全球首个活体机器人诞生,自我修复的“终结者”将成现实?

全球首个活体机器人诞生,自我修复的“终结者”将成现实?

1月14日凌晨,《美国科学院院报》(PNAS)发表了一项来自佛蒙特大学(UVM),塔夫茨大学(Tufts U)以及哈佛大学(Harvard U)合作的研究结果:科学家利用非洲爪蛙胚胎中的活细胞,创造全球首个“活体机器人”(Xenobots)

全球首个活体机器人诞生,自我修复的“终结者”将成现实?

活体机器人由三部分组成

1)表皮细胞作为支撑骨架,提供必要的物理结构,又保证最低能量损耗;

2)心肌细胞作为动力来源,依靠自身收缩推动整个系统位置移动;

3)Deep Green超级计算机以“进化算法”设计机器人具体组成及构型

整台机器人聚集500~1000个青蛙细胞,在合适的条件下体外大概能存活7天到10天。经过算法训练后的机器人能够依靠自主力量朝目标移动。而最为关键也是目前备受争议的一点是,当被活体系统部分损坏或撕裂,能够自行复制和修复。

全球首个活体机器人诞生,自我修复的“终结者”将成现实?

该项目首先由佛蒙特大学(UVM)计算机科学系的超级计算机上通过特定的算法创建数千个候选设计,经过模拟细胞训练及筛选后,然后由美国塔夫茨大学的再生与发育生物学中心的迈克尔·莱文(Michael Levin)课题组组装和实际测试,是一次 “计算机+生物”领域的完美合作。它其实更像是活体版的MineCraft游戏或者乐高,用个体细胞做零件,设计出形状和所需材料数量后后,拼出的成品可以自由活动。

人类社会会被机器人颠覆吗?

现有机器人利用机械结构和内部控制程序完成一系列物理移动操作任务,比如Intuitive Surgical Devices公司研发的“网红外科手术”达芬奇手术机器人,能够在外科医生的监督下完成多科室多种类的外科手术;还有谷歌(Google)旗下DeepMind公司开发,击败人类职业围棋选手的阿尔法围棋机器人(AlphaGo),结合数百万人类围棋的棋谱和策略网络,探索同时具备高潜在价值和高可能性的位置,进而决定最佳落子位置。

这些机器人在计算机的设计指导下完成工作任务,并没有思考的认知能力;然而该团队研发的活体机器人,则是以一种生物体组合的形态,自主协同工作,不仅可以在水性介质中移动,并且可以转圈,特别是在将这个机器人翻转过来的时候,它就像翻过的乌龟一样停止移动。但是机器人完成转圈以及移动一系列运动的原理,科学家或者这个文章的科研团队并不清楚,他们甚至在文章中没有特别解释为什么超级计算机会生成 “这一种”设计。

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这样的活体机器人到底有没有生命活性?

如果嵌入神经细胞是否会具备神经系统特征和认知能力?正是因为这样种种不确定性以及该技术未知的拓展方向,是否在未来出现伦理方面的问题或者成为人类的威胁?

首先,该活体系统的组装以及存活的条件以及维持时间很有限,文章虽然没有报道实验成功所需要的尝试次数与效率,但这仅仅是针对能够体外存活的蛙胚胎,想要复制出哺乳动物胚胎的活体机器人,条件将更为苛刻;

其次,活体机器人系统只不过是实现了在空间位置上的移动,到底是由于产生动力的所有细胞的机械式协同,还只是由于某单一细胞对整个系统发出的“指令”还未可知,因此所谓的“活体”也仅仅指的是活细胞。

然而,也正是因为细胞间的通讯、信号传导以及整个系统协同结果的产生原理还未知,才会有人担心这项黑科技的可靠性和不确定性。

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“活体机器人”引出的一些思考

生命到底是什么时候开始?是精子与卵子结合成为受精卵的那一刹那?是脑电波产生神经认知能力的时刻?是个体发育完成时?又或者是脱离母体的那一刻?活体机器人到底算是生命体吗?

也许,所有的科学问题将要回归到哲学。

参考文献:

Kriegman et al. A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms PNAS(2020).

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