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全球首個活體機器人已能自我繁衍

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  (觀察者網 訊)千百年來,各種生命為了延續自己的基因,繁衍不息。如今,一種造型像“吃豆人”的人造生物機器人,又找到一條新的繁衍之路。


  當地時間11月29日,美國佛蒙特大學、塔弗茨大學和哈佛大學威斯研究院(Wyss Institue)的研究人員在《美國科學院院報》(PNAS)上發表論文,描述了世界首種生物機器人Xenobot(也被稱為“異形機器人”)的自我繁衍方式。

  


  《美國科學院院報》上的相關論文

  去年,由非洲爪蛙幹細胞中誕生的異形機器人,已經在科學界制造出倫理上的爭議。此番異形機器人學會自我繁衍的消息一出,更是引來輿論界的喧嘩。有人擔憂異形機器人會突破管制,反噬人類。但科學家認為,這種機器人是環保和醫藥界的“未來之星”。

  

  異形機器人收集細胞,繁衍後代 官方圖

  根據哈佛大學威斯學院官網29日發布的新聞,去年以美國佛蒙特大學計算機科學系教授舒亞·邦加德(Joshua Bongard)為通訊作者的研究團隊,創造出了世界上首種生物機器人“Xenobot”。

  “異形機器人”並不是傳統的機器人,也不是機械裝置的機器人,而是不到1毫米的生物機器人,即微型生物機器人,比微生物大得多,也比一些寄生蟲大。邦加德曾如此定義這種人造生命:“它們既不是傳統的機器人,也不是已知的動物物種。這是一種活的、可編程的有機體。”

  根據邦加德團隊的描述,他們首先從青蛙胚胎中提取活幹細胞,讓它們孵化成心臓細胞和表皮細胞,單獨培養後再將兩種細胞拼湊在一起。研究人員再觀察它們獨特的結構(包括細胞排列和斑點的整體形狀)如何與行為對應。

  相關數據發送給佛蒙特大學的計算機科學家團隊後,後者利用超級計算機集群Deep Green對異形機器人的數字化版本構建了一個模擬環境,並且利用了生命演化的自然選擇的過程。

  根據這個模型,在模擬中完成特定任務的異形機器人會被認為是“合適的”,從而創造出新一代“進化的”異形機器人。研究人員還按照超級計算機模擬出來的設計,用鑷子和電極對這個重塑的細胞進行“雕琢”。重塑的細胞形狀各異,有的是楔形,有的是拱形。

  由於異形機器人是由非洲爪蛙心臓細胞(收縮細胞)和表皮細胞(被動細胞)結合而成,因而具有自然生命的多種生命特質,如可以在水性介質中移動、具有自我修復能力、可自行生物降解。

  本次《美國科學院院報》上的論文,描述的就是異形機器人在運動學上的自我復制方式。哈佛大學威斯研究院的報道形象地描述了“繁衍過程”。原來,這些有爪蛙細胞組裝成的有機體,可以游到培養皿中,將數百個幹細胞聚集在一起,然後在它們吃豆人形狀般的“嘴”裡組裝新的異形機器人“寶寶”。



  

  

  吃豆人形狀的異形機器人推動松散的細胞形成一個新的細胞簇


  幾天後,這些“寶寶”成為了新的異形機器人,擁有和父輩一樣的外星和移動方式。然後,這些新的異形機器人再度使用同種方式,尋找細胞,建立自己的“副本”,周而復始。

  邦加德博士說:“有了正確的設計,它們就會自發地自我復制。”

  有意思的是,人工智能在這一過程中“居功至偉”。原本,異形機器人的母體由大約3000個細胞組成,是一個球體。它“可以生孩子”,但沒有辦法“系統性地繁殖”。通過佛蒙特大學Deep Green超算集群上的人工智能程序模擬,測試了數十億種體型,其中包括三角形、正方形、海星的形狀等等,目的是為了讓異形機器人更有效地進行運動學復制。

  論文作者之一的山姆·克裡格曼(Sam Kriegman)博士說:“我們曾讓超算弄清楚如何調整父輩異形機器人的形狀。經過幾個月的運算,人工智能想出了一些奇怪的設計,其中一種很像吃豆人......它不是一個人類工程師能想出來的東西,為什麼只有一個嘴巴,而不是五個呢?”

  克裡格曼將這一設計提交給了另一名研究人員道格·布萊裡斯頓(Doug Blackiston),最終他設計出了這些吃豆人形狀的機器人。“然後這些父母創造孩子,孩子創造孫子,孫子創造重孫.......正確的設計,極大地延長了後代的數量。”

  


  邦加德評價說:“我們發現,在生物體或生命系統中有一個以前未知的空間,空間巨大。那麼我們該如何探索那個空間呢?我們創造了會走路會游泳的異形機器人。現在我們在研究中發現異形機器人可以進行運動學復制。那麼之後還會有什麼?”

  科學家們在《美國國家科學院院刊》上寫道:“生命在表面之下,隱藏著出人意料的行為,這些尚待發現。”

  隨著媒體的報道,相關研究已經在社交網絡上引起熱議。“我們完蛋了。”微軟全國廣播公司(MSNBC)的專欄作家,美國著名媒體人言簡意賅地總結道。



  

  “天呐,難道它們會逃跑然後制造另一場疫情嗎?它們已經在公開嘲笑我們了。”

  

  “這些人以前難道沒看過科幻電影嗎?”

  

  對於輿論爭議,邦加德回應說,這些毫米級別的異形機器人目前都在實驗室中,很容易被銷毀。並且,聯邦、州和學術機構的倫理專家已對此審查。真正讓人擔憂的,其實是現實世界。“我們有一種道德責任感去了解,在什麼樣的情況下我們可以控制它,引導它還是澆滅它。”

  他稱目前世界面臨的新冠疫情,以及環境問題,異形機器人都有能力解決。“我們提出解決方案的速度至關重要。如果我們可以從異形機器人中吸取經驗,繼續開發技術,那麼未來我們可以利用人工智能創造新的生物工具,這將非常有用但也需要很長的時間......比如利用生物機器人從水中提取微塑料或制造新藥物。”

  此外,研究團隊還從異形機器人中看到了再生醫學的前景,這是解決創傷損傷、出生缺陷乃至攻克癌症和衰老的方法之一。
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    共有 3 人參與評論    (其它新聞評論)
    評論1 游客 [革.十.國.故] 2021-11-30 19:33
    No 作 no die, 人類正在作死的路上狂奔, 未來太過魔幻,充滿不可控的風險, 我們還是趕緊享受當下吧
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