首個活體機器人誕生：青蛙細胞生成，超級計算機設計，外媒：毛骨悚然

魚羊 十三 發(fā)自 凹非寺
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全球首個用細胞做成的活體機器人，已經誕生了。

不是設想，不是科幻，是實實在在登上頂級期刊的科學研究。

而且不用金屬、塑料打造，采用青蛙表皮細胞和心臟細胞重組。

這就是頂級期刊《美國科學院院報》(PNAS)最新發(fā)表的驚人研究，來自美國佛蒙特大學和塔弗茨大學團隊。

論文通訊作者約書亞·邦加（Joshua Bongard）說：

它們既不是傳統(tǒng)的機器人，也不是已知的動物物種。這是一種活的、可編程的有機體。

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。

這些機器人，被命名為Xenobots。

研究者認為，其在水性介質中行動的特性，展示了未來無限的可能性：清理海洋中的微塑料污染，作為可生物降解的藥物輸送機器人等等。

但當它被展示在大眾面前時，立即引起了許多人的恐慌。

是的，有科幻電影《異形》、《異星覺醒》內味了。網(wǎng)友紛紛表示：嚇死我了。

外媒《連線》則用四個字來形容：毛骨悚然。

活體機器人，到底是怎么一回事？

Xenobots：首個活體機器人

這個名叫Xenobot的“異形機器人”，長度不到1毫米，是非洲爪蛙心臟細胞（收縮細胞）和表皮細胞（被動細胞）的結合。

結合的依據(jù)，是佛蒙特大學的超級計算機集群Deep Green設計出來的模型。

研究人員在這個具有20000臺筆記本電腦計算能力的集群上演算了一種進化算法。

在反復試驗當中，用類似自然選擇的方式，將性能較差的模型設計剔除。

代碼已開源，地址見文末

這兩種細胞都是研究人員從爪蛙胚胎干細胞中分化得到的。

研究人員先將胚胎細胞切開。

細胞被切開的兩個部分，單獨進行培養(yǎng)。

而后將二者慢慢進行重建。

最后，按照超級計算機模擬出來的設計，用鑷子和電極對這個重塑的細胞進行“雕琢”。

所重塑的細胞形狀各異，有的是楔形，有的是拱形。

在下圖中，頂部的綠色部分是被動細胞，而底部紅、綠交替的部分便是主動細胞。

通過心臟細胞產生的收縮，Xenobot能在水性介質中移動。

不單單能直線行進，也能轉圈圈。

不同于金屬、塑料打造的機器人，Xenobot是完全可生物降解的。

并且，它還具有自我修復能力。

論文通訊作者Joshua Bongard介紹：

我們把機器人切成了兩半，結果它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續(xù)活動。

有趣的是，如果你將這個機器人翻轉過來，它就像烏龜翻了個個兒背朝下，會失去移動能力。

計算機+生物，跨界合作

這項研究由佛蒙特大學計算機科學系教授約書亞·邦加的團隊主導。

論文一作是山姆·克里格曼。佛蒙特大學博士研究生，致力于進化機器人的研究。

通訊作者約書亞·邦加教授博士畢業(yè)于蘇黎世大學，現(xiàn)在是佛蒙特大學計算機科學系教授，形態(tài)演化與認知實驗室負責人，研究重點是進化機器人技術，進化計算和物理模擬。

而組裝機器人的工作，主要由塔夫茨大學生物系教授邁克爾·萊文團隊完成。

異星覺醒？

研究者們認為，Xenobot的特性展示了其未來無限的可能性。它們可以被用來清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物質，或者進入人體血管，精準輸送藥物、清除動脈壁上的斑塊等等。

但或許，這樣的一個“異形”機器人，會讓你想起科幻電影《異星覺醒》：一個單細胞就能毀天滅地。

已經有網(wǎng)友表示受到了驚嚇：

論文一作山姆·克里格曼（Sam Kriegman）坦承，這項研究帶來了新的道德問題：這類機器人的未來變體可能具有神經系統(tǒng)和認知能力。

我認為重要的是，這項研究是公開的，社會可以對其進行討論，政策制定者也能有針對性地指定最佳行動方案。

論文的另一位作者，塔夫茨大學教授邁克爾·萊文（Michael Levin）也指出，這種恐懼并非不合理。但他認為，他們的工作是在幫助人們更好地理解這類系統(tǒng)。

這項研究正是對人們所擔憂的事情的直接貢獻。

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論文地址：
https://www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1910837117

Github項目：
https://github.com/skriegman/reconfigurable_organisms

參考鏈接：

https://www.wired.com/story/xenobot/

https://www.inverse.com/article/62220-scientists-create-living-machine

https://www.cnet.com/news/tiny-living-robots-made-from-frog-cells-could-soon-swim-inside-your-body/#ftag=CADf328eec

https://www.theguardian.com/science/2020/jan/13/scientists-use-stem-cells-from-frogs-to-build-first-living-robots?utm_term=Autofeed&CMP=twt_gu&utm_medium=&utm_source=Twitter#Echobox=1578950205