首个活体机器人诞生（转）

昧思居主

首个活体机器人诞生：青蛙细胞生成，超级计算机设计

2020-01-14 12:55:09    创事记 微博 作者： 量子位    我有话说([color=#b6cc !important]3955人参与)

　　欢迎关注“创事记”微信订阅号：sinachuangshiji

　　文/鱼羊 十三

　　来源：量子位 报道 | 公众号 QbitAI

　　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。

　　而且不用金属、塑料打造，采用青蛙表皮细胞和心脏细胞重组。

　　这就是顶级期刊《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。

　　论文通讯作者约书亚·邦加（Joshua Bongard）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（Michael Levin）也表示：

这是全新的生命形式。它们从未在地球上出现过。

　　这些机器人，被命名为Xenobots。

　　研究者认为，其在水性介质中行动的特性，展示了未来无限的可能性：清理海洋中的微塑料污染，作为可生物降解的药物输送机器人等等。

　　但当它被展示在大众面前时，立即引起了许多人的恐慌。

　　是的，有科幻电影《异形》、《异星觉醒》内味了。网友纷纷表示：吓死我了。

　　外媒《连线》则用四个字来形容：毛骨悚然。

　　活体机器人，到底是怎么一回事？

　　Xenobots：首个活体机器人

　　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（收缩细胞）和表皮细胞（被动细胞）的结合。

　　结合的依据，是佛蒙特大学的超级计算机集群Deep Green设计出来的模型。

　　研究人员在这个具有20000台笔记本电脑计算能力的集群上演算了一种进化算法。

　　在反复试验当中，用类似自然选择的方式，将性能较差的模型设计剔除。

　　代码已开源，地址见文末

　　这两种细胞都是研究人员从爪蛙胚胎干细胞中分化得到的。

　　研究人员先将胚胎细胞切开。

　　细胞被切开的两个部分，单独进行培养。

　　而后将二者慢慢进行重建。

　　最后，按照超级计算机模拟出来的设计，用镊子和电极对这个重塑的细胞进行“雕琢”。

　　所重塑的细胞形状各异，有的是楔形，有的是拱形。

　　在下图中，顶部的绿色部分是被动细胞，而底部红、绿交替的部分便是主动细胞。

　　△绿色为表皮细胞，红色为心脏细胞

　　通过心脏细胞产生的收缩，Xenobot能在水性介质中移动。

　　△已调整为8倍速

　　不单单能直线行进，也能转圈圈。

　　不同于金属、塑料打造的机器人，Xenobot是完全可生物降解的。

　　并且，它还具有自我修复能力。

　　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。

　　有趣的是，如果你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。

　　计算机+生物，跨界合作

　　这项研究由佛蒙特大学计算机科学系教授约书亚·邦加的团队主导。

　　论文一作是山姆·克里格曼。佛蒙特大学博士研究生，致力于进化机器人的研究。

△山姆·克里格曼（Sam Kriegman）

　　通讯作者约书亚·邦加教授博士毕业于苏黎世大学，现在是佛蒙特大学计算机科学系教授，形态演化与认知实验室负责人，研究重点是进化机器人技术，进化计算和物理模拟。

△约书亚·邦加（Josh Bongard）

　　而组装机器人的工作，主要由塔夫茨大学生物系教授迈克尔·莱文团队完成。

△迈克尔·莱文（Michael Levin）

　　异星觉醒？

　　研究者们认为，Xenobot的特性展示了其未来无限的可能性。它们可以被用来清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物质，或者进入人体血管，精准输送药物、清楚动脉壁上的斑块等等。

　　但或许，这样的一个“异形”机器人，会让你想起科幻电影《异星觉醒》：一个单细胞就能毁天灭地。

　　已经有网友表示受到了惊吓：

　　论文一作山姆·克里格曼（Sam Kriegman）坦承，这项研究带来了新的道德问题：这类机器人的未来变体可能具有神经系统和认知能力。

我认为重要的是，这项研究是公开的，社会可以对其进行讨论，政策制定者也能有针对性地指定最佳行动方案。

　　论文的另一位作者，塔夫茨大学教授迈克尔·莱文（Michael Levin）也指出，这种恐惧并非不合理。但他认为，他们的工作是在帮助人们更好地理解这类系统。

这项研究正是对人们所担忧的事情的直接贡献。

　　你怎么看呢？

　　传送门

　　论文地址：

　　https：//www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1910837117

　　Github项目：

　　https：//github.com/skriegman/reconfigurable_organisms

　　参考链接：

　　https：//www.wired.com/story/xenobot/

　　https：//www.inverse.com/article/62220-scientists-create-living-machine

　　https：//www.cnet.com/news/tiny-living-robots-made-from-frog-cells-could-soon-swim-inside-your-body/#ftag=CADf328eec

　　https：//www.theguardian.com/science/2020/jan/13/scientists-use-stem-cells-from-frogs-to-build-first-living-robots？utm_term=Autofeed&CMP=twt_gu&utm_medium=&utm_source=Twitter#Echobox=157