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全球首個(gè)用細(xì)胞做成的活體機(jī)器人，已經(jīng)誕生了。
不是設(shè)想，不是科幻，是實(shí)實(shí)在在登上頂級(jí)期刊的科學(xué)研究。
而且不用金屬、塑料打造，采用青蛙表皮細(xì)胞和心臟細(xì)胞重組。
這就是頂級(jí)期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）最新發(fā)表的驚人研究，來(lái)自美國(guó)佛蒙特大學(xué)和塔弗茨大學(xué)團(tuán)隊(duì)。
論文通訊作者約書(shū)亞·邦加（Joshua Bongard）說(shuō)：
它們既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動(dòng)物物種。這是一種活的、可編程的有機(jī)體。
合著者邁克爾·萊文（Michael Levin）也表示：
這是全新的生命形式。它們從未在地球上出現(xiàn)過(guò)。
這些機(jī)器人，被命名為Xenobots。
研究者認(rèn)為，其在水性介質(zhì)中行動(dòng)的特性，展示了未來(lái)無(wú)限的可能性：清理海洋中的微塑料污染，作為可生物降解的藥物輸送機(jī)器人等等。
但當(dāng)它被展示在大眾面前時(shí)，立即引起了許多人的恐慌。
是的，有科幻電影《異形》、《異星覺(jué)醒》內(nèi)味了。網(wǎng)友紛紛表示：嚇?biāo)牢伊恕?
外媒《連線(xiàn)》則用四個(gè)字來(lái)形容：毛骨悚然。
活體機(jī)器人，到底是怎么一回事？
Xenobots：首個(gè)活體機(jī)器人
這個(gè)名叫Xenobot的“異形機(jī)器人”，長(zhǎng)度不到1毫米，是非洲爪蛙心臟細(xì)胞（收縮細(xì)胞）和表皮細(xì)胞（被動(dòng)細(xì)胞）的結(jié)合。
結(jié)合的依據(jù)，是佛蒙特大學(xué)的超級(jí)計(jì)算機(jī)集群Deep Green設(shè)計(jì)出來(lái)的模型。
研究人員在這個(gè)具有20000臺(tái)筆記本電腦計(jì)算能力的集群上演算了一種進(jìn)化算法。
在反復(fù)試驗(yàn)當(dāng)中，用類(lèi)似自然選擇的方式，將性能較差的模型設(shè)計(jì)剔除。
代碼已開(kāi)源，地址見(jiàn)文末
這兩種細(xì)胞都是研究人員從爪蛙胚胎干細(xì)胞中分化得到的。
研究人員先將胚胎細(xì)胞切開(kāi)。
細(xì)胞被切開(kāi)的兩個(gè)部分，單獨(dú)進(jìn)行培養(yǎng)。
而后將二者慢慢進(jìn)行重建。
最后，按照超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的設(shè)計(jì)，用鑷子和電極對(duì)這個(gè)重塑的細(xì)胞進(jìn)行“雕琢”。
所重塑的細(xì)胞形狀各異，有的是楔形，有的是拱形。
在下圖中，頂部的綠色部分是被動(dòng)細(xì)胞，而底部紅、綠交替的部分便是主動(dòng)細(xì)胞。
△綠色為表皮細(xì)胞，紅色為心臟細(xì)胞
通過(guò)心臟細(xì)胞產(chǎn)生的收縮，Xenobot能在水性介質(zhì)中移動(dòng)。
△已調(diào)整為8倍速
不單單能直線(xiàn)行進(jìn)，也能轉(zhuǎn)圈圈。
不同于金屬、塑料打造的機(jī)器人，Xenobot是完全可生物降解的。
并且，它還具有自我修復(fù)能力。
論文通訊作者Joshua Bongard介紹：
我們把機(jī)器人切成了兩半，結(jié)果它不僅能把自己縫合起來(lái)，其后還能繼續(xù)活動(dòng)。
有趣的是，如果你將這個(gè)機(jī)器人翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，它就像烏龜翻了個(gè)個(gè)兒背朝下，會(huì)失去移動(dòng)能力。
計(jì)算機(jī)+生物，跨界合作
這項(xiàng)研究由佛蒙特大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授約書(shū)亞·邦加的團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)。
論文一作是山姆·克里格曼。佛蒙特大學(xué)博士研究生，致力于進(jìn)化機(jī)器人的研究。
△山姆·克里格曼（Sam Kriegman）
通訊作者約書(shū)亞·邦加教授博士畢業(yè)于蘇黎世大學(xué)，現(xiàn)在是佛蒙特大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授，形態(tài)演化與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，研究重點(diǎn)是進(jìn)化機(jī)器人技術(shù)，進(jìn)化計(jì)算和物理模擬。
△約書(shū)亞·邦加（Josh Bongard）
而組裝機(jī)器人的工作，主要由塔夫茨大學(xué)生物系教授邁克爾·萊文團(tuán)隊(duì)完成。
△邁克爾·萊文（Michael Levin）
異星覺(jué)醒？
研究者們認(rèn)為，Xenobot的特性展示了其未來(lái)無(wú)限的可能性。它們可以被用來(lái)清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物質(zhì)，或者進(jìn)入人體血管，精準(zhǔn)輸送藥物、清楚動(dòng)脈壁上的斑塊等等。
但或許，這樣的一個(gè)“異形”機(jī)器人，會(huì)讓你想起科幻電影《異星覺(jué)醒》：一個(gè)單細(xì)胞就能毀天滅地。
已經(jīng)有網(wǎng)友表示受到了驚嚇：
論文一作山姆·克里格曼（Sam Kriegman）坦承，這項(xiàng)研究帶來(lái)了新的道德問(wèn)題：這類(lèi)機(jī)器人的未來(lái)變體可能具有神經(jīng)系統(tǒng)和認(rèn)知能力。
我認(rèn)為重要的是，這項(xiàng)研究是公開(kāi)的，社會(huì)可以對(duì)其進(jìn)行討論，政策制定者也能有針對(duì)性地指定最佳行動(dòng)方案。
論文的另一位作者，塔夫茨大學(xué)教授邁克爾·萊文（Michael Levin）也指出，這種恐懼并非不合理。但他認(rèn)為，他們的工作是在幫助人們更好地理解這類(lèi)系統(tǒng)。
這項(xiàng)研究正是對(duì)人們所擔(dān)憂(yōu)的事情的直接貢獻(xiàn)。
