全球首個可自我繁殖活體機器人問世 驚喜還是驚嚇？

啥？機器人能自己偷偷“下崽”？

全球首個可自我繁殖活體機器人問世，驚喜還是驚嚇

如果有一天，機器人也能生娃，世界會變成啥樣？這還真不是異想天開，美國科學家已研發(fā)出“有史以來第一個可繁殖的活體機器人”。

你或許聽說過制造機器人、組裝機器人、3D打印機器人，但聽說過“繁殖機器人”嗎？數十億年來，地球上的生物體已進化出多種繁殖方式，如今機器人也能自己“生娃”，網友驚呼：難道機器人統(tǒng)治時代真要來了？

異種機器人來了，長得像吃豆人

近日，來自美國佛蒙特大學、塔夫茨大學和哈佛大學的研究團隊研發(fā)出有史以來第一款可自我繁衍的活體機器人——Xenobots　3.0,其外觀酷似電子游戲《吃豆人》中的“吃豆人”，能夠一邊“吃掉”其他細胞，一邊實現(xiàn)自我復制。該研究結果發(fā)表在11月29日《美國國家科學院院刊》上。

其實，從誕生到現(xiàn)在，Xenobots已經歷了從1.0到3.0的升級進化，實現(xiàn)了從簡單行走到自我發(fā)育繁殖。

去年1月，研究團隊用非洲爪蟾早期胚胎中的皮膚和心臟細胞，創(chuàng)造出全球首個活體機器人“Xenobots(異種機器人)”。從基因組織上來看，活體機器人的本質是青蛙——100%由青蛙的DNA組成，但它們卻不是青蛙，而是機器人。

這種“活體機器人”擁有兩條“短腿”，并能依靠自主力量朝目標移動，即便被損壞或撕裂，也能自行復制和修復，耗盡能量前能獨立移動約一周。研究者說：“我們把機器人切成兩半，結果它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續(xù)活動。”

今年3月，Xenobots2.0活體機器人問世，其外層細胞能長出纖毛，可在不同環(huán)境中移動，且速度更快。第二代Xenobot能比第一代多活3—7天，且科學家還首次賦予它記憶能力。

他們在Xenobot的細胞植入一個會發(fā)綠光的熒光蛋白。如果被波長400納米的光照射，這種熒光蛋白的結構會發(fā)生改變，開始發(fā)紅光。這是一個簡單的光控開關，Xenobot被照射后能改變發(fā)光顏色，這也顯示它記住了被照射的信息。

此次全新升級的Xenobots　3.0僅有毫米寬，既不是傳統(tǒng)的機器人，也不是一種動物，而是活的、可編程的有機體。

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將足夠多的異種機器人放置在培養(yǎng)皿中彼此靠近，它們會聚集并開始將其他漂浮在溶液中的單個干細胞堆疊起來。

于是，多達數百個干細胞在如同吃豆人形狀的“嘴”中，組裝了“嬰兒”異種機器人。幾天后，這些“嬰兒”就會變成外觀和動作都跟母體一樣的新異種機器人。這些新的Xenobots再次出去尋找細胞，并建立自己的“副本”，就這樣周而復始，不斷復制。

為了讓異種機器人在此類復制中更有效，研究人員利用人工智能技術測試了數十億種體型，表現(xiàn)最好的是一種形似“吃豆人”的Xenobot,平均能延續(xù)3代，比球形Xenobot多了1.5倍，且其產生的“后代”直徑也比球形Xenobot的后代大50%左右。

前所未有的“生娃”方式

生物的繁殖方式可分為無性生殖和有性生殖。但無論是細菌分裂，還是動物通過精子和卵子結合的方式，都有一個共同特征：需要依賴內部環(huán)境。簡單說，就是內部積累了足夠資源后再分裂。例如，1個細菌需要積累完資源才能分裂成2個，而精子和卵子的形成、成熟，以及受精卵的發(fā)育也是如此。

相比之下，病毒的繁殖方式比較特殊，它并不依賴自身，而是通過控制外部環(huán)境的資源為己所用——也就是通過入侵細胞后控制和奪取資源。這種方式十分類似于科學家對未來機器人復制方式的暢想。

