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全球首个用细胞做成的活体机器人，已经诞生了。而且不用金属、塑料打造，采用青蛙表皮细胞和心脏细胞重组。这就是顶级期刊《美国科学院院报》(PNAS)最新发表的惊人研究，来自美国佛蒙特大学和塔弗茨大学团队。论文通讯作者约书亚·邦加（JoshuaBongard）说：它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种。这是一种活的、可编程的有机体。合著者迈克尔·莱文（MichaelLevin）也表示：这是全新的生命形式。它们从未在地球上出现过。这些机器人，被命名为Xenobots。研究者认为，其在水性介质中行动的特性，展示了未来无限的可能性：清理海洋中的微塑料污染，作为可生物降解的药物输送机器人等等。但当它被展示在大众面前时，立即引起了许多人的恐慌。Xenobots：首个活体机器人这个名叫Xenobot的“异形机器人”，长度不到1毫米，是非洲爪蛙心脏细胞（收缩细胞）和表皮细胞（被动细胞）的结合。左侧是在UVM超级计算机上发现的计算机设计生物的解剖蓝图。在右侧，完全由青蛙皮肤（绿色）和心肌（红色）细胞构建的生物体。当这些新自然生物在颗粒物领域中移动时，其背景显示了由这些新自然生物群雕刻的痕迹结合的依据，是佛蒙特大学的超级计算机集群DeepGreen设计出来的模型。研究人员在这个具有台笔记本电脑计算能力的集群上演算了一种进化算法。xenobots”生物机器人是什么？如果回到物体的本质，这个问题就很好回答，可以用一个简单的例子说明，一本书，我们通常就可以想到，一本书是用木头做的，但我们所看到的它在物理形体上不是一棵树，因为在生物学基准上，原本在树木上死掉的细胞，被人类重新利用以满足另一个制作书的需要，于是有了我们能看到的书。基于相同原理，佛蒙特大学和塔夫茨大学的科学家在UVM超级计算机上设计了活体机器人。佛蒙特大学的计算机科学家和机器人专家，也是这项新研究的负责人JoshuaBongard说：“这些都是新颖的活体机器人。”“它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，它是一类新的人工制品：一种活的可编程生物！”一种人造的四足动物，直径为-微米，比针头小一点。（图片来源：DouglasBlackiston,TuftsUniversit早先在塔夫茨大学，他们利用了从青蛙胚胎中提取的活细胞，并将它们组装成全新的生命形式，这些毫米级的“xenobots”可以朝目标自行移动，环绕目标并在被切割后自行愈合。这些新颖的生活机器既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种。它们是一类新的人工制品：一种活的可编程生物。科学家设想，有一天，它们可以用于各种任务，例如寻找放射性污染，在海洋中收集微塑料或在人的动脉中刮擦斑块。塔夫茨再生与发育生物学中心的负责人迈克尔·莱文说：“我们可以想象，这些活体机器人在许多有用的应用场景中都具有独特性，其功能是其他机器无法做到的。”生活技术应用这些细胞组构成自然界中从未见过的身体形态，并且开始协同工作。皮肤细胞形成了更为被动的结构，而曾经随机收缩的心肌细胞开始起作用，在微型计算机的设计指导帮助下，并在生物物体自发形成的自组织模式下，使生命体有序的向前运动成为可能，从而使机器人拥有得以前进的能力，这些可重构的有机体被证明能够以连贯的方式移动，并能依靠胚胎储能在数天或数周的时间内生存，并探索它们周围的水环境。具有可控生命体体征和运动能力代表着xenobots能被称为一个生命体。科学团队表示，后来的实验测试表明，成群的xenobots会做环状运动，这使得它们能将颗粒自发地和集体地推到中央位置，同时也可以在机器人身上设计一个减少阻力的小口，在这些的模拟版本中，科学家们能够将这个孔重新定位为可成功携带物体的小口袋。UVM的计算机科学和复杂系统中心系教授Bongard说：“这是计算机设计的生物体能进行智能药物输送迈出的关键一步。”目前许多医疗机器人和生物技术是由钢或塑料制成的，这些元素可以使它们非常稳固，但是废弃后的它们也会造成生态问题和人类健康问题，例如海洋中日益严重的塑料污染以及许多合成材料和电子产品的毒性。科学团队称，这也是他们不使用钢铁作为主要生产原料的原因，活组织的优点和缺点都是它结构薄弱并且会降解，因为生物在再生和自身持续数十年的发展中，已经拥有45亿年的实践经验，当生物停止工作时（死亡），它们通常会无害地分崩离析。UVM的Bongard教授说：“我们这些xenobots是完全可生物降解的，当它们在工作七天后完成工作时，它们就只是死了的皮肤细胞，这比目前的排出式微型机器人更先进。”在医疗模拟下，xenobots的另一特性更让人震惊，物理的特质来说，细胞分解后很难重新聚集，但在新的实验中，科学家切割了xenobots并观察了发生的情况。Bongard举例说明道：“我们的笔记本电脑是一项强大的技术，但是尝试将其切成两半，它就不太好用。我们将机器人切成两半，但是随后它就将自己缝合起来，然后继续前进，这是典型机器无法做到的。”这或许也为新的生物机器人具有的独特特性提供了依据，想象一下分离的肢体断裂后直接能够接起来的画面，我们会想到很多电影的场景。代码已开源，地址见文末这两种细胞都是研究人员从爪蛙胚胎干细胞中分化得到的。研究人员先将胚胎细胞切开。细胞被切开的两个部分，单独进行培养。而后将二者慢慢进行重建。最后，按照超级计算机模拟出来的设计，用镊子和电极对这个重塑的细胞进行“雕琢”。所重塑的细胞形状各异，有的是楔形，有的是拱形。在下图中，顶部的绿色部分是被动细胞，而底部红、绿交替的部分便是主动细胞。△绿色为表皮细胞，红色为心脏细胞不单单能直线行进，也能转圈圈。不同于金属、塑料打造的机器人，Xenobot是完全可生物降解的。并且，它还具有自我修复能力。未来的冲击许多人担心快速的技术变革和复杂的生物操作的影响。莱文说：“这种恐惧并非没有道理，因为当我们开始处理我们不了解的复杂系统时，我们或许将得到意想不到的后果。但这个过程是不可避免的，因为许多复杂的系统（例如蚁群）其实都以一个简单的单元（即蚂蚁）开始，因此如果无法预测它们的形态学形状，也也无从知道他们如何利用相互连接的身体在水上架起桥梁。”莱文认为如果人类要生存到未来，就需要更好地理解复杂的属性是如何从简单的规则中产生的。他说，目前人类的许多科学都集中在“控制底层规则，但我们人类还需要了解高层规则，从而进行顶层设计。莱文认为社会绝对有必要对结果非常复杂的系统进行更好的处理，而不是因为恐惧其后果而规避，但要做到这一点的第一步是探索：例如生命系统如何决定整体行为？其完整体应该是什么，以及我们如何操纵碎片来获得我们想要的行为？莱文说：“换句话说，这项研究是对解决人们所担心的事情的直接贡献，这是意想不到的后果。但无论是自动驾驶汽车的迅速到来，还是改变基因驱动以消灭整个病毒谱系，或许多其他复杂的自治系统，必然都将逐渐改变人类的生活体验，这是人类向前迈步的根源。UVM的Bongard总结说：“生活中蕴含着生物所有与生俱来的创造力，我们人类只是也只需要想更深入地了解这一点，指导和推动它走向新形式，这或许就够了。”如果20年后这项技术应用到哺乳动物，人类是否能够活到岁？开源代码传送门论文

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