您的位置:健康头条网要闻正文

全球首个活体机器人诞生100%青蛙基因遭损坏时可自愈

2020-01-24 13:55:39 作者:克瑞美

原标题:全球首个活体机器人诞生:100%青蛙基因,遭损坏时可自愈

你能幻想机器人有生命吗?

北京时刻1月14日清晨,全球尖端期刊《美国科学院院报》(PNAS)宣布了一项最新重磅研讨:美国科学家运用从青蛙胚胎中提取的活细胞,发明出了第一个毫米级“活体可编程机器人”(以下称为“活体机器人”,英文为 Xenobots)。

简略来说,“活体机器人”是一种由 100% 青蛙细胞所发明出的新生命个别——非金属非机械结构、非单细胞生物体,是一种新的活体可编程生物。

该“机器人”具有两个“短腿”,并能依托自主力气朝方针移动。最为要害的一点,由于它们是“活体机器人”,即使被损坏或撕裂,也能自行仿制和修正。

本项研讨由佛蒙特大学(UVM)核算机科学系教授约书亚·邦加(Joshua Bongard)的团队主导,在 UVM 的超级核算机上规划,然后再由美国塔夫茨大学的生物学家拼装和测验,是一次跨“核算机+生物”范畴的完美协作。

约书亚·邦加(Joshua Bongard)

本篇论文的一起作者,塔夫茨大学再生与发育生物学中心的负责人迈克尔·莱文(Michael Levin)以为,从基因安排上来看,Xenobots 活体机器人的实质是青蛙——它 100% 由青蛙的 DNA 组成,可是,它们却不是青蛙,而是机器人。

迈克尔·莱文(Michael Levin)

迈克尔·莱文标明,“构建活体机器人,是人类破解‘形状学代码’的一小步。异种机器人为咱们供给更深入了解生物全体安排方法的样本,协助咱们了解它们(青蛙细胞)是怎么依据其(形状学代码范畴)前史和环境来核算和存储信息的。”

美国科技网站 Wired 则描述该研讨称:“(它们是)一种令人毛骨悚然的新式可编程生物”。

假如说,曩昔五十年,机器人职业是从无到有的话,今日 PNAS 宣布的这项研讨则意味着:活体机器人不再是想象与科幻,它们将在未来成为实际。而且,在人类的辅导下,未来活体机器人或许能在某种意义上,像实在的生物相同适应环境。

活体机器人反面的故事:“核算机+生物”完美跨界协作

现在你所看到的许多科学技能,都是在加工钢铁、混凝土、化学药品和塑料的基础上完结,而这些资料会跟着时刻的消逝而降解,也或许发生有害的生态和健康副作用。

组成资料的运用比日子资料愈加广泛,由于前者更易于规划、制作和保护。逝世的细胞更易于从头规划以满意其他需求。比如说,书的原资料是木头,但你不能说一棵树就能制作成一本书。

因而,将自我更新和生物相容性资料、也便是相似活细胞的资料,运用到科学技能中,将是有用的和有用的。在这其间,生命体系自身是抱负资料的候选者。

而这个“活体机器人“,便是日子资料运用的最佳实践者。研讨人员从非洲爪蛙(Xenopus laevis)胚胎干细胞中分解,分红心脏细胞(缩短细胞)和表皮细胞(被迫细胞)两部单个细胞,然后进行孵育。

左面顶部绿色部分是被迫细胞,而红、绿替换的部分便是自动细胞(图片来历于:Inverse)

为了让活体机器人能够依照科学家指定的方法移动,研讨团队在 UVM VVAC 的 Deep Green 超级核算机集群进步行了数月的处理,并运用了一种进化算法,为新的生命方式创立了数千个候选规划。为了完结科学家分配的使命(例如在一个方向上移动),核算机一遍又一遍地将数百个模仿细胞从头拼装成无数种形状。

左面便是进化算法所创立的候选规划,右边是模型与细胞的结合

然后再将非洲爪蛙单个表皮细胞和心肌细胞进行结合,并运用 Deep Green 规划出来的最佳模型,运用细小的镊子和均匀的电极,将细胞切开并在显微镜下连接成核算机指定规划的近似值,不断测验与试验,发明出全球首个 “活体机器人”。

这是有史以来第一次“彻底从头开始规划彻底生物的机器”,100% 由青蛙细胞发明出的一种新生命体。

假如说,之前的机器人规划都是运用机械结构构成的话,这一新的研讨,将细胞拼装成自然界中从未见过的身体形状,进行协同作业。这将会是人类前史上一次惊人的研讨发现。

除了算法以外,科研人员让分解出的心脏缩短细胞,在核算机的规划辅导下,发明出有序的向前运动,使机器人得以持续前进。

在试验过程中,研讨人员还发现了别的一个实际:这个“活体机器人”能够在水性介质中移动,而且能够转圈。

后来的测验标明,这个不同于金属、塑料机器人的活体机器人是彻底可生物降解的,也具有自我修正才能的。

本篇论文的作者也介绍说:“咱们把机器人切成了两半,成果它不仅能把自己缝合起来,这以后还能持续活动。”

风趣的是,假如你运用显微镜将斑驳轻拍到其反面,将这个机器人翻转过来,它就像翻过的乌龟相同躺在那里,一动不动。

这一切形状,与人的表达无异,堪称是机器人范畴的“异星觉悟“。

不知道国际的品德冲击

虽然上文短短几百字将“活体机器人“这项技能解说出来,但实际上,这项研讨需求许多技能难点需求战胜,也有很大的不知道危险。

许多人忧虑,快速的技能革新和杂乱的生物操作,会带来不良的影响。在该论文宣布之后,有国外的网友评论称,“请不要把它(活体机器人)植入到体内”,“很简单形成代替和暗算”等等。

该篇论文一起作者山姆·克里格曼(Sam Kriegman)以为,相似的“活体机器人”未来变体将有很大的或许性具有神经体系和认知才能。针对上文所说到的品德问题,他也以为,在发现这类机器人后,方针制定者也能针对性地定制最佳举动计划,“任何一个人都应该做各种不同的工作,(咱们)只是在探究,而(其他人)需求细心考虑其行为的品德结果和影响。”

斯坦福大学法学教授,生物医学品德学研讨中心辅导委员会主席汉克·格里利(Hank Greely)赞同该说法,并标明,虽然当时的研讨远没有发明出相似人类的东西,但他们仍应紧记这样的品德学问题,也需求全社会来重视而且优化品德计划。

其他研讨者们以为,活体机器人的特性则展现了其未来无限的或许性。它们能够被用来整理海洋中的微塑料污染,定位和消化有毒物质,或许进入人体血管,精准运送药物、铲除动脉壁上的斑块等,这些都是活体机器人的落地规模。

麻省理工学院(MIT)核算机科学和人工智能试验室(CSAIL)主任 Daniela Rus 也曾指出,技能带来的负面影响,其实跟 AI 技能的联系并不大,而是与人类的操控有关。

不论评论怎么,这并不阻碍咱们对活体机器人的重视,以及对未来科幻期望实际落地的主意。

转载来历:钛媒体

责任编辑:

“如果发现本网站发布的资讯影响到您的版权,可以联系本站!同时欢迎来本站投稿!