全球首个可自我繁殖活体机器人问世

数十亿年来，生物体为了延续生命，已经进化出多种繁衍方式。近日，美国佛蒙特大学和塔夫茨大学的研究团队发现了一种全新的生物繁殖方式，并利用这一发现创造了有史以来第一个可自我繁殖的活体机器人——Xenobots 3.0，未来或可为外伤、先天缺陷、癌症、衰老等提供更直接、更个性化的药物治疗。研究结果发表在29日《美国国家科学院院刊》上。

视频来源：美国佛蒙特大学Youtube官方账号；制作：张佳欣 张爽

去年，该研究团队用非洲爪蟾早期胚胎中的皮肤和心脏细胞组装成一种全新的生命形式，创造出全球首个活体机器人“Xenobots（异种机器人）”。它们可在耗尽能量之前独立移动约一周，同时可自我修复并自然分解。今年3月，Xenobots 2.0活体机器人问世，其能够使用像头发一样的纤毛“腿”自行推进，在一个表面上快速移动。此外，它还有记录信息的能力。

此次全新升级的Xenobots 3.0仅有毫米宽度，既不是传统的机器人，也不是一种动物，而是活的、可编程的有机体。

研究人员发现，如果将足够多的异种机器人放置在培养皿中彼此靠近，它们会聚集并开始将其他漂浮在溶液中的单个干细胞堆叠起来。于是，多达数百个干细胞在它们如同吃豆人形状的“嘴”中组装了“婴儿”异种机器人。几天后，这些“婴儿”就会变成外观和动作都跟母体一样的新异种机器人。然后这些新的Xenobots可再次出去寻找细胞，并建立自己的“副本”，就这样周而复始，不断复制。

AI设计的吃豆人形状的“母体”生物（红色），旁边是被压缩成球状的干细胞——“后代”（绿色）。图片来源：道格拉斯•布莱克斯顿和山姆·克雷格曼

该研究主要作者、美国佛蒙特大学计算机科学和机器人学教授乔什·邦加德说，异种机器人最初是球形的，由大约3000个细胞组成。分子水平上的动力学复制是众所周知的，但以前从未在整个细胞或生物体的水平上观察到过，而此次Xenobots 3.0的复制正是运用了这一机制。

Xenobots 3.0的设计团队（左起）：乔西·邦加德，佛蒙特大学；迈克尔·莱辛，塔夫茨大学和哈佛大学Wyss研究所；道格拉斯•布莱克斯顿，塔夫茨大学；山姆·克雷格曼，塔夫茨大学和哈佛大学Wyss研究所。图片来源：塔夫茨大学

邦加德介绍说，为了让异种机器人在此类复制中更有效，研究人员利用人工智能技术测试了数十亿种体型，最终塑造出类似吃豆人一样的C形状，这种形状能够在培养皿中找到微小的干细胞，聚集并完成复制。

虽然自我繁殖的生物技术用途令人担忧，但研究人员表示，这些机器人完全被封装在实验室中，是可生物降解的，很容易被消灭，并经过了美国联邦、州和机构各级伦理专家的审查。

邦加德表示，这种分子生物学和人工智能技术结合的成果或可用于人体和环境中的许多任务，例如收集海洋中的微塑料、检查根系和再生医学等。