【大公報訊】綜合《衛(wèi)報》、CNN及新華社報道：迄今為止，大多數(shù)機器都以金屬、塑料、混凝土等為原料，但近日美國研究人員創(chuàng)造出了首批由青蛙細胞構成的“活體機器人”，可進行編程修改、自由移動，甚至被切開后還能自動愈合。這些“生物機器”獨特的性質和功能，在醫(yī)學、生物學、化學等領域有很高的研究價值，也有廣闊的應用前景。
首批“活體機器人”被命名為“Xenobot”，因為它們的原材料是非洲爪蟾（Xenopus laevis）的干細胞。Xenobot研究項目由美國佛蒙特大學和塔夫茨大學共同完成，獲美國國防高等研究計劃署機器學習計劃資助，研究成果13日刊登于《美國國家科學院院刊》。
研究人員表示，設計Xenobot使用了人工智能領域的“進化算法”。這種算法首先在佛蒙特大學先進計算中心的Deep Green超級電腦上進行了數(shù)月的處理，運用500至1000個皮膚及心肌細胞隨機組合出不同的立體構造，再模擬其活動狀態(tài)，憑藉移動距離等指標，挑選出表現(xiàn)最好的設計加以改造，最終形成一系列設計藍圖。隨后，塔夫茨大學研究人員從非洲爪蟾的胚胎中提取干細胞，并培育成皮膚細胞或心肌細胞，在顯微鏡下按照藍圖組裝出Xenobot。
“全新的生命形態(tài)”
Xenobot的長度不足1毫米，比起一般人認知中有齒輪和機械臂的機器人，看上去更像一塊肉團。由于心肌細胞能自主收縮及擴張，Xenobot如同自帶迷你引擎，可在水中直行或繞圈。研究團隊表示，它們能夠在沒有額外營養(yǎng)補充的情況下存活7至10天，進行自主移動、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、推動物體。
佛蒙特大學資深研究員邦加德（Joshua Bongard）表示，Xenobot既不是傳統(tǒng)意義上的機器人，也不是任何一種已知動物，而是“有生命的機器”。塔夫茨大學生物學家萊文（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)摿艽螅鼈冇缮锝M織構成，受損時能自行治愈傷口，即使被切成兩半也能恢復，任務完成后則可完全分解，就像自然生物死后腐化一樣，對環(huán)境較為安全。從一些藍圖中可見，它們可以被設計為帶有中空結構，以便攜帶微小物體到指定區(qū)域，有望實現(xiàn)將藥物精準釋放在人體特定位置，而不損傷健康組織。萊文表示，“活體機器人”未來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，或在動脈中清除粥樣硬化斑塊等。
推動再生醫(yī)學發(fā)展
研究團隊指出，Xenobot不僅實際應用前景廣闊，還有助于細胞生物學的發(fā)展，為人類推開未來之門。萊文表示，研究對再生醫(yī)學影響深遠，今后的方向是擴大“活體機器人”結構規(guī)模，甚至可能以血管細胞、感知細胞等，組成人造眼等立體生物構造，彌補先天缺陷、重建老化器官。相關技術還有望實現(xiàn)癌變組織正常化。
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