在许多的科幻作品中,机器人都是其中主要的角色之一,他们和人类并无二致,拥有自己的思维、情感。
而这样的机器人正在离我们不远。
Xenobot的创造过程
细胞是非专业细胞,具有发展为不同细胞类型的能力。研究团队通过计算机来设计生物,如何通过计算机来设计生物呢?
计算机为生物构造块(皮肤和心肌)的动力学建模,并像乐高积木一样使用它们来构建不同的生物解剖结构。进化算法会从大量随机设计开始,迭代删除最差的设计,将其替换为更好的设计。这是计算机内部的“适者生存”的进化。然后选择虚拟现实中最合适的设计,用真实的生物组织构建出来。
而这种仅为0.7毫米的人造生命就是透过超级计算机运行的“演化式算法”所设计,该活体机器人由佛蒙特大学研究人员利用该校的“深绿”超级计算机设计,然后由塔夫茨大学的生物学家完成组装和测试。研究团队利用“演化式算法”,根据设定的任务(如朝着一个方向移动),基于青蛙皮肤和心肌细胞生物物理基本规则,为新的生命形式创建了数千个候选设计方案,并从中选取出最有前途的方案进行测试。他们收集了非洲爪蛙的胚胎干细胞,将其分离成单个细胞进行培养,形成皮肤细胞和心脏细胞,然后使用微型镊子和电极,将这些细胞切割并按设计方案进行连接。这些细胞被切割并重塑成由超级计算机设计的特定“身体形态”,即“自然界从未见过的形态”。从而重组成了一种全新的生命形式,
之所以将它们定义为生物,这些生物机器人预先装载了自己的脂质和蛋白质沉积物食物来源,使它们能够生存一周以上的时间,在营养丰富的环境中,它们的寿命甚至可以长达几周,之后停止功能(就合成生物学结构的安全性而言,这是一个积极的特征)。
尽管像地球上的大量生物一样,它们没有大脑,但表现出了功能性行为,具有多种生命特质,如可以在水性介质中移动、具有自我修复能力、可自行生物降解。最厉害的是,即便把生物机器人切成两半,它不仅能把自己缝合起来,还能继续活动。而且,它们不只是能直线行进,也能转圈。,除此之外它们还可以协同工作。虽然它们无法繁殖,但是有些自然发育的生物也不能繁殖。
研究人员表示。Xenobots可用于清除放射性废物,在海洋中收集微塑料,在人体内部运输药物,甚至进入我们的动脉以清除斑块。活体机器人可以在水性环境中存活几天甚至几周,而无需额外的营养,这使它们适合体内药物输送。
除了这些直接的实际任务,活体机器人还可以帮助研究人员更多地了解细胞生物学,从而为人类健康和长寿的未来发展打开大门。
研究团队表示:一旦我们弄明白细胞在合适的刺激条件下,可以构建哪些特别的结构,对于“再生性医疗”的研究就可能取得新的重大突破,而且会推动机器人、通讯系统和AI平台的新研究。
不过科研人员也的确观测到一些奇怪的现象,尽管它们是被研究人员编辑、表现出特定行为的机器,但这些没有大脑的“肉团”的行为非常诡异。“它们会时不时地改变自己的运动方式。”如果遇上了其它单独存在的细胞,它们便会将这些细胞驱赶、聚拢到一处。两个Xenobots可能会与对方结合,如同一对“神仙眷侣”。如果Xenobots中间有个洞,甚至还能拾起其它物体、带着它四处移动。
另外这些xenobot是由人类创造,但是创造者也不知道xenobot的细胞(或者说所有细胞)是如何互相交流、产生各种复杂行为的。