在自然界中,大多数生物体通过交配产生后代,或者创造自身的克隆体来繁殖。但一种新的繁殖方式出现了——新的活体机器人可以通过聚集细胞并创造自身的衍体来实现自我复制。
让我们来解释一下这具体意味着什么。这些机器人被称为异种机器人(xenobots)——它们是由非洲爪蟾胚胎刮下来的干细胞簇制成的合成生命形式。利用人工智能,佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学的一个工程师和计算机科学家团队测试了他们活体机器人的各种身体形状。他们发现,一种类似吃豆人(Pac-Man)的C形结构使这些微小的细胞团块在自我复制方面最为高效。
当研究人员说这些机器人可以自我复制时,并不意味着它们真的会繁殖。他们所指的是,在C形结构下,细胞团块可以在培养皿中依靠纤毛(位于每个细胞外侧的毛发状结构)的帮助下自行移动。在移动的过程中,细胞团块会聚集其他散落的细胞,并将它们捆绑在一起,直到形成它们自己的异种机器人。但这个过程并非无限进行。这些细胞只能完成几代异种机器人的复制。
“大多数人认为机器人是由金属和陶瓷制成的,但机器人并非完全取决于它由什么制成,而在于它的作用——它能自主地为人们行动,”佛蒙特大学的计算机科学教授兼机器人专家、该研究的首席作者Josh Bongard告诉CNN。“从这个意义上说,它是一个机器人,但它也是由未经过基因改造的青蛙细胞组成的生物体。”
该团队在去年年初发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上的一篇论文中首次介绍了他们的这种新型机器人,并于今年早些时候首次创造了异种机器人。然而,这种自我复制的形式是一种新的发展,在其他任何生物体中都未曾有过。尽管如此,异种机器人通常会在几周后自然分解。最新的研究结果也于近期发表在PNAS上。
“人们一直认为,我们已经掌握了生命繁殖或复制的所有方式。但这是前所未见的,”塔夫茨大学(Tufts University)的合著者Douglas Blackiston在哈佛大学Wyss研究所发布的一份声明中说。他是组装了异种机器人“父母”的人。
Bongard告诉《卫报》,拥有自我复制的机器可以在科学和医学领域开启一系列可能性。“这些是非常小的、可生物降解且生物相容的机器,它们在淡水中状态良好,”他说,并补充说,异种机器人可以收集水道中的微塑料或修复电路。
塔夫茨大学(Tufts University)的合著者兼工程师Sam Kriegman告诉《商业内幕》,这些自组装机器人还可以帮助我们了解一些物种,如青蛙和蝾螈,是如何再生身体部位的,而人类只能再生皮肤或部分肝脏。他还说,他们为活体机器人准备了许多未来的实验,但目前,异种机器人“仅仅是马达的球体”。