全球首例！科学家用超级计算机和剥开的青蛙干细胞，造出了可编程的“活体”机器人

全球首个用细胞做成的活体机器人诞生了！

科学家利用青蛙的干细胞创造了世界上第一个活生生的、可以自我修复的机器人。

一个四条腿的Xenobots，不到一毫米宽，由青蛙干细胞制造而成

以非洲爪蛙（Xenopus laevis）命名的生物机器人Xenobots，是由科学家提取青蛙干细胞做成的：这些机器人的宽度小于一毫米，可以进入人体内部。它们可以移动，也可以在液体中“游泳”，它们可以在没有食物的情况下生存数周，并形成“小组”一起工作。

佛蒙特大学（University of Vermont）与塔夫茨大学（Tufts University）的研究人员共同进行了这项研究。他们说，这些Xenobots是“全新的生命形式”。研究作者约书亚·邦加（Joshua Bongard）说：“它们既不是传统的机器人，也不是已知的生物物种。这是一种有生命、可编程的有机体。”

Xenobots是怎么制造出来的？

干细胞是具有发育成不同细胞类型能力的非专用细胞。简单来讲，它是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。

研究人员从青蛙胚胎中刮取了活的干细胞，并把它们放在合适的环境中孵育。然后，这些细胞被切割，并根据由佛蒙特大学的超级计算机集群Deep Green设计出来的特定“身体形态”来进行整合——这种形式“在自然界中从未出现过”。

干细胞被切割

干细胞进行重组

使用电极按照超级计算机给出的模型对细胞进行调整

经过培养，新建立的细胞就可以开始独立工作了：分化出来的皮肤细胞形成了外部结构，而心肌细胞则让机器人自行移动。

超级计算机设计出的各种生物结构模型

Xenobots的诞生意味着什么？

Xenobots机器人甚至具有自我修复能力；当科学家切开一个机器人时，它能够自行愈合，并保持移动的能力。

Xenobots机器人看起来不像传统的机器人，它们没有闪亮的齿轮或机械臂。相反，它们看起来更像一小块移动的粉红色肉。研究人员说，这是故意为之——这种“生物机器人”可以实现钢铁和塑料等经典的机器人所不能达到的目标。

在2020年1月13日出版的《国家科学院学报》（the Proceedings of the National Academy of Sciences）上，研究人员发表了一份研究报告说，传统机器人“会随着时间的推移而退化，并会对生态和健康产生副作用”。该研究称，作为生物机器人的Xenobots更加环保、对人类健康更安全。

根据这项研究，这些异种机器人可能被用于一系列任务，比如用来清理放射性废物，收集海洋中的微塑料，在人体内携带药物到病患处，甚至进入我们的动脉清除有害物质。Xenobots可以在没有额外营养的液体中存活数天甚至数周，因此适合人体内部的药物输送。

除了当前我们能够想到的任务外，Xenobots还可以帮助研究人员更多地了解细胞生物学——为人类健康和长寿的可能性打开一扇门。

“如果我们能按需对三维的生物形态进行修改，我们就可以修复先天缺陷，将肿瘤细胞重新编辑成正常组织，在创伤性损伤或退行性疾病后让细胞再生，并战胜衰老，”研究人员说。这项研究可能对“再生医学”（利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官，使其具备正常组织和器官的结构和功能）产生巨大影响。

图中的Xenobots在中心有一个空洞，可以被用来运输药物

这听起来有点像反乌托邦科幻电影，但研究人员说，没有必要惊慌失措。

一种 “后肢”比“前肢”大的Xenobots，红色部分是心肌细胞

这些生物预先装载了自己的脂质和蛋白质来源，使它们能存活一周多时间，但它们无法繁殖或进化。在营养丰富的环境中，它们的寿命可以增加到几个星期。

正在进行“团队协作”的Xenobots

另外，尽管超级计算机在制造这些机器人方面起着重要作用，但人工智能不太可能有邪恶的意图。

研究人员表示：“目前，我们很难说人工智能会比一个怀有恶意的天才生物学家更可能制造出有害生物”。