全球首個「活體機械人」被發現學會自我繁殖

美國科學家團隊去年通過提取非洲爪蟾的幹細胞,創造出史上首個「活體機械人」Xenobots。如今,他們震驚地發現它能夠進行自我繁殖了,而且是以一種全新的生物繁殖方式。

美國佛蒙特大學、塔夫茨大學和哈佛大學威斯研究院的研究人員11月29日在《美國科學院院報》(PNAS)上發表論文,展示Xenobot自我繁殖的方式。Xenobots最初是一個由大約3000個細胞組成的球體,可以繁殖,但會很快消亡。為了使其繁殖更高效,研究人員借助人工智能測試了數十億種體型,最終將Xenobots母體確定為「C形」,外觀酷似80年代的電子遊戲「食鬼」的角色Pac-Man。

綜合美國有線電視新聞網、《衛報》、《每日郵報》報道稱,這種「異形機械人」不同於傳統意義上的機械裝置機械人,其本質仍是生物體,用非洲爪蟾胚胎中提取的幹細胞培植而成,長度不到1毫米,但比微生物大得多。起初,這種機械人無法實現「系統性繁殖」,後來研究人員發現,球形Xenobot在特殊情況下偶爾會通過「動力複製」方式繁殖,即將大量細胞聚集在一起形成新個體。這種現象以往只會出現在分子層面,人類從未在細胞或生物體層面觀察到這種繁殖方式。研究人員隨後利用人工智能(AI)程序測試了數十億種體型,包括三角形、正方形、星形等,並在幾個月後設計出如同Pac-Man的「C形」Xenobot。這種機械人的繁殖效率明顯高於球形機械人。

「C形」Xenobot能夠在培養皿中找到微小的幹細胞並將數百個幹細胞聚集在「嘴(指C型的缺口)」裏,幾天後這組幹細胞就會「吐出」新Xenobot活體機械人,並重複這種繁殖行為。

塔夫茨大學生物學教授萊文(Michael Levin)表示,他對這種狀況深感震驚,雖然青蛙本身具有繁殖方式,但是處於新環境之中的幹細胞顯然也「想出」了一種新的繁殖方法。

據報道,去年初美國研究人員首次公布Xenobots的存在時,很多人就擔心這種機械人會成為人造怪物,目前得知它們已學會自我繁殖,公眾疑慮更深。研究人員則回應謂,這些機械人目前都被嚴格控制在實驗室內部,且能夠生物降解,銷毀起來很容易。

Xenobot目前還沒有實際用途,但研究人員表示這種將分子生物學與AI技術相結合的模式具有很大發展潛力,可以用於製造更先進的生物工具,例如能夠從海洋中回收微塑膠顆粒的生物機械人等。此外,「活體機械人」在醫療領域應用前景廣闊。一些藍圖將Xenobot設計為帶有中空結構的個體,可以攜帶微小物體到人體內部的指定位置,有望實現精準釋放藥物,而不損傷健康組織。

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