而這次，最新的Xenobot初步實現(xiàn)了這個暢想，科學家將這種繁殖方式稱為自發(fā)運動的自我復制，這也是首次發(fā)現(xiàn)在多細胞生命系統(tǒng)中，存在這種繁殖方式。

不過，這種自我“繁殖”就是“生孩子”嗎？北京航空航天大學教授葉盛認為，活體機器人Xenobot可以自我繁殖的觀點并不太準確：“活體機器人產生新個體的過程不是繁殖的過程，而是復制的過程。”

與復制不同，繁殖意味著存在生長過程。但是，活體機器人Xenobot并沒有產生一個需要通過外界能源和物質滋養(yǎng)以成長的未成熟小個體，而是將其他的干細胞聚攏在一起，形成了自己的一個復制品，因此，用“復制”描述這一過程更為合適。

機器人統(tǒng)治時代要來了？

活體機器人自去年誕生時，已在科學界引起倫理上的爭議。此番學會自我繁衍的消息一出，更是引來輿論一片嘩然。人造生命學會自己“生孩子”，潘多拉的魔盒是否就此打開？更有網友直呼“機器人統(tǒng)治時代要來了”。對此，研究人員認為大可不必如此緊張，“這些活的‘機器’只有毫米大小，它僅限于實驗室內，可以輕易地被銷毀。”

研究者稱，Xenobots細胞可以在室溫下存活，在沒有任何外部食物儲備的情況下，最多能存活10到14天。如果沒有為這個系統(tǒng)提供豐富的青蛙干細胞來源，這個系統(tǒng)就會崩潰，細胞14天后就會分解掉。所以，沒有外界幫助，這種細胞是無法繁殖的。而且，這些機器人完全被限制在實驗室中，是可生物降解的。

研究者指出，Xenobots自我繁殖現(xiàn)象在某種程度上是短暫的，自我復制只能持續(xù)1-2代，不能無限期繁殖。

盡管目前，人們把Xenobot稱為“活體”機器人，不過，它究竟是一種機器，還是一種全新形態(tài)的生物體，其實還有一些爭議。在葉盛看來，這種“活體”機器人介于生物和機器之間，在行為模式上與已有的機器人“非常類似”。

葉盛指出，現(xiàn)階段研究者們在實驗室里造出的“活體”機器人，還沒有離開實驗室后在自然界里獨立生存的能力，這意味著，自然界中不存在能夠讓活體機器人實現(xiàn)自我復制的環(huán)境條件。短時間內，它很難對我們的生物圈乃至人類社會產生威脅。

“可能目前不需要擔心這件事，但是未來它的功能變得更復雜，自我復制能力變得更強時，它跟大自然之間會產生什么相互作用和影響，恐怕就很難判斷了。”葉盛說：“從長遠來看，它的安全性的確是一個值得考慮的問題。但恰恰是因為考慮到安全性，我們現(xiàn)在才需要去研究它，我覺得兩者是相輔相成的。”

未來或可用于醫(yī)學、微塑料降解等

現(xiàn)在的Xenobot還很原始，就像上世紀40年代剛開發(fā)出的計算機，沒任何實際應用。不過，科學家或許可以得到不少啟發(fā)。

創(chuàng)傷、出生缺陷、癌癥、衰老等困擾人類的問題之所以存在，是因為我們無法預測和控制細胞的群體行為。而當科學家更深入地理解像Xenobot這樣的可重構有機體后，或許就能更精準地控制細胞行為。

研究人員表示，這種分子生物學和人工智能的結合，可能會被用于人體醫(yī)學和地球環(huán)境中的許多任務——包括降解海洋中的微塑料顆粒、根系檢查和再生醫(yī)學等，唯一需要解決的是找到預測和控制Xenobots的方法。

未來，人類可以通過編程讓它們清除水體中的微塑料，將靶向藥物運送到患者體內，以及助力疫苗研發(fā)等。“活體”機器人或許還可為外傷、先天缺陷、癌癥、衰老等提供更直接、更個性化的藥物治療。中國人民大學哲學院副教授王小偉認為，這些目標“未來可期”，但現(xiàn)階段的研究成果距臨床實際應用還有很多路要走。

責任編輯：Rex_08