克隆已經不能讓我們滿足了，人類正在嘗試直接用生物細胞製造出軟體「機器人」，而且還成功了。近日，全球首
迄今為止，人們創造出的大多數「機器」都是由金屬、塑料、混凝土等材料製造的。但對於很多工作來說，由生物體進行造物或許才是最好的方法。例如，將藥物精準釋放在人體的特定位置而不損傷健康的組織。近日，美國佛蒙特大學的研究者使用進化算法研製了一種名為「Xenobot」的生物機器人。它由生物細胞構成，可進行編程修改、自由移動，即使被切開也能夠自動癒合。以下是 Xenobot 生物機器人的效果展示：
顯微鏡下正在緩慢移動的 Xenobot。
Xenobots 能夠集體行動（轉圈圈）。
Xenobot 能夠推動外部對象。
Xenobot 在被切開後還能夠自動修復。雖然形態還很原始，尺寸也很小，但 Xenobot 已經向我們展示了科幻電影裡「生物機器人」該有的所有功能，除了自我複製。據悉，設計可編程器官的代碼已經開源。
論文地址：
https://www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1910837117開源地址：
https://github.com/skriegman/reconfigurable_organisms用進化算法進行設計研究者表示，設計這種生物機器人使用了人工智能領域的進化算法。
使用 AI 設計和組裝可編程器官的過程。首先，研究者會定義一個行為目標（如最大化的移動），並提供兩種構建塊（紅色：可收縮的細胞，以及青藍色：被動細胞）。紅色的構建塊通過生物方式完成活體機器人必要的功能（如移動等）。只有將這兩種細胞通過特定的設計有機結合起來，才能做成一個功能正常的生物機器人。整個設計機器人的過程是使用進化算法進行控制的。這一進化算法的目標是用來發現各種能夠將兩種構建塊組合起來的方法，使其能夠達到行為目標。這一算法在開始有隨機的樣本量，然後每種設計都會放在虛擬物理環境下進行模型，並自動被打分。表現不好的設計被刪除，由表現更好的設計的隨機改造副本代替。這一過程被重複多次，用於生成性能更好的、各種各樣的設計。進化算法在佛蒙特大學先進計算中心的 Deep Green 超級計算集群上進行了數月的處理，為新的生命形式創建了數千個候選設計。
使用進化算法進行設計、物理模擬和打分的過程圖示。當然，虛擬物理環境和目標物理環境有很大的不同，因此這些設計都會經過一個魯棒性過濾器，過濾掉那些在噪聲中不能夠保留要求行為的設計。保留下來的設計會再經過一個 build 過濾器，這個過濾器會移除那些無法通過現有的方法構建，或者沒有對未來更復雜任務有擴展性的設計。從幹細胞到生物機器人通過了 build 過濾器的設計會被用於建立活體組織。具體流程如下：構建 Xenobot 的第一步是：顯微注射受精的非洲爪哇胚胎（直徑 1.15-1.2 毫米）。
第二步：在 14°C 條件下培養 24 小時後，用顯微手術鉗子取出每個胚胎的卵黃膜。
第三步：使用顯微鉗取出每個胚胎的動物帽（animal cap），然後在離解媒質中培養 10 分鐘。
第四步：將離解內細胞與外細胞分離。
第五步：輕輕攪動剩餘組織，以更好地進行離解。
第六步：大量的細胞轉化為瓊脂糖壁（agarose well），使得細胞再聚合。
第七、八步：重新粘附時細胞集合體逐漸壓縮，然後在 14°C 條件繼續培養兩天。
第九步：使用微燒灼設備調整 Xenobot 的形狀。
最後一步：使用顯微手術鉗確定最後的造型。
最後的產物是一個活體的，和設計在三維結構類似的活體機器人。這種機器人在沒有額外營養的情況下能自我移動，在水狀環境中探索數天到數週時間。
細胞分裂
按照設計設計出來的活體機器人形態和運動軌跡。這種設計出來的機器人有什麼樣的功能和特性？研究團隊表示，它們能夠自我移動、探索、協作，哪怕被切開也能夠自動癒合。驚人的是，這些生物機器人還展現出了協同能力，如共同繞圈、推動物體移動。
這種生物機器人移動時留下的軌跡一覽。這些簡單的細胞機器人展示出了驚人的複雜行為特性。一些設計中可以看到，這些機器人是有中空結構的，這意味著他們可以攜帶一些物體（如藥物）到指定區域。
這些生物機器人的特性和功能無疑在醫療、生物學、化學等領域有很高的研究價值和前景。研究團隊——主要作者有計算機科學背景Xenobot 的研究登上了最新一期的美國國家科學院期刊 PNAS。製造出首個「活體機器人」的科研團隊，來自美國佛蒙特大學（the University of Vermont）和塔夫斯大學。第一作者 Sam Kriegman 是佛蒙特大學計算機科學院的一名在讀博士，他的導師則是計算機科學院的 Josh Bongard。
佛蒙特大學教授 Josh Bongard。Xenobot 研究的發佈，吸引了眾多科技媒體報道，人們對於這種全新類型的機器議論紛紛：異形的時代快來臨了，我需要害怕了嗎？
這些微小的「機器」或許會在未來成為我們身體的一部分。
