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美国科学家用青蛙干细胞打造首例“活体”机器人,可自我修复|硬科技

研究人员称,希望这些活体机器人能在人类体内输送药物、穿过人体动脉清除斑块,或是在海中去除有毒的塑料微粒。

图片来源:佛蒙特大学

记者 | 彭新

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美国研究人员以单个细胞为材料制造出一款“活体”机器人,这种可编程有机物可以向指定目标移动,被切开后还能自我修复。

关于研究员如何保持细胞存活,以及活体机器人研发过程的更多细节,研究团队已发表在《美国国家科学院院刊》上。

美国佛蒙特大学研究人员首先在一台超级计算机上运行一种进化算法,根据生物物理学法则模拟出一种有机体设计方案。随后,美国塔夫茨大学研究人员从非洲爪蟾的胚胎中提取干细胞并培育成皮肤细胞或心肌细胞,将其分割成单个细胞后,在显微镜下组装成与设计方案相近的结构。

马萨诸塞州塔夫茨大学生物学家迈克尔·莱文(Michael Levin)介绍称:“这种微型机器人的长度不到一毫米,是透过超级计算机的‘演化式算法’所设计,虽然体积很小,但最终计划是将它们按照比例缩放。”

佛蒙特大学计算机科学和机器人专家邦加德(Joshua Bongard)说,“这些都是新的活体机器人。它们既不是传统的机器人,也不是一般动物。它们是一种活体、可程序编写的生物体。”

研究显示,此前随机收缩的心肌细胞可有序、自主地向前运动,并在水性环境下运动数天或数周。进一步实验显示,这些“活体”机器人还能环形移动,共同将小球推至中心位置。研究人员将这些机器人从中切开,它们可以自主缝合起来继续工作,这是传统机器人无法实现的。

迈克尔·莱文(Michael Levin)进一步表示称,希望通过程序编写,让这些活体机器人能在人类体内输送药物、穿过人体动脉清除斑块,或是在海中去除有毒的塑料微粒。由于它们是活体机器人,因此若是损坏或撕裂,能自行复制和修复。

不过,制造“活体机器人”可能有道德风险,因为这类机器人的未来变体可能具有神经系统和认知能力。对此,牛津大学尤希罗实践伦理中心高级研究员托马斯·道格拉斯(Thomas Douglas)认为:“关于这些异种机器人的道德状况,存在着有趣的伦理学问题。他们将在什么时候才能称得上具有应受到利益保护的生物?我认为,只有当它们具有某种心理认知(例如体验疼痛的能力)的神经组织,它们才会具有道德上进行讨论的意义。”

“但是有些人在道德上的考虑更为宽泛,他们认为所有生物都具有应在道德上加以考虑的利益。对于这些人而言,关于这些异种机器人是否应归类为活物或机器,可能会出现棘手的问题。”他随后称。

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