2021年11月29日,科學家創造了有史以來第一個能自我
繁殖
的
活體機器人
(
Living Robot
)——
Xenobots 3.0
。
圖源
|nypost;unsplash; uvm。edu ;screenrant ;dailymail
非洲爪蟾和超級計算機的奇妙組合
Xenobots 3。0是一種
有生命的
、
可程式設計
的生物體,區別於傳統的機器人和普通的動物。
Xenobots 3。0由
非洲爪蟾
胚胎內的幹細胞製成,經過
超級計算機
的
演化演算法
設計。
Xenobots 3。0就像
吃豆人
一樣,將數百個單獨的細胞聚集到它的“嘴巴”內。幾天後,它會釋放出它的“孩子”,這些“孩子”細胞的外觀和功能都和它很相似。
“孩子”們離體後,也會去尋找和收集單獨的細胞,然後開始繁殖。週而復始,不斷重複。
Xenobots 3。0這類可以自我繁殖的活體機器人有望在
再生醫學
領域大展身手,為創傷、出生缺陷、癌症等疾病提供更有效的治療方案。
這項研究由美國佛蒙特大學和塔夫茨大學的生物學家和計算機科學家聯和開展,具體的研究成果發表在《
美國國家科學院院刊
》上。
Xenobots 3。0的設計基於初代活體機器人Xenobots。
“從能夠
行走
、
游泳
到
自我繁殖
,活體機器人有著非常廣的研究空間和應用價值。”該研究的參與者之一、美國佛蒙特大學的計算機科學家喬舒亞·邦加德(Joshua Bongard)表示。
2020年,科學家首次發表了關於Xenobots的研究。同樣的,Xenobots 由非洲爪蟾胚胎內的
幹細胞
製成。而選擇幹細胞的原因在於,幹細胞不僅具有
自我更新能力
,而且可以
分化
為一種或多種成熟細胞或組織。
顯微外科醫生用微型鑷子和比鑷子更小的電極,在顯微鏡下將單個幹細胞
切割
並
連線
成超級計算機設計的形狀。組裝成後,在胚胎儲存的能量的推動下開始一同工作。
為什麼長得像吃豆人?
在設計之初,科學家考慮過很多形狀,例如三角形、正方形、金字塔等。這些形狀的活體機器人也可以進行繁殖,但難以持續,通常只能繁殖幾代。透過超級計算機的模擬和測試後,計算機給出了答案——“
吃豆人
”。
這一結果完全超出了科學家的預料,但“吃豆人”的設計的確極大地延長了代的數量。
Xenobots經過程式設計後可以在人體內執行一系列任務,例如拿起一個有效載荷(某種藥物),然後將這個載荷
輸送到病人體內的特定位置
。又或是進入動脈內清除斑塊。
研究人員還表示,活體機器人還能在環境上發揮作用,清潔海洋中的
微塑膠
,清除
放射性廢物
。比起我們生活中經常用到的鋼筋、混凝土以及塑膠,活體機器人是完全
可生物降解
的,不會給環境造成壓力。
此外,關於倫理道德方面的問題,研究團隊強調,有關Xenobots 3。0的所有研究都在實驗室內進行,開始和結束都很容易控制,還有各領域的有關專家進行審查。
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參考資訊
[1]https://www。dailymail。co。uk/sciencetech/article-10254773/Scientists-build-living-robots-reproduce。html
[2]https://www。uvm。edu/news/story/team-builds-first-living-robots-can-reproduce
[3]https://en。wikipedia。org/wiki/Xenobot
[4]https://t。ynet。cn/baijia/31807718。html