如果用青蛙細(xì)胞制成活體機器人的想法對您來說還不夠奇怪，那么用青蛙細(xì)胞制成具有繁殖能力的活體機器人的想法怎么樣？這些首創(chuàng)的異種機器人不僅是現(xiàn)代生物工程的奇跡，可以為再生醫(yī)學(xué)帶來令人興奮的可能性，而且它們還代表了一種科學(xué)中從未觀察到的生物繁殖類型。

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據(jù)悉，這些新型機器人建立在去年的研究基礎(chǔ)上，來自佛蒙特大學(xué)（UVM）、塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)的科學(xué)家利用從非洲爪蟾采集的細(xì)胞開發(fā)了活體機器人。這些機器人由超級計算機設(shè)計并手工組裝，依靠儲存的胚胎能量在培養(yǎng)皿中游動，根據(jù)其設(shè)計執(zhí)行不同的任務(wù)，包括在其環(huán)境中推動材料，甚至用松散的細(xì)胞形成復(fù)制品。

該研究的第一作者薩姆·克里格曼（Sam Kriegman）說：“它們可以產(chǎn)生嬰兒，但隨后系統(tǒng)通常會死亡?！?“保持系統(tǒng)的復(fù)制實際上非常困難?！?

為了賦予Xenobots 這種能力，科學(xué)家們再次求助于基于超級計算機的進化算法來測試數(shù)十億種不同的潛在體型。其中包括三角形、正方形、金字塔和海星，目標(biāo)是找到一種設(shè)計，使Xenobot 能夠執(zhí)行研究人員所說的基于運動的“運動復(fù)制”。

這種現(xiàn)象已經(jīng)在分子水平上被觀察到，分子通過移動并與其他構(gòu)建塊結(jié)合以形成自身的副本來進行復(fù)制。雖然這在整個細(xì)胞或有機體中從未見過，但超級計算機的設(shè)計可以產(chǎn)生能夠做到這一點的Xenobot。

“我們要求弗吉尼亞大學(xué)的超級計算機弄清楚如何調(diào)整最初父母的形狀，人工智能工作了幾個月，并想出了一些奇怪的設(shè)計，包括一個類似于吃豆人的設(shè)計，”克里格曼說。非常不直觀?？雌饋砗芎唵?，但這不是人類工程師能想出來的。為什么只有一張小嘴？為什么不是五個？我們將結(jié)果發(fā)送給Doug（合著者Douglas Blackiston）。你建造了這些吃豆人形狀的異種機器人父母，然后這些父母創(chuàng)造了孩子，孩子們創(chuàng)造了孫子，孫子創(chuàng)造了曾孫?！?

這些吃豆人形狀的異種機器人在盤子周圍游動，收集數(shù)百個單細(xì)胞并將它們組裝在嘴里形成嬰兒，這些嬰兒在幾天的時間里發(fā)育成外觀和動作都像它們的父母機器人的異種機器人。相同的。這些新的Xenobot 可以做同樣的事情，一次又一次地構(gòu)建自己的副本。

研究作者邁克爾·萊文（Michael Levin）說：“這很有意義，這些細(xì)胞具有青蛙的基因組，但擺脫了蝌蚪的限制，它們利用集體智慧（一種可塑性）來做一些事情令人震驚的事情。

科學(xué)家們指出，目前還沒有動物或植物能夠以這種方式進行繁殖，他們還相信新一代的Xenobots是研究自我復(fù)制系統(tǒng)的理想工具。雖然自我復(fù)制機器人的想法可能會引起一些擔(dān)憂，但該團隊指出，其實驗是在受控環(huán)境中進行的，很容易被撲滅。

人們希望這些類型的復(fù)制機器人能夠幫助人類更快地解決復(fù)雜的問題。這可能意味著開發(fā)機器來清除水道中的微塑料，開發(fā)新病毒的疫苗或治療各種疾病的藥物。

“如果我們最終弄清楚如何告訴細(xì)胞集合做我們希望它們做的事情，那就是再生醫(yī)學(xué)——這就是創(chuàng)傷、出生缺陷、癌癥和衰老的解決方案。所有這些不同的問題都在這里，因為我們不知道Xenobots 是一個新平臺，可以教我們?nèi)绾晤A(yù)測和控制哪些細(xì)胞群將建立，”Levin 說。