Логически или научно возможно искусственно посылать энергию в тело?

Можно ли использовать машину, подобную электростанции, для создания небольшого количества электрической (или другой) энергии непосредственно внутри человеческого тела, чтобы у человека была энергия для деятельности без необходимости есть? Что-то вроде прямой передачи человеку тепла или электричества для получения человеческой энергии или что-то вроде фотосинтеза с использованием солнечных батарей и тому подобного.

Это, вероятно, будет связано с перекачиванием глюкозы/углеводов в организм, поскольку клетки не могут напрямую использовать тепловую энергию вместо АТФ или других молекул, переносящих энергию, образующихся при распаде глюкозы.
Это было бы в значительной степени просто приготовление пищи. Что-то вроде цикла от солнца к пищевой цепи сейчас.
Это то, что вы делаете, когда едите.
Вы имеете в виду, как спортивный тренер подбадривает команду, чтобы зажечь ее?
Если вы облучаете кого-то достаточным количеством гамма-лучей, вы посылаете им энергию, и им больше не нужно есть.
больше похоже на то, что описывает @EjSizemore, но, на мой взгляд, что-то вроде прямой передачи человеку тепла или электричества для человеческой энергии для активности или что-то вроде фотосинтеза с использованием солнечной панели и тому подобного.
Человеческое тело не может просто использовать электричество или тепло, энергия АТФ и НАДФ необходима, чтобы позволить мышцам иметь энергию для движения. В противном случае они просто перестанут работать, когда существующая глюкоза будет исчерпана.
Еще один момент заключается в том, что дыхание будет медленно удалять углерод и воду из организма, поэтому вам все равно нужно будет каким-то образом обеспечить их.
Вайл Ниеми делает хорошее замечание о переработке материалов в глюкозу с использованием имплантатов и электричества / тепла для ее запуска.
Добро пожаловать в Worldbuilding.SE Li Jun. Это интересный вопрос, хотя я не уверен, что он достаточно ясен. Я отредактировал вопрос, чтобы включить ваш комментарий и попытаться сделать его более ясным (и грамматически правильным). Если я ошибся, идите вперед и отредактируйте еще раз. Я также не уверен, что мой ответ действительно соответствует тому, что вы хотели, но это было лучшее, что я мог сделать с доступной наукой.
@Cyn спасибо, все в порядке, я не против, моя грамматика все равно не очень хороша. хотя я не уверен насчет этикетки с едой, но я думаю, что оставлю ее, так как все равно все в порядке.
Я использовал тег еды, потому что он имеет синоним питание. То, о чем вы просите, — это система, которая заменит прием пищи/питания едой. Более сложный, чем это, но в этом его суть, да?
@Cyn да, наверное.
@LiJun Этот вопрос ограничен технологиями, которые могут быть разработаны сегодня, или только теми, которые теоретически возможны? Нет никаких причин, по которым небольшая машина не могла бы синтезировать все витамины, минералы и углеводороды, необходимые нашему организму, и вводить их в наш кровоток, но современные технологии не могут этого сделать.
@forest теоретический, но я также хочу знать о современных технологиях или решениях, так что в любом случае никаких ограничений.

Ответы (7)

Да и нет.

Вы можете инвертировать глюкозный цикл, используя машину, выполняющую электросинтез — преобразование углекислого газа и воды обратно в глюкозу. Затем вы излучаете энергию в машину, и Боб становится вашим дядей.

Но этого недостаточно — люди едят не только для восполнения затраченной энергии, им также необходимы основные вещества для поддержания своего организма, и есть еще несколько химических процессов, которые нельзя обратить в легкие. Даже если бы удалось проникнуть в нижний отдел кишечника и извлечь оттуда основные вещества, все равно будет потеряно много летучих соединений — начиная с паров воды (плюс обычный износ кожи, волос, ногтей и так далее). Чтобы восстановить это, вам понадобится «стилсьют» Свободных (на самом деле даже больше. С каким-то подвижным или рециркулирующим гелем внутри, который может восстановить сброшенную кожу и волосы для переработки).

Однако с учетом того, что основные потребности в энергии покрывает «простая» машина электросинтеза , вы можете обходиться без еды и, возможно, даже без воды в течение значительных периодов времени.

Вы можете представить себе небольшой контейнер с генетически модифицированными водорослями с сумасшедшей скоростью роста, освещенный настроенными светодиодами внутри (и, возможно, питающийся слякотью, перекачиваемой из нижнего отдела кишечника). Нет природных растительных организмов, которые могли бы идти в ногу с метаболизмом человека, но если бы они были, такая внутренняя «микротеплица» могла бы работать. Часть водорослей собирали каждые несколько часов и просто выбрасывали в желудок, решая многие проблемы, поднятые Адрианом Холлом (поддержание кишечного микробиома, нагрузка на желудок и кишечник, избегание влияния на уровень гликемии).

