（文章來源：新華社客戶端）

《美國科學(xué)院院報》發(fā)表的一項最新研究顯示，美國佛蒙特大學(xué)和塔弗茨大學(xué)研究團隊利用從青蛙胚胎中提取的活細胞，制造出了全球首個用細胞做成的活體機器人。它們，或者他們，被命名為Xenobot。按照研究人員邁克爾·萊文的說法，這些“生命機器”，是全新的、“從未在地球上出現(xiàn)過的”生命形式。

多年來，人類一直在嘗試組裝一些人工有機體。但這項研究，是有史以來第一次“從一開始就設(shè)計完全生物的機器”，研究小組在他們的文章中說。佛蒙特大學(xué)的計算機科學(xué)家和機器人專家、論文通訊作者約書亞·邦加說：“它們既不是傳統(tǒng)的機器人，也不是已知的動物物種，而是一類新的人工制品：一種活的、可編程生物。”

論文顯示，這種機器人長度不到1毫米，是非洲爪蛙心肌細胞（收縮細胞）和表皮細胞（被動細胞）的結(jié)合。這兩種細胞都是研究人員從爪蛙胚胎干細胞中分化得到的。佛蒙特大學(xué)研究人員在具有2萬臺筆記本電腦計算能力的超級計算機“深綠”（Deep Green）上使用了一種進化算法，創(chuàng)建了大量候選設(shè)計，然后由塔弗茨大學(xué)的生物學(xué)家組裝和測試。每個候選設(shè)計完成科學(xué)家的一項任務(wù)，比如朝一個方向移動，計算機會一遍又一遍地將幾百個模擬細胞重組成各種形狀。

程序運行時，這些模擬細胞受有關(guān)青蛙皮膚和心肌細胞可以做什么的生物物理基本規(guī)則的驅(qū)動，研究人員用類似自然選擇的方式，將運行失敗或性能較差的模型剔除，成功的模擬有機體則會被保留和完善。這樣，在算法獨立運行一百次之后，研究人員選出了最有前途的設(shè)計。

最后，按照超級計算機模擬出來的設(shè)計，研究人員用鑷子和更小的電極“雕琢”從爪蛙胚胎中收集的干細胞。他們將細胞切割，并在顯微鏡下連接成計算機指定設(shè)計的近似值。這些“重塑”的細胞以自然界中并不存在的身體形態(tài)開始協(xié)同工作，有的是楔形，有的是拱形。爪蛙的皮膚細胞形成了更為被動的結(jié)構(gòu)，而曾經(jīng)隨機收縮的心肌細胞在計算機設(shè)計的指導(dǎo)下得以有序地向前運動。

這種活體機器人可進行編程修改，可以攜帶有效載荷朝目標(biāo)自由移動，哪怕被切開也能夠自動愈合。令人吃驚的是，這些生物機器人還展現(xiàn)了協(xié)同能力，如共同繞圈、推動物體移動等。“我們可以想象，這種活體機器人的許多應(yīng)用是其他機器人無法做到的。”塔弗茨大學(xué)再生與發(fā)育生物學(xué)中心的負責(zé)人邁克爾·萊文說。

通過心肌細胞的收縮，這種機器人能在水性介質(zhì)中移動。研究者認為，這一特性展示了未來無限的可能性。比如它們可以被用來清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物質(zhì)，或者作為可生物降解的機器人進入人體血管，精準(zhǔn)輸送藥物、清除動脈壁上的斑塊等等。迄今幾乎所有的金屬、塑料機器人，都有一個缺點，就是不能完全降解，Xenobot完全可生物降解。

這些機器人雖然不能“進食”，其運動也只能靠細胞內(nèi)原有的儲能物質(zhì)供能，但當(dāng)儲能物質(zhì)消耗殆盡，這些機器人就會自我毀滅，留下有機細胞，很容易被完全降解。不僅如此，它還具有自我修復(fù)能力。研究人員介紹說，把機器人切成兩半，它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續(xù)活動。但有趣的是，如果你將這個機器人翻轉(zhuǎn)過來，它就像烏龜翻了個個兒背朝下，會失去移動能力。

這些用青蛙表皮細胞和心肌細胞重組的生命機器誕生后，引發(fā)了不少人的恐慌。有網(wǎng)友在社交媒體上說：“嚇?biāo)牢伊耍∵@讓人想到《異星覺醒》：一個單細胞就能毀滅天地。”著名的《連線》雜志也用四個字來形容這個“新物種”：“毛骨悚然”。邁克爾·萊文指出，這種恐懼并非不合理。但他認為，他們的工作是在幫助人們更好地理解這類系統(tǒng)。

“這項研究正是對人們所擔(dān)憂的事情的直接貢獻。”萊文說，“如果人類要考慮未來的生存，就需要更充分地了解，簡單規(guī)則是如何形成復(fù)雜的特征的。”他說，“許多科學(xué)都是在控制底層規(guī)則，但我們更需要了解高層規(guī)則。”論文作者之一山姆·克里格曼指出，這項研究帶來了新的道德問題：這類機器人的未來變體可能具有神經(jīng)系統(tǒng)和認知能力。

這些機器人是誰？是它們，還是他們？從基因上講，這些機器人是青蛙，科研人員用的是100%的青蛙DNA。然而，這些機器人卻不是青蛙。“我認為重要的是，這項研究是公開的，社會可以對其進行討論，政策制定者也能有針對性地制定最佳行動方案。”克里格曼說。

斯坦福大學(xué)法學(xué)教授、生物醫(yī)學(xué)倫理學(xué)研究中心指導(dǎo)委員會主席漢克·格里利也指出：倫理問題需要及早關(guān)注。研究者表示，設(shè)計這種生物機器人使用了人工智能領(lǐng)域的進化算法。這項研究可“用于設(shè)計可重構(gòu)生物的更廣闊的新方法”，是將關(guān)于生物電代碼的理念應(yīng)用于生物學(xué)和計算機科學(xué)的第一步。
（責(zé)任編輯：fqj）