
全(quán)球首个用细胞做成的活体(tǐ)机(jī)器人(rén),已经诞生了。
不(bú)是设想,不是科(kē)幻(huàn),是(shì)实实在在登上顶级期刊的(de)科学研究(jiū)。
而且不用金属、塑料打造,采用青蛙表皮细胞和心脏细胞(bāo)重组。
这就是(shì)顶级期(qī)刊(kān)《美国(guó)科(kē)学(xué)院院报》(PNAS)最新发(fā)表的惊人(rén)研究(jiū),来自美国佛蒙特大学和塔弗(fú)茨大(dà)学团队。
论文通讯作者约书亚·邦(bāng)加(Joshua Bongard)说(shuō):
它们既不是传统(tǒng)的机器人,也不是已(yǐ)知的(de)动物物种。这是一种活的、可编程的有机体。
合(hé)著者(zhě)迈克尔·莱文(Michael Levin)也表示(shì):
这(zhè)是全新的(de)生(shēng)命形式。它们从未在地球上(shàng)出现过。
这些机器(qì)人(rén),被命名为Xenobots。
研究者认为,其在水(shuǐ)性介质中(zhōng)行动(dòng)的特性,展示了未(wèi)来(lái)无限的可能性(xìng):清理海洋中(zhōng)的微塑料(liào)污染(rǎn),作为可生物降解(jiě)的药物输送机器人等等(děng)。
但当它被展(zhǎn)示(shì)在大(dà)众(zhòng)面前时,立即引起了许多人(rén)的恐慌。
是的(de),有科幻(huàn)电影《异形》、《异星觉醒(xǐng)》内(nèi)味了。网友纷(fēn)纷表(biǎo)示:吓(xià)死我了。

外媒《连线》则用四(sì)个字来形容(róng):毛骨悚然。
活体机器人,到底是怎么一回事?
Xenobots:首个(gè)活体机器人(rén)
这个名叫Xenobot的“异形机器人(rén)”,长度不到1毫米,是非洲爪蛙心(xīn)脏(zāng)细胞(bāo)(收缩(suō)细胞)和表皮细胞(bāo)(被动细胞)的结合。
结合的依(yī)据,是佛蒙特大学的超(chāo)级计(jì)算机集群Deep Green设(shè)计出来的模型。
研究人员在这个具(jù)有20000台笔记本电脑计算能力的集群(qún)上(shàng)演算了一种进(jìn)化算法。
在反(fǎn)复(fù)试验当中,用类似自然选择的(de)方(fāng)式(shì),将性(xìng)能较差的模型(xíng)设计剔除。
代码(mǎ)已(yǐ)开源,地址见(jiàn)文(wén)末(mò)

这两种细胞都是研究人员从爪蛙(wā)胚胎干细胞中分化得到的。

研究人(rén)员先将胚(pēi)胎细胞切开。

细胞被切开的两个部分(fèn),单独进行培养。

而后将二(èr)者慢慢进(jìn)行重建。

最后(hòu),按照超级(jí)计算机模(mó)拟(nǐ)出来的设计,用(yòng)镊子和电极对(duì)这个重塑(sù)的细胞(bāo)进行“雕琢”。

所重塑的细胞(bāo)形状各异,有的是楔形,有的是拱(gǒng)形。
在下图(tú)中,顶部(bù)的绿色(sè)部分是(shì)被动(dòng)细胞,而(ér)底部红、绿(lǜ)交替的部分便是主(zhǔ)动细(xì)胞。

△绿色为表皮细胞,红色为心脏细(xì)胞
通过心脏(zāng)细胞产生的(de)收缩,Xenobot能在水性介质中移动。

△已调整为8倍(bèi)速
不单单能直线行进,也能转圈圈。

不同于金属(shǔ)、塑料打(dǎ)造(zào)的(de)机器人,Xenobot是完全可生物(wù)降解的。
并且(qiě),它还具有自我修复能力。

论文通(tōng)讯作者Joshua Bongard介绍(shào):
我们把机器人切成了两半,结(jié)果它(tā)不仅能把自己缝合起来,其后还(hái)能继续活动(dòng)。
有趣(qù)的(de)是,如果(guǒ)你将这个机器(qì)人翻转过来,它就像乌龟翻了个个儿背朝下,会失去移动能力。
计算机+生物,跨(kuà)界(jiè)合作
这项研(yán)究由佛蒙特大学计算机(jī)科学系(xì)教授约书亚·邦加的(de)团队(duì)主导。
论文一作是山姆·克里格曼。佛蒙特(tè)大学博士研究(jiū)生,致(zhì)力(lì)于进化(huà)机(jī)器人(rén)的研究。

通讯(xùn)作者约书亚·邦加教授博士(shì)毕业于(yú)苏黎世大学(xué),现在是佛蒙(méng)特大学计算机科(kē)学系教授,形态(tài)演化与认知实验室(shì)负责人(rén),研究重点是(shì)进(jìn)化机器人技术,进化计(jì)算和物理模(mó)拟(nǐ)。

而组(zǔ)装(zhuāng)机器人的(de)工作,主(zhǔ)要由塔夫茨大学生物系教授迈克尔·莱文团队完成。

异星觉醒(xǐng)?
研(yán)究者们认为,Xenobot的特性展示了其未(wèi)来无限(xiàn)的可能(néng)性。它们可以被(bèi)用(yòng)来(lái)清理(lǐ)海洋中的微塑料(liào)污染,定位和消化有(yǒu)毒物质,或者进入人体(tǐ)血管,精准输送(sòng)药物、清楚(chǔ)动脉壁上的(de)斑块等等。
但(dàn)或许,这样的一(yī)个“异(yì)形”机器人,会让你想起科(kē)幻电影《异星觉醒》:一个单细胞就能毁天(tiān)灭地。

已经有网友表示(shì)受到了惊吓:

论(lùn)文一作山(shān)姆(mǔ)·克里格(gé)曼(màn)(Sam Kriegman)坦承(chéng),这项研究带来了新的道德问题(tí):这(zhè)类机器人的未来变(biàn)体可能具(jù)有神经系统和认知能力(lì)。
我(wǒ)认为重要的是,这(zhè)项研究是公(gōng)开的,社(shè)会可以对其进行讨论,政策制定(dìng)者(zhě)也能有(yǒu)针对性地指定最佳行动(dòng)方案。
论文的另(lìng)一位作者(zhě),塔(tǎ)夫茨大学教授迈(mài)克尔·莱文(Michael Levin)也指(zhǐ)出,这种恐惧并非不合理(lǐ)。但(dàn)他认为(wéi),他们的工(gōng)作是在帮助人们更好地理解这类系统(tǒng)。
这(zhè)项研(yán)究正是(shì)对人们所担(dān)忧的事情的直接贡(gòng)献。