“变废为宝”：DARPA将垃圾和气体转化为食品的前沿创新

2024年10月，美国国防部高级研究计划局（DARPA）局长斯蒂芬妮·汤普金斯在北约未来微型峰会上，提及五角大楼正在研发的一项“酷炫新技术”，即，用塑料制造食物，或者用空气制造食物。

尽管DARPA负责人当时没有提供更多细节，但发言人后来确认汤普金斯所指的是该机构生物技术办公室下的两个不同项目：Cornucopia和ReSource。参与Cornucopia的专家正在使用水、空气和电力，努力实现按需生产美味的微生物来源食品。参与ReSource的人员正在努力从塑料和其他军事废物中制造食品和其他产品（如润滑剂、粘合剂、战术纤维和饮用水）。

据悉，负责Cornucopia和ReSource的两位项目经理简要介绍了他们团队的最新研究成果和结果。他们还强调了这项工作如何有助于实现DARPA的总体使命，即帮助“降低向偏远和危险地区的部队供应食品及其他关键物资相关的物流风险”。领导ReSource项目的伦纳德·坦德博士表示，“我们始终关心战斗人员，还有一个我们称之为竞争性后勤的整体概念——在需求点获取物资是一个巨大的问题。”

Cornucopia项目

简单来说，生物制造和生物技术与一系列广泛的技术、过程和能力相关，这些技术、过程和能力利用生物体或生物系统来生成各种产品。负责Cornucopia项目的DARPA生物技术办公室项目经理马修·帕瓦博士介绍，该计划的更大目标是展示一个系统，该系统可以在24小时内生产出一种“生物质”，以作为维持14名战斗人员一天的食物来源。

帕瓦补充称，这个项目的想法是将气体——比如空气或者是像发电机这样的设备排放的废气，通过与微生物、简单的有机分子、糖相作用，然后这些糖最终形成生物体消耗所需的能量。这项工作的一个“可能的结果”是，参与团队可以创造出一种健康的生物质粉末，这种粉末可以转化为食品产品——“像布丁、奶昔或肉干”，然后再添加“调味包”，以激发特定菜肴的风味或口感。

DARPA与两个团队签订了Cornucopia的合同：一个来自斯坦福国际研究所，另一个来自伊利诺伊大学厄本那分校。最初计划的项目分为三个阶段，但后来缩减为两个阶段。第二阶段最近启动，预计还有大约一年半的工作时间。

ReSource项目

DARPA的ReSource项目历时四年，最近才刚刚结束，广泛涉及在战场上通过从现场收集的原料在自给自足的单元中工程化制造“按需”产品，如润滑剂、粘合剂、战术纤维、饮用水和可食用的宏量营养素。

项目经理伦纳德·坦德表示，该项目的最终目标是同时解决“两个非常棘手的问题”。第一个难题是：如何处理混合塑料废物，特别是纸张废物，这在一般情况下都是一个巨大的问题，对军方来说尤其如此，如，在前线部署或偏远地区时，很多时候将这些材料运出基地并处理它的后勤工作需要庞大的运输链和高昂的费用；另一个困难的挑战涉及到在严峻的冲突环境中，供应关键材料，特别是燃料、油、润滑剂和食品所需的一切。因此，ReSource的项目概念是将两者连接起来，将废料转化为有用的材料。

DARPA领导层选择了来自巴特尔、爱荷华州立大学、麻省理工学院和密歇根科技大学的执行团队来支持ReSource项目。总体而言，这项挑战要求参与者探索并建立一种低功耗的方法，将垃圾和不可用的物品转化为食物和其他物品，形成一个自给自足、可运输的单元。将废料转化为单细胞蛋白的能力在商业领域可能会产生很大的影响，所以DARPA支持的研究团队正在与企业家合作实现这一目标。

作为国防部的最高研发中心，DARPA 在降低新技术和新兴概念的风险方面具有深思熟虑和战略意义，以激励私营部门和其他人投资于进一步的产品开发。这两个项目的负责人都表示，他们的团队正在采取积极的方法来降低可能有助于解决重大军事后勤负担的解决方案的风险。除了在需要的时间和地点生产食物、提取水和生产药物外，DARPA还在对复杂的全球供应链进行建模，以了解其弱点所在，寻找新的方法来彻底改变军事作战的交付和运输。

参考文献：

[1]‘Waste to value’: Inside cutting-edge DARPA efforts to make food out of trash and gasses[EB/OL].（2024-10-03）[2024-11-29].https://defensescoop.com/2024/10/03/waste-to-value-inside-cutting-edge-darpa-efforts-to-make-food-out-of-trash-and-gasses/

[2]DARPA moves to mitigate possible unintended consequences of AI[EB/OL].（2024-07-12）[2024-11-29]. https://defensescoop.com/2024/07/12/darpa-mitigate-possible-unintended-consequences-ai-elsi/

[3]Program Cornucopia[EB/OL].（2024-11-29）[2024-11-29]. https://www.darpa.mil/program/cornucopia

[4]Program Resource[EB/OL].（2024-11-29）[2024-11-29]. https://www.darpa.mil/program/resource