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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”。
这不是科研人员***次选择非洲爪蟾。
早在人类历史上***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***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。
***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***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***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。
本文摘自：网络 日期：2021-12-06
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