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科学家造出首个活体细胞机器人,可编程,会自愈

2020年1月21日7:57 环球解密

    美国佛蒙特大学(University of Vermont)的研究者按照电脑设计把青蛙细胞组合成一种全新形态的机器人。这种机器人可以移动到指定地点、可以运送物体,从递送药物到清理毒素有着广阔的应用前景,标志着一个新兴的有着无限潜力的研究领域。

    它们是每个由500~1000个细胞组成的细胞团,可以自主在培养皿中移动,可以运输小物体,不用电池,受伤了还有自我修复功能。

    研究者之一佛蒙特大学的计算机科学家邦加(Joshua Bongard)说:“这些是全新的活体机器人。它们既不是传统机器人,也不是任何生物的一部分。它们是全新的人造物品:一种活的、可编程的生物。”

    研究人员借助超级计算机,利用特定算法设计青蛙心脏和皮肤的细胞组合方式。

    研究人员先分配一种希望得到的结果,比如有移动能力的机器人,这个算法将给出数千种可能的设计。从中淘汰掉最差的设计,选出看起来最好的设计,并进一步优化。

    设计确定后,研究人员提取一种非洲爪蛙胚胎的细胞,用微型钳子和电极将它们按照设计组合在一起。研究人员看到,造出的细胞团真的可以像电脑模拟的结果一样移动。皮肤细胞起到支架的作用,心脏细胞的收缩共同推动机器人的移动。

    这些生物机器人在液体环境中可存活一周左右,靠细胞原有的脂肪和蛋白质为动力,无需额外营养。

    为了减少移动阻力,其中一个设计的细胞团的中心留了个孔洞。结果研究人员发现这个洞顺便可以装载小物体,机器人的移动的同时也达到了运送物体的目的。实验结果也和电脑模拟的效果一致。

    研究人员称,尽管称这些机器人是“有生命”的,但这要看如何定义“生命”。它们没有生殖器官,不能繁殖。当养分耗尽后,这些细胞就是一团死亡的细胞。这意味着这种机器人是可降解的,这是相对现在的塑料或金属机器人的一个优势。

    研究者称,根据设计者的意图,这种机器人也可以被设计称“生化武器”。随着这个领域的发展,职业道德的规范也必须同步更新,并确保实施。

    当然已经有很多积极的潜在用途在等待开发,比如清除毒素、辐射污染、清理海洋塑料垃圾、清理动脉粥样硬化等。

    这份研究近期发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,研究团队也在网络代码库Github上公开了机器人设计算法的代码。

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