仅是监测的界面？

公众和科学界的反应

公众反应（Işıl）

• 参观者立即直观地理解了这个概念：一个“活的机器”，吃废物帮助植物生长

• 对话从实际的城市农业到关于共生的哲学辩论

• 证明再生设计在变得有形时，可以在智力和情感上吸引公众

震惊与好奇（Ezgi）

• 人们第一反应常常从震惊转向着迷，带有一丝不安

• 许多人将其刺状形式比作病毒或奇怪的微生物

• 震惊后的好奇心是成功吸引多样化关注的证明

科学界反应（Jorge）

• 在微生物学内部，SPIKA激发了关于环境工程的讨论

• 同事现在积极考虑如何设计微生物以持久、功能性地融入日常材料

微生物技术与设计建筑结合的好处

联合体水平编程（Jorge）

• 环境生物技术的未来在于联合体水平编程，而非仅仅是菌株水平工程

• 需要学习自然如何执行复杂的生物转化（由真菌和细菌组成的微生物群落，在联合体中高效分工）

• 这种微生物社会是循环系统的真正驱动力

从无菌到共生（Ezgi）

• 在建筑学和设计历史中，现代无菌环境源于对微生物的恐惧

• 通过将微生物技术整合到建筑中，我们从无菌范式转向共生范式

• 学习如何更好地与微生物共处

将发现转化为设计（Işıl）

• 与微生物学家合作允许在严格设置中探索微生物行为

• 将发现转化为解决真正生态需求的空间和材料设计

对未来实践的影响

对建筑师和设计师（Işıl）

• 未来的建筑师和设计师需要理解微生物学和生态学

• 不是成为科学家，而是成为有能力的合作者

• 设计过程将变得更具迭代性和适应性

对科学家和工程师（Ezgi）

• 需要新基准：情境感知性能

• 开发从一开始就在现实世界、可变条件下测试韧性的工具、模型和微生物

• 培养适应应用型、跨学科“混乱”环境创新的科学家

对微生物学（Jorge）

• 为可编程联合体的未来发展奠定基础

• 劳动分工和微生物相互作用的长期稳定性可应用于生物修复或生物生产等其他领域

• 机构必须创建和保护微生物学家、工程师和设计师并肩工作的协作环境

资源可及性

• SPIKA装置：米兰三年展2025（展览）

• 项目：欧盟探路者Mi-Hy

结语

这次访谈探讨了SPIKA装置——一个微生物介导建筑的功能性原型。该装置集成了微生物电化学、工程生物矿化和代谢编程，展示了微生物联合体如何通过引入可持续农业平台来重塑建筑环境。跨学科团队（生物技术学家、再生建筑师、微生物学家）讨论了沟通挑战、失去绝对控制、系统复杂性等跨学科工作障碍。SPIKA在公众中引起了从震惊到着迷的反应，在科学界激发了关于环境工程的讨论。该项目展示了从无菌范式向共生范式的转变，以及从资源消耗型建筑向循环、活体基础设施的潜力。

《通讯-生物学》原文：https://www.nature.com/articles/s42003-026-09795-5 （2026年3月14日）