可编程机器人 全球首个活体机器人诞生 靠自己活动、可编程、会自愈

2020年1月13日，世界顶级期刊《美国国家科学院院刊》发表了一项新的重大研究:美国科学家利用从青蛙胚胎中提取的活细胞，创造出第一个毫米级的“活的可编程机器人”。

世界上第一个由细胞制成的活体机器人诞生了。它不是由金属或塑料制成，而是由细胞重组制成的。科幻电影《终结者2》中的T-1000反派似乎迎面而来。

官方网站截图，《国家科学院院刊》

由100%青蛙细胞组成的机器人

这项研究由佛蒙特大学计算机科学教授约书亚·邦加(Joshua Bonga)领导。我的论文之一是山姆·克里格曼，佛蒙特大学的博士生，他致力于进化机器人的研究。组装机器人的工作主要由塔夫茨大学的生物学教授迈克尔·莱文完成。

该报通讯作者约书亚·邦加

简单来说，这个“活体机器人”是由100%的青蛙细胞——非金属的、非机械的、非单细胞的生物体——创造出来的新的活体个体，是一种新的活体可编程生物体。

借助进化算法，科学家们用非洲爪蟾的皮肤细胞和心脏细胞创造了一种新型的“活体机器人”，并将其命名为异种机器人。

这个机器人有两条“短腿”，可以靠自己的力量向目标移动。最关键的一点是，它被损坏或撕裂后，可以自行复制修复。

为了让异种机器人按照科学家设定的方式移动，研究小组已经在UVM佛蒙特州高级计算核心的深绿色超级计算机集群上处理了几个月，并通过使用进化算法为异种机器人创建了数千个候选设计。

通过计算机一遍又一遍地将数百个模拟细胞重组成无数种形式和体型，科学家们已经确定了最佳设计方案。

接下来，研究小组将测试从计算机转移到现实中。干细胞首先从爪蟾胚胎中提取，然后分化为自然收缩的心脏细胞和不收缩的皮肤细胞。利用细胞容易与其他细胞结合的天然特性，将两种成分结合在一起。

顶部的蓝绿色方块代表被动细胞，而底部的红绿方块代表主动收缩细胞

在显微镜下，这些小“肉球”似乎让机器人在液体中忙碌。只要往里面扔一些细胞碎片，它们就会把碎片聚集成一堆。如果你在背上轻弹一个“肉球”，它会立刻躺下，像一只四脚倒立的乌龟。

官方网站截图，《国家科学院院刊》

《终结者2》中细胞合作T-1000是否有可能揭开“谜团”？

当异种机器人四处移动时，研究人员可以观察到它独特的结构和行为之间的对应关系，包括细胞的排列和它的整体形状。观察到的信息由计算机科学家处理，并为异种机器人的数字版本建立一个虚拟模型。

研究小组使用类似自然选择过程的进化算法，观察异种机器人的结构如何影响其生存，异种机器人的什么结构是自然选择中的“最适者”。

细胞之间的合作方式一直是一个“大谜团”，参与这项研究的塔夫茨大学发育生物物理学家迈克尔·莱文(Michael Levin)说，“我们最感兴趣的是细胞如何通过合作形成特定的功能结构”。

一旦理解了这一点，科学家也许能够进一步探索更多细胞的神秘潜力。目前，人形机器人通常由一系列沉重的部件组成，最终形成一个可以四处移动的机器人。但人体远比这种组合聪明，细胞之间可以相互交流，形成组织、器官和整个人体。

目前，科技的工业产品虽然强大，但销毁后就不能再用了。手机、笔记本电脑等电子产品损坏后不能再使用。

在显微镜下，异种机器人的结构被破坏后可以自我修复

然而，异种机器人的出现可能会带来巨大的变化。这种“活体机器人”具有自愈功能，在结构破坏后可以恢复。专家指出，如果我们沿着这条路线走下去，未来加上认知功能，电影《终结者2》中的T-1000机器人可能会在未来出现。一个异种机器人被切割后可以自动愈合，两个异种机器人可能会互相结合。

“伦理冲击”引起了公众的关注

虽然技术思路可以用几个简单的段落来解释，但实际上，这项研究还有很多技术难点需要克服，也有很大的未知风险。

佛蒙特大学和塔夫茨大学的团队公布研究结果后，社交媒体上也展开了大量讨论。许多人担心快速变化的生物技术会带来不利影响，并可能对未来世界产生伦理影响。

网友说这个研究让人毛骨悚然

关于公众的担忧，“异种机器人生活机器人”的相关成员给出了自己不同的观点，认为伦理风险是决策者要考虑的问题，这项研究对人类有所帮助。

该项研究的成员山姆·克里格曼认为，未来类似的“活机器人”可能会有神经系统和认知能力。克里格曼说，根据伦理影响的风险，在发现这种机器人后，决策者也可以定制最佳的行动计划。“每个人应该做不同的事情，只是探索，需要考虑自己行为的伦理后果和影响”。

该论文的另一位作者、塔夫茨大学教授迈克尔·莱文也指出，这种担心并非没有道理。但他认为他们的工作是帮助人们更好地理解这种系统。

但类似领域的专家也对异种机器人活体机器人的研究给出了警示提示。斯坦福大学法学教授、生物医学伦理研究中心指导委员会主席汉克·格里利(Hank grilli)表示，尽管目前的研究远未创造出类似人类的东西，但他们仍应牢记此类伦理问题，需要全社会关注和优化伦理项目。

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