重磅！全球首个可繁殖「活体机器人」问世，或为人体修复带来新突破

▍出位！全球首见！

你没有看错，全球首个活体机器人正在繁衍。

（CNN报道截图）

美国佛蒙特大学、塔夫茨大学、哈佛大学在去年共同制造出史上首见的“活体机器人”，研究人员提取非洲爪蟾的干细胞并以其为核心设计，因此命名为“爪蟾机器人”。

（爪蟾机器人）

这不是科研人员第一次选择非洲爪蟾。

早在人类历史上第一次克隆实验，就是利用非洲爪蟾完成的。

近日，科学家研究团队发现了一种全新的生物繁殖方式，并将这一发现应用并创造了全球有史以来第一个可自我繁殖的活体机器人——爪蟾机器人（Xenobot3.0）问世了！

▍揭秘！机器人不仅“有生命”还能“生孩子”？

Xenobots 3.0到底是啥？

简单来说，爪蟾机器人（Xenobot3.0）是一种通过计算设计+生物制造所创造出的，由生物细胞组成的可编程机器人。

不同于拥有机械臂的传统炫酷机器人，Xenobots3.0仅有毫米宽度，作为活的、可编程的有机体的存在，更像是一个个肉团在成群结队的自主移动。

研究人员发现，如果将足够多的异种机器人放置在培养皿中彼此靠近，它们会聚集并开始将其他漂浮在溶液中的单个干细胞堆叠起来。于是，多达数百个干细胞在它们如同吃豆人形状的“嘴”中组装了“婴儿”异种机器人。几天后，这些“婴儿”就会变成外观和动作都跟母体一样的新异种机器人。然后这些新的Xenobots可再次出去寻找细胞，并建立自己的“副本”，“吃豆人”游戏就这样周而复始，不断复制。

（AI设计的吃豆人形状的“母体”生物（红色），旁边是被压缩成球状的干细胞——“后代”（绿色）。图片来源：道格拉斯·布莱克斯顿和山姆·克雷格曼）

目前，这项研究已于10月22日发表在 PNAS 上。

该研究的合著者、塔夫茨大学的资深科学家 Douglas Blackiston 表示，「长期以来，人们一直认为我们已经找到了生命可以繁殖或复制的所有方式。但这次我们的发现是之前从未见过的。」

基于上个阶段的研究基础，研究人员这次将这些胚胎细胞置于一个新的环境下，让其有机会重新利用这个「多细胞性」。

这次，这些胚胎细胞要发育的目标和皮肤大不相同。

「这些青蛙细胞的复制方式与以往大不相同。科学上已知的任何动植物都不会以这种方式复制」，这项新研究的主要作者 Sam Kriegman 博士说。

最初，由大约 3000 个细胞组成的爪蟾机器人（Xenobot）亲本形成了一个球体。大约 3 天后，球体外表面上会形成纤毛。

当产生的成熟细胞群处于培养皿中约 60000个分离的干细胞中时，它们的集体运动将一些细胞推到一堆。

如果这个「堆」足够大，这些细胞群就能发育成会游泳、带纤毛的后代。如果分离干细胞更多，则会产生更多的后代。

不过，这个复制过程最多持续两轮。是否会停止取决于适合青蛙胚胎发育的温度范围、解离细胞的浓度、成熟生物的数量和随机行为、溶液的粘度、培养皿的几何形状表面，以及污染的可能性。

▍“活机器人”的诞生——人工智能居功甚伟

通过 Deep Green 超级计算机集群上运行的AI程序，进化算法在模拟中对数十亿种形状进行了测试——三角形、正方形、金字塔、海星形——让细胞在复制中的效率更高。

研究人员使用一种进化算法，从随机群开始，进化出具有增加自我复制能力的细胞群。（ FG = 给定群体实现的子代数。小数部分表示群体距离实现另一轮复制的距离。）

这个进化试验中最成功的世系起源于一个球体，它构建的桩不超过 74% 自我复制所需的大小阈值。

▍循环往复，哲学意蕴的科幻现实

爪蟾机器人（Xenobot3.0）作为生物组织制成的“活机器人”，受损的“活机器人”可以自愈伤口，能够在培养皿中找到微小的干细胞并将数百个干细胞聚集在「嘴」(指C型的缺口) 里，一旦任务完成后，就会自我瓦解，裂变成新的爪蟾机器人。基于此项研究，在未来，看起来“其貌不扬”的爪蟾机器人（Xenobot3.0）或可实现为外伤、先天缺陷、癌症、衰老等提供更直接、更个性化的药物治疗等多中功能。

数十亿年来，从萌芽植物到有型动物再到病毒，生物体为了延续生命，进化出了多中繁衍方式。

爪蟾机器人（Xenobot3.0）作为人工智能所创造的能自我复制的生物机体，它的出现无疑打开了潘多拉魔盒，在生命的表面之下，还隐藏着而更多令人惊讶的行为，等待被发现。

（Xenobots3.0的设计团队（左起）：乔西·邦加德，佛蒙特大学；迈克尔·莱辛，塔夫茨大学和哈佛大学Wyss研究所；道格拉斯？布莱克斯顿，塔夫茨大学；山姆·克雷格曼，塔夫茨大学和哈佛大学Wyss研究所。图片来源：塔夫茨大学）

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