
全球首个用细(xì)胞做成(chéng)的活体机器人,已经(jīng)诞生了。
不是设想,不是(shì)科幻(huàn),是实实在在登上顶(dǐng)级期刊(kān)的(de)科学研究。
而且不用金属、塑料打造,采用青蛙表皮(pí)细胞和心脏(zāng)细胞重组。
这就是顶级期刊(kān)《美(měi)国科(kē)学院院报(bào)》(PNAS)最新发表(biǎo)的惊人研究,来自美(měi)国佛(fó)蒙(méng)特大学和塔弗茨大学(xué)团队。
论文通讯作者约书亚·邦加(jiā)(Joshua Bongard)说:
它们既不是传统的机器(qì)人,也不是已知(zhī)的动物(wù)物(wù)种。这是一种活的(de)、可(kě)编(biān)程的有机体。
合著者迈克尔·莱文(Michael Levin)也表示:
这是全新(xīn)的生命形(xíng)式。它(tā)们从未在地球上出现过。
这些机(jī)器(qì)人(rén),被命名为Xenobots。
研究者认为(wéi),其在水性介质中行动的特性,展示了未来无限的可能性:清理海洋中的微塑(sù)料污(wū)染,作为可生(shēng)物降解(jiě)的药物输(shū)送机器人(rén)等等。
但当它被展示在大众面(miàn)前(qián)时,立即引起了许多人(rén)的恐慌。
是的,有(yǒu)科幻电影《异形》、《异星觉醒》内味了。网友纷纷表示:吓死我了。

外媒(méi)《连线》则用(yòng)四个字来形容:毛骨悚然。
活体机(jī)器人,到底是怎么一回事?
Xenobots:首(shǒu)个活体(tǐ)机(jī)器人
这个名叫Xenobot的“异形(xíng)机器人”,长度(dù)不(bú)到1毫米,是非洲(zhōu)爪蛙心脏细胞(收缩细胞)和表皮细胞(被动(dòng)细胞)的结(jié)合。
结合的依据,是佛蒙特大学的超级计(jì)算机集群Deep Green设计出来的模型。
研究人员在这个具有20000台笔(bǐ)记本电脑计算能力的集群上演算了(le)一种进化算(suàn)法。
在反复试验当中,用类似自然选择的方式,将性能较差的模型设计剔除。
代码已开源,地(dì)址见文末

这(zhè)两种细胞都是(shì)研究人员(yuán)从(cóng)爪蛙胚(pēi)胎干细胞(bāo)中分化得到的。

研究人员(yuán)先将胚胎细胞切开。

细胞被切开的(de)两个(gè)部分,单独(dú)进行培养。

而后将二者慢慢(màn)进(jìn)行重(chóng)建。

最(zuì)后,按照(zhào)超(chāo)级计算机(jī)模拟(nǐ)出来的(de)设计,用镊(niè)子(zǐ)和电极(jí)对这个重塑(sù)的细胞进行“雕琢”。

所重塑的细胞形状各异,有的是楔形(xíng),有的是拱形。
在下(xià)图中(zhōng),顶部的(de)绿色部分(fèn)是被动细(xì)胞,而底部(bù)红、绿交替的部分便是主动细胞。

△绿色(sè)为表皮(pí)细胞,红色为(wéi)心(xīn)脏(zāng)细胞
通过心脏细胞产(chǎn)生的(de)收缩,Xenobot能在水性介质中移动。

△已调整为(wéi)8倍速
不单单能(néng)直线行(háng)进,也能转(zhuǎn)圈圈。

不同于(yú)金属、塑料打造的机器(qì)人,Xenobot是完全可生物降解的(de)。
并(bìng)且,它还具有自我修复能(néng)力。

论(lùn)文(wén)通讯作者Joshua Bongard介绍:
我们把机器人(rén)切(qiē)成了两半,结果它(tā)不仅能把自己(jǐ)缝合起来,其后(hòu)还能继续(xù)活动。
有(yǒu)趣的(de)是(shì),如果你(nǐ)将这个机器(qì)人翻转过来,它就像乌(wū)龟翻了个个儿背(bèi)朝下,会失去移动(dòng)能(néng)力(lì)。
计(jì)算机+生物,跨界合作
这(zhè)项研究由佛蒙特(tè)大学计算机科学系(xì)教授约(yuē)书亚·邦加(jiā)的团队主导。
论文一作是山姆·克(kè)里格曼。佛蒙特大学博士研究生,致(zhì)力于进化机器(qì)人的研究。

通讯作者约书亚·邦加教授(shòu)博士毕(bì)业于苏黎世大学,现在是佛蒙(méng)特大(dà)学计算机科学(xué)系教授,形态(tài)演(yǎn)化与认知实验(yàn)室负责人(rén),研究重点(diǎn)是进化机器(qì)人技术,进(jìn)化计(jì)算和物理模(mó)拟。

而组装(zhuāng)机器人的工作(zuò),主(zhǔ)要由塔(tǎ)夫茨(cí)大(dà)学生物系教授迈(mài)克尔·莱文团队(duì)完成。

异星觉醒?
研究者(zhě)们认为,Xenobot的特性展(zhǎn)示了其(qí)未(wèi)来无限(xiàn)的可能性。它们可(kě)以(yǐ)被用来清理海洋(yáng)中的微塑(sù)料污染(rǎn),定位和消化有毒物(wù)质,或者进入(rù)人体血管,精(jīng)准输送药物、清楚动脉壁上的斑块等等。
但或许,这样的一(yī)个“异(yì)形(xíng)”机(jī)器人,会让你想(xiǎng)起科幻(huàn)电影《异星觉醒》:一个单(dān)细胞就能毁(huǐ)天灭地。

已(yǐ)经有网友表示受(shòu)到了惊(jīng)吓:

论文(wén)一作山姆·克里(lǐ)格曼(màn)(Sam Kriegman)坦承,这项研(yán)究带来了新(xīn)的(de)道(dào)德问题:这类机器人的未来(lái)变体可能具有(yǒu)神经系(xì)统和认知能力。
我认为重要的是,这项(xiàng)研究是公(gōng)开的,社会可以对其进行讨论,政策制定者(zhě)也能有针对性地指(zhǐ)定最佳行动(dòng)方案。
论文(wén)的(de)另一位作者,塔夫茨大(dà)学教(jiāo)授迈(mài)克(kè)尔·莱文(Michael Levin)也指出(chū),这种恐惧并(bìng)非(fēi)不合理。但他认为,他们(men)的工作是在(zài)帮助人们更好地理解这类系(xì)统。
这项(xiàng)研究正是(shì)对人们所担忧的事情的直接贡献。