全球首個活體機器人:學會“生娃”,會自我修復,可繁衍四世

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全球首個活體機器人:學會“生娃”,會自我修復,可繁衍四世

整理 | 禾木木

嬰兒活體機器人?確定沒有看錯!

美國科學家創造了有史以來第一個自我複製的活體機器人,也就是說這個活體機器人可以生娃當這些酷似吃豆人的機器人父母在環境中移動時,它們會在嘴巴中收集數百個幹細胞。

隨著時間的推移,這些幹細胞會聚集在一起,形成機器人寶寶,發育成熟之後,看起來就像它們的父母一樣。

全球首個活體機器人:學會“生娃”,會自我修復,可繁衍四世

這是由來自佛蒙特大學、塔夫茨大學以及哈佛大學 Wyss研究所的科學家們發現的一種全新的生物繁殖形式,並將他們的發現應用於創造了有史以來第一個自我複製的活體機器人。

目前,這項研究已於10月22日發表在 PNAS 上。該研究的合著者、塔夫茨大學的資深科學家 Douglas Blackiston 表示,“長期以來,人們一直認為我們已經找到了生命可以繁殖或複製的所有方式。但這次我們的發現是之前從未見過的。”

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全球首個自我複製活體機器人

去年,美國佛蒙特大學和塔夫茨大學的研究者給出了一個否定的答案。他們依靠進化演算法,利用青蛙的表皮細胞和心肌細胞造出了全球首批活體機器人,並將其命名為「Xenobot」。

「Xenobot」不同於傳統機器人,也不是已知的某種動物物種,而是一種新型的、具有生命的、可程式設計的生物。而且,它們可以自主移動,即使被切開也能夠自動癒合。「Xenobots」也是世界上第一個能夠自我修復和自我複製的人工智慧設計的生物機器人。

非洲爪蟾青蛙的這些胚胎細胞會發育成面板。“它們會擋在蝌蚪的外面,阻擋病原體並重新分配粘液。”研究人員發現“將它們置於一個新的環境中,讓它們有機會重新利用它們的多細胞性。”

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這些胚胎細胞要發育的目標與面板大不相同。

“很長一段時間以來,人類一直認為我們已經找到了生命可以繁殖或複製的所有方式,但這是以前從未觀察到的。” Douglas Blackiston 表示。

“這些青蛙細胞的複製方式與青蛙的複製方式大不相同。科學上已知的任何動物或植物都不會以這種方式複製”這項新研究的主要作者 Sam Kriegman 博士說。

由大約 3,000 個細胞組成的 Xenobot 親本形成了一個球體。

這個複製過程最多持續兩輪。是否會停止取決於適合青蛙胚胎髮育的溫度範圍、解離細胞的濃度、成熟生物的數量和隨機行為、溶液的粘度、培養皿的幾何形狀表面,以及汙染的可能性。

“它們可以繁殖,但之後系統通常會消亡。實際上,讓系統持續繁殖是非常困難的”Kriegman 說。

但藉助在超級計算機叢集上執行的 AI 程式,進化演算法能夠在模擬環境中測試數十億種體型,比如三角形、正方形、金字塔、海星,用來找到在基於運動的運動學複製中更有效的細胞。

爪蟾機器人(Xenobot)能夠在培養皿中找到微小的幹細胞並將數百個幹細胞聚集在「嘴」(指C型的缺口) 裡,幾天後這組幹細胞就會裂變成新的爪蟾機器人。

“我們利用超算弄清楚瞭如何調整最初父母親本的形狀。經過幾個月努力,AI想出了一些奇怪的設計,包括一個類似於「吃豆人」的形狀。這種設計相當違反直覺,它看起來很簡單,但人類工程師想不出來。”Sam Kriegman說。

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例如,為什麼只有一張小嘴?為什麼不是五個?雖然形狀看起來有點奇怪,但是效果很好。

研究標明,在經歷AI演算法篩選出的「吃豆人」形狀下,機器人的自我複製系統壽命,由最多2代增加到了4代。然後那些父母生了孩子,生了孫子,生了曾孫,又生了曾曾孫。繁殖一直在繼續。

運動學複製在分子水平上是眾所周知的,但以前從未在整個細胞或生物體的規模上觀察到過。

“我們發現,生物體或生命系統記憶體在著一個未知的空間,這是一個廣闊的空間,然後我們如何去探索那個空間?我們發現了會走路的機器人、我們發現了會游泳的異種機器人。現在,在這項研究中,我們發現了可以運動複製的機器人。未來還有什麼呢?”Douglas表示。

或者,正如科學家在 PNAS 研究中所寫的那樣:“在生命的表面之下,還隱藏著更多令人驚訝的行為,等待著被發現。”

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恐懼還是興奮?

有些人可能會覺得這是很令人振奮,還有一些人可能會對自我複製生物技術的概念感到擔憂,甚至是恐懼。

對於科學家團隊來說,目標是想更深入的瞭解。

Bongard表示,“我們正在努力理解這個屬性: 複製。世界和技術正在迅速變化,對於整個社會而言,我們研究並理解這種現象是如何發生的,這一點非常重要。“

研究團隊看到了發展的前景,然而,有些人可能會對這種技術感到擔憂或是恐懼。

今天轉轉圈,明天T1000。

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還有網友表示:下一步會走向失控毀滅嗎?

對於這項發展,各位網友怎麼看呢?可以在評論區留下自己的評論呦。

參考連結:

https://techxplore。com/news/2021-11-xenobots-team-robots。html

https://wyss。harvard。edu/news/team-builds-first-living-robots-that-can-reproduce/

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