美国科学家说,全球首批活体机器人xenobots不但可自愈,还可繁殖,繁殖的方式和动物、植物都不一样。
Xenobots由非洲爪蟾((Xenopus laevis)的干细胞形成,也由此命名,身长不过1厘米(0.04吋)。科学家发现这种机器人会移动、成队合作、自我疗愈后,于2020年首度公开其「身分」。
由佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学生物工程研究所科学家合组的研究小组说,如今这批活体机器人竟然可以繁殖,繁殖方法和动物、植物截然不同。
研究报告共同领衔作者、塔夫茨大学生物学教授勒文(Michael Levin)说,蛙类有其繁殖方式,「可是,你把细胞从胚胎释放出来,给它们机会自己想办法在一个新环境里适应、生存,结果,它们不但想出移动的新办法,也想出很明显新的繁殖办法。」
研究人员从爪蟾的胚胎取出活体干细胞,不干预其基因,任其孵育。
本研究领衔作者、佛蒙特大学计算机科学暨机器人专家邦嘉德(Josh Bongard)说,多数人认为机器人是从金属或陶瓷材料制造的,其实材料不是要点,机器人的行动才是要点,它如何代替人类、自主行动,才是要点。
研究小组制造的「蛙器人」,由3000个细胞构成,一开始状如圆球,如今会繁殖,但仅在特殊状况下才繁殖。这批「蛙器人」运用动力拷贝原理繁殖。科学界知道,动力拷贝要在分子层次才可能发生,邦嘉德说,过去不曾有人见过在细胞或有机体这样大的规模发生。
研究人员借助于人工智能,测试数十亿个身体形状,看看xenobots在哪种体形下繁殖的效率较高,超级电脑运算结果,发现小精灵(Pac-Man)般的C形繁殖效率最高,培养皿中的干细胞会成百上千的聚集在小精灵的入口处,过了几天,这堆干细胞「生长」成为新的机器人。
研究人员说,此一「成就」仍在十分粗浅,有如1940年代的电脑,还谈不上实用价值,不过,结合分子生物学和人工智能的技术,有朝一日可能对人体和环境发挥一大堆功用,例如,收集海洋里面的塑料微粒、观察植物的根部、改进人体再生医学。
研究刊载于29日出刊的「美国国家科学院院刊」。
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