全球首个用细胞做成的活体机器人，已经诞生了。

不是设想，不是科幻，是实实在在登上顶级期刊的科学研究。



1月14日，顶级期刊《美国科学院院报》(PNAS)最新发表的惊人研究，来自美国佛蒙特大学和塔弗茨大学团队，使用非洲爪蟾早期胚胎中的皮肤细胞和心脏细胞，创造出了首个活体机器人“xenobots（异种机器人）”。



在显微镜下，这些小小的“肉团”在液体中忙个不停，时而向前，时而往后，时而转圈圈。只要往其中滴入一些细胞碎屑，它们就会将碎屑聚拢成一堆。如果在某个小“肉团”的背上轻弹一下，它就会立即躺倒，像只四脚朝天的乌龟。



研究者认为这样的活体机器人或能帮助人类寻找放射性污染、清理海洋中的塑料污染，以及清除人类动脉的斑块。

但这个机器人的出现，着实引发了许多人的恐慌。

表示担心和害怕的网友评论：

人类是不是就是这样被创造出来的……

T800可以换肤了。

低智能生物在成群结队时可以表现出很高的智能比如蚂蚁、企鹅、鸽子。

新型人工制品：一种活的可编程生物

xenobots 的大小只有几毫米，能按照计算机程序设计的路线移动，还能负载一定的重量。

与传统机器人不同，xenobots 不是由金属、混凝土或塑料制成，而是 100% 由青蛙细胞创造出的一种新生命体。它们是一种新的人工作制品：一种活的可编程生物。

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未来的某一天，它们可以被用于各种任务，例如寻找放射性污染、在海洋中收集微塑料或者在人的动脉中刮擦斑块。

100% 青蛙基因组成活体机器人

研究人员从非洲爪蛙（Xenopus laevis）胚胎干细胞中分化，分成心脏细胞（收缩细胞）和表皮细胞（被动细胞）两部单个细胞，然后进行孵育。

[caption id="attachment_49817" align="aligncenter" width="616"] 左边顶部绿色部分是被动细胞，而红、绿交替的部分便是主动细胞（图片来自：Inverse）[/caption]

为了让活体机器人可以按照科学家指定的方式移动，研究团队在 UVM VVAC 的 Deep Green 超级计算机集群上进行了数月的处理，并使用了一种进化算法，为新的生命形式创建了数千个候选设计。为了完成科学家分配的任务（例如在一个方向上移动），计算机一遍又一遍地将数百个模拟细胞重新组装成无数种形态。

[caption id="attachment_49818" align="aligncenter" width="616"] 左边就是进化算法所创建的候选设计，右边是模型与细胞的结合[/caption]

而后再将非洲爪蛙单个表皮细胞和心肌细胞进行结合，并利用 Deep Green 设计出来的最佳模型，使用微小的镊子和均匀的电极，将细胞切割并在显微镜下连接成计算机指定设计的近似值，不断尝试与实验，创造出全球首个 “活体机器人”。

这是有史以来第一次“完全从头开始设计完全生物的机器”，100% 由青蛙细胞创造出的一种新生命体。

被切成两半，还能自愈

这些毫米级的“活体机器人”（xenobots）可以朝目标移动，也可以携带一个有效载荷（例如需要运送到患者体内特定位置的药物）。

论文通讯作者Joshua Bongard介绍：我们把机器人切成了两半，结果它不仅能把自己缝合起来，其后还能继续活动。

[caption id="attachment_49819" align="aligncenter" width="640"] 被切开后，快速自愈[/caption]

如果研究人员将这个机器人翻转过来，它就像乌龟翻了个个儿背朝下，会失去移动能力。

[caption id="attachment_49820" align="aligncenter" width="640"] 背部朝下则无法移动，可见移动是源于设计[/caption]

这一切形态，与人的表达无异，堪称是机器人领域的“异星觉醒“。

可降解、无污染

UVM的计算机科学与复杂系统中心系教授Bongard说：“这是朝着使用计算机设计的生物体进行智能药物输送迈出的一步。”

传统金属或塑料原材料制成的机器人虽然更加强大或者灵活，但同时也会影响生态和人类的健康。

Bongard说：“活组织的缺点是它薄弱并且会降解，但是生物体不断再生衍进已经有了45亿年的时间经验，生物体的死亡通常是无害的。”



这种机器人是完全可降解的，当它们完成七天的工作使命后，只是一些死了的皮肤细胞而已。

xenobots的未来

这项计划的最终目标是将这些小型活体机器人规模化，用哺乳动物的细胞创造出可能有血管、神经系统、感觉细胞、眼睛的Xenobots。

当被问及这种药物递送方式会不会引发人体免疫反应时，研究人员表示，如果能够实现用患者自己的细胞制造机器人，这项技术才有望真正用于药物递送了。

佛蒙特大学博士生、研究者之一的山姆·克雷格曼（Sam Kriegman）称，这项计划面临伦理问题，将交由社会和决策者决定下一步怎么做。