(Теперь возникла бы проблема с охлаждением устройства: фотосинтез неэффективен с энергетической точки зрения, и большая часть поступающей энергии, когда-то превратившаяся в свет, затем превратилась бы в отработанное тепло. Небольшая печь внутри ваших легких может устареть. очень быстро).

Использование водорослей для осуществления фотосинтеза кажется излишне неэффективным способом сделать это. Конечно, с технологией, необходимой для этого сценария, мы можем добиться большего успеха и синтетически воспроизвести цикл без посторонних организмов?
Кроме того: хотя организму нужны микроэлементы, большинство из них не содержат элементов, уже присутствующих в организме, и, таким образом, в принципе могут быть синтезированы. Как, впрочем, и во многих микроорганизмах. Это должно существенно снизить потребность во введении этих микронутриентов извне.

Вполне возможно поддерживать человека (даже физически активного) вообще без еды.

Гастростомические трубки выходят снаружи тела прямо в желудок. Но то, что вы туда кладете, в основном идентично еде (с некоторыми ограничениями). Кто-то может таким образом получить все свои потребности в питании и жидкости. Им понадобится только немного воды, чтобы смочить рот и горло, но это необязательно.

Центральные катетеры , также известные как центральные венозные катетеры, представляют собой капельницы, которые вводят в крупную вену, чтобы по ним можно было вводить большое количество материала. Они могут обеспечить полное парентеральное питание .

Парентеральное питание (ПП) — это введение человеку специальных пищевых продуктов внутривенно в обход обычного процесса приема пищи и пищеварения... Человек получает очень сложные пищевые смеси, содержащие питательные вещества, такие как глюкоза, соли, аминокислоты, липиды и добавки. витамины и пищевые минералы. Это называется полным парентеральным питанием (TPN) или полной примесью питательных веществ (TNA), когда никакое существенное питание не достигается другими путями, и частичным парентеральным питанием (PPN), когда питание также является частично энтеральным. Его можно назвать периферическим парентеральным питанием (PPN), когда его вводят через венозный доступ в конечности, а не через центральную вену как центральное венозное питание (CVN).

Мой друг много лет жил с центральной линией. Она пила немного воды и ела немного, чтобы поддерживать работу кишечника (он был сильно поврежден), но в остальном она получала 100% своей энергии и питательных веществ из центральной линии. Она была очень активной и могла ходить под парусом или в походы. Порт линии легко отсоединяется, поэтому она не привязана к нему. Пока она подключалась в течение нескольких часов днем ​​и ночью, она была в порядке.

Если вы спрашиваете, может ли человек выжить за счет какой-то электрической энергии, то нет. Энергия для людей (и большинства животных) состоит из калорий .

Калория (большая калория или килокалория — символы: кал, ккал), также известная как пищевая калория, определяется как тепловая энергия, необходимая для нагревания одного килограмма воды на один градус Цельсия.

Хотя калории представляют собой тепловую энергию, доставка тепла людям не делает то же самое. Если бы это было так, никто бы не голодал в тропических странах. Наши тела работают как трансформаторы, связующее звено между материалами внешнего мира и производством энергии внутри наших тел. Нет замены.

Так что да, вы можете создавать системы, в которых людям не нужно есть. Это означает, что им не нужно ничего принимать через рот или даже через желудок и пищеварительный тракт. Но вы не можете обойти системы организма по расщеплению калорий и питательных веществ.

Вероятно, вам следует расширить вопрос, чтобы прояснить, что вам действительно нужно, но...

Ресайклинг с имплантами

Ваше тело преобразует сахара и кислород в энергию и углекислый газ (плюс немного воды). Вы можете имплантировать машину, которая берет воду и углекислый газ из кровотока и преобразует их в сахара, используя энергию, поступающую из внешнего источника. Это уменьшит потребность в еде и дыхании, пока подается энергия.

Вышеупомянутое относится к аэробному метаболизму, вы можете сделать вариант для анаэробного метаболизма, но это, вероятно, плохая идея, если только ваши имплантаты не являются наномашинами внутри каждой клетки и не могут напрямую стимулировать клеточный метаболизм.

Для всех практических целей нет.

Есть много ответов о том, как это могло бы произойти в теории. Я просто подумал, что могу добавить некоторые технические проблемы:

Желудок посылает сигналы «голод» и «сыт» в ответ на объем пищи, а не на наличие энергии.

Таким образом, вы чувствовали бы голод, и ваше тело действовало бы так, как если бы оно голодало, преобразовывая массу тела в жир и увеличивая ваш аппетит. Вы наберете много веса и будете страдать от хронических проблем со здоровьем. Вы будете постоянно уставать, поскольку ваше тело пытается сохранить энергию. Ваша желудочная кислота также может прожечь дыры в слизистой оболочке, вызывая язвы — она должна разбавляться пищей.

