数十亿年来，生物体为了连续生命，现已进化出多种繁衍办法。
近来，美国佛蒙特大学和塔夫茨大学的研讨团队发现了一种全新的生物繁衍办法，并运用这一发现发明了有史以来第一个可自我繁衍的活体机器人——Xenobots3.0，未来或可为外伤、先天缺点、癌症、变老等供给更直接、更个性化的药物医治。研讨成果宣布在29日《美国国家科学院院刊》上。
上一年，该研讨团队用非洲爪蟾前期胚胎中的皮肤和心脏细胞组装成一种全新的生命办法，发明出全球首个活体机器人“Xenobots”。它们可在耗尽能量之前独立移动约一周，一起可自我修正并天然分化。
非洲爪蟾，图：中国科学院·《生命国际》杂志
本年3月，Xenobots2.0活体机器人面世，其能够运用像头发相同的纤毛“腿”自行推动，在一个表面上快速移动。此外，它还有记载信息的才能。
此次全新晋级的Xenobots3.0仅有毫米宽度，既不是传统的机器人，也不是一种动物，而是活的、可编程的有机体。
异形机器人搜集细胞，繁衍子孙官方图
那么它们的“自我繁衍”是什么意思？
研讨人员发现，假如将足够多的异种机器人放置在培育皿中互相接近，它们会集合并开端将其他漂浮在溶液中的单个干细胞堆叠起来。
所以，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相同的新异种机器人。然后这些新的Xenobots可再次出去寻觅细胞，并树立自己的“副本”，就这样循环往复，不断仿制。
AI规划的吃豆人形状的“母体”生物，周围是被压缩成球状的干细胞——“子孙”。图片来历：道格拉斯·布莱克斯顿和山姆·克雷格曼
可繁衍四代
人工智能居功至伟
刚开端时，上述仿制进程最多持续两轮。论文作者之一山姆·克雷格曼博士所说：“这些机器人能够生孩子，但之后这个仿制体系很快就会消亡。要让体系持续仿制十分困难”。
瓶颈之中，人工智能“居功至伟”。本来，异形机器人的母体由大约3000个细胞组成，是一个球体，没有办法“体系性地繁衍”。经过佛蒙特大学DeepGreen超算集群上的人工智能程序模仿，测试了数十亿种体型，其间包含三角形、正方形、海星的形状等等，意图是为了让异形机器人更有效地进行运动学仿制。
“咱们运用超算弄清楚了怎样调整开始爸爸妈妈亲本的形状。经过几个月尽力，AI想出了一些古怪的规划，包含一个相似于‘吃豆人'的形状。这种规划适当违背直觉，它看起来很简单，但人类工程师想不出来。”山姆·克雷格曼说。
克里格曼将这一规划提交给了另一名研讨人员道格·布莱里斯顿，终究他规划出了这些吃豆人形状的机器人。“然后这些爸爸妈妈发明孩子，孩子发明孙子，孙子发明重孙.......正确的规划，极大地延长了子孙的数量。”
该研讨首要作者、美国佛蒙特大学核算机科学和机器人学教授乔什·邦加德说，异种机器人开始是球形的，由大约3000个细胞组成。分子水平上的动力学仿制是众所周知的，但曾经从未在整个细胞或生物体的水平上调查到过，而此次Xenobots3.0的仿制正是运用了这一机制。
Xenobots3.0的规划团队：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研讨所；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研讨所。图片来历：塔夫茨大学
全新生命办法！
全球首个活体机器人上一年诞生
上一年年头，美国佛蒙特大学的研讨者运用进化算法研发了一种名为“Xenobot”的生物机器人。它由生物细胞构成，而且可进行编程修正、自在移动，甚至即便被切开也能够主动愈合。
该项惊人研讨宣布在尖端期刊《美国科学院院报》(PNAS)上，论文通讯作者约书亚·邦加说：
“它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种。这是一种活的、可编程的有机体。”
合著者迈克尔·莱文也表明：
“这是全新的生命办法。它们从未在地球上呈现过。”
Levin还表明，这些青蛙细胞能够被打形成风趣的新的生物办法，与它们的原有解剖结构彻底不同。
这个名叫Xenobot的“异形机器人”，长度不到1毫米，是非洲爪蛙心脏细胞和表皮细胞的结合。
结合的根据是佛蒙特大学的超级核算机集群DeepGreen规划出来的模型。研讨人员在这个具有20000台笔记本电脑核算才能的集群演出算了一种进化算法。在重复试验傍边，用相似天然选择的办法，将功能较差的模型规划除掉。
制作进程：
研讨人员先将胚胎细胞切开。
细胞被切开的两个部分，独自进行培育。
然后将二者渐渐进行重建。
最终，依照超级核算机模仿出来的规划，用镊子和电极对这个重塑的细胞进行“雕刻”。
经过心脏细胞发生的缩短，Xenobot能在水性介质中移动。
△已调整为8倍速
以下是Xenobot生物机器人的作用展现：显微镜下正在缓慢移动的Xenobot。
Xenobots能够集体行动
不同于金属、塑料打造的机器人，Xenobot是彻底可生物降解的。而且，它还具有自我修正才能。论文通讯作者介绍：“咱们把机器人切成了两半，成果它不仅能把自己缝合起来，这今后还能持续活动。”
上面是一年前Xenobot的诞生进程。而一年之后的今日，这个活体机器人进化到能“生娃”了。
惹品德争议
友：毛骨悚然
上一年的异形机器人，现已在科学界制作出品德上的争议。
此番异形机器人学会自我繁衍的音讯一出，更是引来言论界的喧闹，友纷纷表明遭到惊吓，有人忧虑异形机器人会打破操控，反噬人类。
“这才是生化危机新篇章”
“本想做食豆人，却做出了食人豆”
“这特么哪里算是机器。。。这tm是生物”
“都能够繁衍了还能叫机器人？今后有思想有繁衍才能再给它增强各项机能，便是个新物种了，当心聪明反被聪明误”
“我一听到他们说这东西被彻底操控在试验室里就觉得惧怕”
“这不便是生化武器？跟机器人有什么关系”
“好家伙，生化危机9—终结者”
“毛骨悚然啊，我怎样这么惧怕呢”
“我去，我真的很尊重科学，但我真的很惧怕了”
关于言论争议，邦加德回应说，这些毫米等级的异形机器人现在都在试验室中，很简单被毁掉。而且，联邦、州和学术组织的品德专家已对此检查。
邦加德以为，真实让人忧虑的，其实是实际国际。“咱们有一种品德责任感去了解，在什么样的情况下咱们能够操控它，引导它仍是浇灭它。”
他称现在国际面对的新冠疫情，以及环境问题，异形机器人都有才能处理。“咱们提出处理方案的速度至关重要。假如咱们能够从异形机器人中吸取经验，持续开发技能，那么未来咱们能够运用人工智能发明新的生物东西，这将十分有用但也需求很长的时刻......比方运用生物机器人从水中提取微塑料或制作新药物。”
此外，研讨团队还从异形机器人中看到了再生医学的远景，这是处理伤口损害、出世缺点甚至霸占癌症和变老的办法之一。
来历|科技日报、调查者、新智元、机器之心、揭露材料
本期修改刘雪莹