可自愈活體編程機器人|全新醫療方式,亦或現實版《異星覺醒》?

1月14日,由美國佛蒙特大學和塔弗茨大學團隊在頂級學術期刊《美國科學院院報》(PNAS)上發表的一篇文章“A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms”,引起業界譁然。該研究團隊宣佈:它們創造了全球首個用細胞做成的活體機器人,它們把這些活的,可編程的,並且具有自我修復功能的機器人命名為Xenobots。

可自愈活體編程機器人|全新醫療方式,亦或現實版《異星覺醒》?

Xenobots是採用青蛙表皮細胞和心臟細胞重組的,可以在水性介質中行動,是一種從未在地球上出現過的全新的生命形式。這一研究,也讓人想起了2017年的熱播電影《異星覺醒》以及系列電影《終結者》。很多網友看到這個科學研究報道後後,不禁表示:“What are you 弄啥咧?!”

可自愈活體編程機器人|全新醫療方式,亦或現實版《異星覺醒》?

《異星覺醒》海報

如今,這不是科幻電影,也不是小說情節,而是真切切出現在現實的科學研究中。不過,不同於《異星覺醒》中的火星生命體,Xenobots尚未具有神經系統和認知能力

Xenobots誕生記

Xenobots由非洲爪蛙心臟細胞(收縮細胞)和表皮細胞(被動細胞)結合而成,總長度不到1毫米。這項研究由佛蒙特大學(UVM)計算機科學系教授約書亞·邦加(Joshua Bongard)團隊主導,依據佛蒙特大學的超級計算機集群Deep Green設計出來的模型,然後由塔夫茨大學生物系教授邁克爾·萊文團隊進行機器人的組裝。這是一次跨“計算機+生物”領域的完美合作。

Xenobots的誕生:

從爪蛙胚胎幹細胞中分化得到的心臟細胞和表皮細胞;

將兩種細胞單獨培養後,將二者慢慢進行重建;

在超級計算能力超強的集群上,用類似自然選擇的方式,演算進化算法;

按照模擬出來的算法設計,對這個重塑的細胞進行“雕琢”。

(代碼已開源,可在Github上查看)

應用前景與擔憂:

大多數技術是由鋼鐵、混凝土、化學制品和塑料製成的,隨著時間的推移會降解,併產生有害的生態和健康副作用。因此,利用自我更新和生物相容的材料來建造技術是有用的,理想的候選材料是生命系統本身。Xenobots就是這樣一種可完全可生物降解的新材料。

通過心臟細胞產生的收縮,Xenobot能在水性介質中移動(直線行進,或者轉圈圈)。並且它還具有自我修復能力,即便被損壞或撕裂,也能自行復制和修復,然後繼續活動。

可自愈活體編程機器人|全新醫療方式,亦或現實版《異星覺醒》?

Xenobot能在水性介質中移動

可自愈活體編程機器人|全新醫療方式,亦或現實版《異星覺醒》?

Xenobot具有自我修復能力

這些特性使它們未來有被應用於清理海洋中的微塑料汙染,定位和消化有毒物質,或者作為可生物降解的藥物輸送機器人進入人體血管,精準輸送藥物、清除動脈壁上的斑塊等。

但是一旦未來技術發展,使這些活體機器人具有神經系統和認知能力,很可能會帶來新的道德問題

。 但不可否認何,AI在醫學領域的應用已經開始逐一落地,包括腦癌,乳腺癌,眼科疾病的診斷等等。這是一個萬物可編程的時代,活體機器人也不再是科幻片的專屬,它們將在未來成為現實。 但技術帶來的負面影響,其實跟 AI 技術的關係並不大,而是與人類的控制有關。希望在人類的指導下,類似《終結者》的機器人掌控世界的毀滅性災難不會真的出現,更希望新的技術可以給我們帶來醫療領域的全新飛躍。


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