Эту проблему можно решить с помощью инъекций гормонов для имитации сытости и ингибиторов протонной помпы или буферов pH, чтобы успокоить пустой желудочно-кишечный тракт. Тем не менее, коктейль будет разным для каждого человека, вероятно, будет меняться в течение дня и в конечном итоге потребует химического питания человека, несмотря на требования вашего вопроса.

Нехватка питательных веществ очевидна, так как многие ответы уже были адресованы.

Есть химические вещества, которые вы полностью разрушаете или иным образом изменяете без каких-либо простых средств восстановления (вспомните мочевину...); их придется заменить.

Вы теряете тонны воды. Там нет обойти это. Полагаю, у вас могла бы быть машина, которая электрически вытягивает воду из воздуха.

Кроме того, когда вы устаете, это происходит не только потому, что у вас падает уровень сахара в крови: у вас есть множество процессов, которые мы не до конца понимаем, которые способствуют чувству истощения.

Таким образом, решение, основанное на инъекциях глюкозы, увеличит кратковременную энергию, но не заставит вас чувствовать себя энергичным или даже не избавит вас от чувства истощения.

Частично это происходит из-за того, что то, что мы подразумеваем под вашим «энергетическим уровнем» как личности, лишь слабо связано с реальной энергией в физическом смысле. Кофеин заставляет вас чувствовать себя бодрым, вы можете чувствовать сонливость после десерта, мышцы могут болеть и уставать из-за микроскопических разрывов в белках или накопления молочной кислоты, люди чувствуют, что их социальная энергия зависит от того, как часто они разговаривают с людьми.

Другая часть связана с тем, что мы храним энергию во многих разных местах: гликоген, жир, АТФ, простые сахара, концентрация электролитов... Если вы напрямую повышаете уровень сахара в крови, вы получаете проблемы, наблюдаемые у людей с диабетом 1 типа: раздражительность и прохождение большого количества воды среди других. Вы не можете вызвать искусственное изменение долгосрочного хранения энергии без имплантации жира или чего-то подобного. Это проблема, потому что тело очень разборчиво в отношении своего состава и количества энергии в разных местах. Если ваш баланс нарушен для того, чего хочет ваше тело, у вас будут побочные эффекты.

Существуют длительные проблемы с изменением количества энергии в организме искусственным путем.

Организм поддерживает гомеостаз с помощью систем отрицательной обратной связи. Когда уровень сахара в крови повышается, ваше тело посылает сигнал снизить его. Клетки реагируют, поглощая сахар из крови. Машина добавляет больше сахара. В какой-то момент клетки перестают реагировать на биологический сигнал, и у вас диабет 2 типа.

Если вы очень быстро превращаете жир в сахар, организм впадает в панику и на несколько недель превращает много сахара в жир. Такие вещи нарушают ваш гормональный баланс и вызывают проблемы, не связанные с обменом веществ.

У вас также есть кишечный микробиом бактерий, которые помогают вам переваривать пищу. Без поступления пищи в ваш кишечник эти ребята умрут. Проблема в том, что они делают гораздо больше, чем просто переваривают. Многие из них помогают производить химические вещества, которые вы не можете сделать сами, и есть доказательства того, что они химически взаимодействуют с мозгом. Если они все умрут, вы пострадаете от последствий их отсутствия.

Так что да, удачи в том, чтобы заставить это работать. Интересный вопрос однако.

Устранить потребность в еде действительно сложно с помощью любой настоящей науки. В основном вы увлекаетесь телепортацией, сверхспособностями и/или магией.

Теперь беспроводная зарядка существует, ее можно сделать достаточно малой, и, по-видимому, она будет работать на энергию вещания. Таким образом, теоретически имплантаты киборгов или просто роботы могут быть (пере)заряжены.

Если мы расширим это до «мозга в теле робота», то мы будем очень близки.

https://en.wikipedia.org/wiki/Inductive_charging
https://en.wikipedia.org/wiki/Conductive_wireless_charging

Если вы начинаете заниматься кибернетикой, вам может понадобиться электрическая энергия. Как уже говорилось выше, прямое питание биологических органов с помощью обычного электричества было бы невозможно, вам пришлось бы создать искусственный шаг, чтобы сделать это возможным.

Теперь, если вы начнете заменять органы тела прямыми машинами, такими как электрический насос для сердца или сервоприводы в протезах конечностей, им может понадобиться электрическая энергия, поскольку их будет трудно привести в действие биологическими средствами. (Я знаю, что некоторые кардиостимуляторы уже используют ту или иную форму силы тела.)

Вы, безусловно, могли бы значительно сократить количество пищи, которую люди должны потреблять. Он должен быть насыщен питательными веществами и не очень энергоемким.

Если бы вы пытались уменьшить зависимость людей от продовольственных культур, например, или позволить людям обходиться без еды неделями (военная деятельность?), вы могли бы внедрить сеть нанороботов, которые могли бы осуществлять обратный метаболизм глюкозы, и вы могли бы питать это по беспроводной сети. .