干细胞Xenobot“活体机械人”诞生 未来或可应用于医学环保领域

撰文: 欧敬洛
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美国科学家最近发现,Xenobot可以用完全不同于动物或植物的方式“繁衍后代”,刷新了人类对这种未知人工生物的理解。这会否意味我们在科幻电影中常见的机械人复制,或纳米生物机械等的场景将会成真?

Xenobot是一种利用电脑设计的人工合成机械生物,由电脑设计,再由青蛙胚胎中收获的干细胞作为材料,建构而成。这与人类设计和制作的机械相同,不过传统机械是金属或塑胶部件,Xenobot就是细胞。

干细胞是一种可以分化成各种功能细胞的东西,一个Xenobot由数千个干细胞组成,大小约1毫米。皮肤细胞会成为外皮,心脏细胞会成为动力源,透过收缩和扩大体积以推动这机械生物前进。

目前Xenobot未有实际用途,科学家目前只能给予Xenobot简单的指令工作,和观察这人工生物会怎样的自行活动。而这次发现Xenobot的“繁衍后代”能力,是前所未见的。

图为5月实验中的照片,培养皿中的生物机械能够找到微小的干细胞,并将数百个干细胞聚集在嘴(即C型缺口)里。(Wyss Institute at Harvard)

科学家特别设计一个环境,并利用AI设计出最合适的Xenobot形态,设计出类似“食鬼”(Pac-Man)的型态。科学家发现这些Xenobot会自行用特殊方法,去“繁衍后代”。

它们会以不断围绕散碎在培养瓶内的其他干细胞,堆积起来成为差不多大小。再过数天,这些细胞会成为新的Xenobot,获得移动能力。

这种繁殖方式又称为“动能繁殖”(Kinetic Replication),科学家过去只在分子领域上看过类似的东西,但没想到会以细胞的形式出现。

有关研究的主要设计者、佛蒙特大学电脑教授与机械人专家邦加德(Josh Bongard)表示,人工智能并未有按照人们通常认为的编写代码方式,对这些机械生物进行编程。他表示这种类似食鬼的形状,本身就是编程代码的一种,并称这形状影响人造生物的行为至让人难以置信的地步。

现时人工生物的技术就有如1940年电脑首次被制造出来一样,可能是划时代的发明。结合生物与人工智能,未来相关技术可被用于医学或环境保护等许多的任务,包括再生医学、收集海洋微塑料垃圾等。