【大公報(bào)訊】綜合《衛(wèi)報(bào)》、CNN及新華社報(bào)道：迄今為止，大多數(shù)機(jī)器都以金屬、塑料、混凝土等為原料，但近日美國(guó)研究人員創(chuàng)造出了首批由青蛙細(xì)胞構(gòu)成的“活體機(jī)器人”，可進(jìn)行編程修改、自由移動(dòng)，甚至被切開(kāi)后還能自動(dòng)愈合。這些“生物機(jī)器”獨(dú)特的性質(zhì)和功能，在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域有很高的研究?jī)r(jià)值，也有廣闊的應(yīng)用前景。
首批“活體機(jī)器人”被命名為“Xenobot”，因?yàn)樗鼈兊脑牧鲜欠侵拮福╔enopus laevis）的干細(xì)胞。Xenobot研究項(xiàng)目由美國(guó)佛蒙特大學(xué)和塔夫茨大學(xué)共同完成，獲美國(guó)國(guó)防高等研究計(jì)劃署機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)劃資助，研究成果13日刊登于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。
研究人員表示，設(shè)計(jì)Xenobot使用了人工智能領(lǐng)域的“進(jìn)化算法”。這種算法首先在佛蒙特大學(xué)先進(jìn)計(jì)算中心的Deep Green超級(jí)電腦上進(jìn)行了數(shù)月的處理，運(yùn)用500至1000個(gè)皮膚及心肌細(xì)胞隨機(jī)組合出不同的立體構(gòu)造，再模擬其活動(dòng)狀態(tài)，憑藉移動(dòng)距離等指標(biāo)，挑選出表現(xiàn)最好的設(shè)計(jì)加以改造，最終形成一系列設(shè)計(jì)藍(lán)圖。隨后，塔夫茨大學(xué)研究人員從非洲爪蟾的胚胎中提取干細(xì)胞，并培育成皮膚細(xì)胞或心肌細(xì)胞，在顯微鏡下按照藍(lán)圖組裝出Xenobot。
“全新的生命形態(tài)”
Xenobot的長(zhǎng)度不足1毫米，比起一般人認(rèn)知中有齒輪和機(jī)械臂的機(jī)器人，看上去更像一塊肉團(tuán)。由于心肌細(xì)胞能自主收縮及擴(kuò)張，Xenobot如同自帶迷你引擎，可在水中直行或繞圈。研究團(tuán)隊(duì)表示，它們能夠在沒(méi)有額外營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的情況下存活7至10天，進(jìn)行自主移動(dòng)、探索。令人吃驚的是，它們還展現(xiàn)出了協(xié)同能力，如共同繞圈、推動(dòng)物體。
佛蒙特大學(xué)資深研究員邦加德（Joshua Bongard）表示，Xenobot既不是傳統(tǒng)意義上的機(jī)器人，也不是任何一種已知?jiǎng)游铮?ldquo;有生命的機(jī)器”。塔夫茨大學(xué)生物學(xué)家萊文（Michael Levin）形容它們是“全新的生命形態(tài)”、“活生生的可編程生物”。
Xenobot發(fā)展?jié)摿艽?，它們由生物組織構(gòu)成，受損時(shí)能自行治愈傷口，即使被切成兩半也能恢復(fù)，任務(wù)完成后則可完全分解，就像自然生物死后腐化一樣，對(duì)環(huán)境較為安全。從一些藍(lán)圖中可見(jiàn)，它們可以被設(shè)計(jì)為帶有中空結(jié)構(gòu)，以便攜帶微小物體到指定區(qū)域，有望實(shí)現(xiàn)將藥物精準(zhǔn)釋放在人體特定位置，而不損傷健康組織。萊文表示，“活體機(jī)器人”未來(lái)還有望用于搜索并清理放射性污染、收集海洋中的塑料垃圾，或在動(dòng)脈中清除粥樣硬化斑塊等。
推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)發(fā)展
研究團(tuán)隊(duì)指出，Xenobot不僅實(shí)際應(yīng)用前景廣闊，還有助于細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展，為人類(lèi)推開(kāi)未來(lái)之門(mén)。萊文表示，研究對(duì)再生醫(yī)學(xué)影響深遠(yuǎn)，今后的方向是擴(kuò)大“活體機(jī)器人”結(jié)構(gòu)規(guī)模，甚至可能以血管細(xì)胞、感知細(xì)胞等，組成人造眼等立體生物構(gòu)造，彌補(bǔ)先天缺陷、重建老化器官。相關(guān)技術(shù)還有望實(shí)現(xiàn)癌變組織正常化。
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