AI設(shè)計的吃豆人形狀的“母體”生物（紅色），旁邊是被壓縮成球狀的干細(xì)胞——“后代”（綠色）。

圖片來源：道格拉斯?布萊克斯頓和山姆·克雷格曼

科技日報實習(xí)記者 張佳欣

數(shù)十億年來，生物體為了延續(xù)生命，已經(jīng)進(jìn)化出多種繁衍方式。近日，美國佛蒙特大學(xué)和塔夫茨大學(xué)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種全新的生物繁殖方式，并利用這一發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造了有史以來第一個可自我繁殖的活體機(jī)器人——Xenobots 3.0，未來或可為外傷、先天缺陷、癌癥、衰老等提供更直接、更個性化的藥物治療。相關(guān)研究發(fā)表在29日的美國《國家科學(xué)院院刊》上。

去年，該研究團(tuán)隊用非洲爪蟾早期胚胎中的皮膚和心臟細(xì)胞組裝成一種全新的生命形式，創(chuàng)造出全球首個活體機(jī)器人“Xenobots”（異種機(jī)器人）。它們可在耗盡能量之前獨(dú)立移動約一周，可自我修復(fù)并自然分解。今年3月，Xenobots 2.0活體機(jī)器人問世，能夠使用像頭發(fā)一樣的纖毛“腿”自行推進(jìn)，在物體表面上快速移動。此外，它還有記錄信息的能力。

此次全新升級的Xenobots 3.0僅有毫米大小，既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是一種動物，而是活的、可編程的有機(jī)體。

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將足夠多的Xenobots放置在培養(yǎng)皿中彼此靠近，它們會聚集并將其他漂浮在溶液中的單個干細(xì)胞堆疊起來，用它們?nèi)缤远谷诵螤畹摹白臁睂⒏杉?xì)胞組裝成“嬰兒”Xenobots。幾天后，這些“嬰兒”就會變成外觀和動作都跟母體一樣的新Xenobots。然后這些新的Xenobots可再次出去尋找干細(xì)胞，并建立自己的“副本”，就這樣周而復(fù)始，不斷復(fù)制。

該研究主要作者、佛蒙特大學(xué)計算機(jī)科學(xué)教授和機(jī)器人學(xué)教授喬什·邦加德說，Xenobots最初是球形的，由大約3000個細(xì)胞組成。分子水平上的動力學(xué)復(fù)制是眾所周知的，但以前從未在整個細(xì)胞或生物體的水平上觀察到過，而此次Xenobots 3.0的復(fù)制正是運(yùn)用了這一機(jī)制。

邦加德介紹說，為了讓Xenobots在此類復(fù)制中更有效，研究人員利用人工智能技術(shù)測試了數(shù)十億種體型，最終塑造出類似吃豆人一樣的C形狀，這種形狀能夠在培養(yǎng)皿中找到微小的干細(xì)胞，聚集并完成復(fù)制。

雖然自我繁殖的生物技術(shù)前景令人擔(dān)憂，但研究人員表示，這些機(jī)器人完全被限制在實驗室中，是可生物降解的，很容易被消滅，并經(jīng)過了美國聯(lián)邦、州和機(jī)構(gòu)各級倫理專家的審查。

邦加德表示，這種分子生物學(xué)和人工智能技術(shù)結(jié)合的成果有望用于人體和環(huán)境方面的許多任務(wù)，例如收集海洋中的微塑料、檢查根系和再生醫(yī)學(xué)等。

Xenobots 3.0的設(shè)計團(tuán)隊（左起）：喬西·邦加德，佛蒙特大學(xué)；邁克爾·萊辛，塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)Wyss研究所；道格拉斯?布萊克斯頓，塔夫茨大學(xué)；山姆·克雷格曼，塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)Wyss研究所。

圖片來源：塔夫茨大學(xué)

總編輯圈點(diǎn)：

瞧，這已經(jīng)是Xenobots 3.0了。從去年誕生到現(xiàn)在，兩年升級了兩次，科學(xué)家的創(chuàng)新效率堪比互聯(lián)網(wǎng)大廠。這種活體機(jī)器人能獨(dú)立快速移動，現(xiàn)在還學(xué)會了自我繁殖。它們會自己出去尋找細(xì)胞，還能通過細(xì)胞組裝復(fù)制自己。當(dāng)然它們也不能繁殖得過于瘋狂，否則也令人擔(dān)憂。第三代機(jī)器人的這種能力，也叫人自然而然想到兩個關(guān)鍵詞：再生和修復(fù)。在人類醫(yī)學(xué)上這種機(jī)器人也頗有大展拳腳的潛力。期待看到更多更新版本的它們。

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