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来历：techxplore
修改：张佳、大明
【新智元导读】美国科学家运用从青蛙胚胎中提取的活细胞，发明出第一台有生命的机器！“它既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，而是一类新的人工制品：一种活的、可编程生物。”
现在，一组科学家运用从青蛙胚胎中提取的活细胞，发明出第一个有生命的机器。
这些毫米级的“活体机器人”（xenobots）能够朝方针移动，也能够带着一个有效载荷（例如需求运送到患者体内特定方位的药物），还能在切开后自行愈合。
“这些都是新颖的活机器，”佛蒙特大学（简称UVM）的核算机科学家和机器人专家Joshua Bongard说：“它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，而是一类新的人工制品：一种活的、可编程生物。”
Joshua Bongard
这些新生物是在UVM的超级核算机上规划的，然后由塔夫茨大学的生物学家拼装和测验。
“咱们咱们能够幻想，这些活机器人在许多有用的运用中是其他机器无法做到的，”塔夫茨再生与发育生物学中心的负责人Michael Levin说：“就像寻觅有害化合物或放射性污染，在海洋中搜集微塑性体（microplastic），在动脉中移动以刮除斑块。”
这项新研讨已于1月13日在美国国家科学院院刊上宣布。
有史以来第一次，活的、可编程生物诞生
至少从农业呈现之初，人们就开端为了人类的利益操作有机体，基因修改渐渐的变遍及，曩昔几年中，现已人工拼装了一些人工有机体，仿制了已知动物的身体形状。
可是这项研讨，有史以来第一次，“从一开端就规划出彻底的生物机器，”研讨小组在他们的新研讨中写道。
在UVM的超级核算机集群进步行了数月的处理之后，该团队（包含首要作者和博士生Sam Kriegman）运用了一种进化算法，为新的生命方法创建了数千个候选规划。
为了完结科学家们安置的使命，比方朝一个方向移动，核算时机一遍又一遍地将几百个模仿细胞重组成各种形状和体型。
从随机结构开端
当程序运转时（受有关青蛙皮肤和心脏细胞能够做什么的生物物理根本规矩的驱动），更成功的模仿有机体被保存和完善，而失利的规划被筛选。在算法独立运转一百次之后，选出了最有出路的规划进行测验。
算法找到一个比较好的结构，比方这个
然后，塔夫茨团队和显微外科医生Douglas Blackiston将硅胶规划转化为生物体。
首要，他们收集非洲爪蟾（学名“Xenopus laevis”）胚胎中的干细胞，并将它们别离成单个细胞，然后进行孵化。
接着，运用微型镊子和一个更小的电极，将细胞切开并在显微镜下连接到核算机所指定的规划中。
这些细胞拼装成自然界中从未见过的身体形状，开端协同作业。
皮肤细胞构成了一个更被迫的结构，而心肌细胞从前的随机缩短被用于发明有序的向前运动，这是在核算机规划的指导下，并借助于自发的自安排方法，使机器人能够自行移动。
机器人自行移动
这些可重构的有机体能够以连接的方法移动，并能在长达数天或数周的时间内探究它们的水环境，并依托胚胎储能。但假如翻了身，它们就失利了，就像甲壳虫背部朝下倒在地上那样。
背部朝下则无法移动，可见移动是源于规划
后来的测验标明，有些活体机器人会绕圈运动，自发地、团体地将小球推到中心方位。
运用1：团体行为
运用2：物体操控
其他的活体机器人则是经过中心开一个洞来削减阻力。在模仿版别中，科学家们能够将这个洞从头定位为可成功带着物体的小袋。
运用3：物体运送
UVM的核算机科学与杂乱体系中心系Bongard教授说：“这是朝着运用核算机规划的生物体进行智能药物运送迈出的一步。”
奇特！被切成两半，还能自己缝上
许多技能的完成离不开钢、混凝土或塑料。这些资料的确强壮、灵敏，但也会构成生态危机和人类健康问题，渐渐的变多的塑料废物污染了海洋，组成资料和电子科技类产品中的有毒成分对人类健康构成了继续要挟。
Bongard说：“活体安排的缺陷是过于软弱，并且会逝世，所以咱们运用钢铁做资料。可是，世界上的生物现已生生不息地进化了数十亿年，它们的逝世一般是无害的。咱们开发的活体机器人彻底可生物降解，在作业七天后完结使命后，它们就相当于死去了的皮肤细胞。”
切开后可自愈
笔记本电脑很强壮。但切开两半还能用吗？在试验中，科学家就将活体机器人切开两半，调查终究会发作什么。Bongard说：“咱们发现，它会把自己从头缝合起来，然后继续前进。这是一般机器无法做到的。”
破解奥秘代码：机器人具有100%青蛙基因
Levin和Bongard都表明，细胞之间进行通讯和互联的方法，现已深化到核算科学和咱们对生命的了解中。Levin说：“生物学的最大问题是怎么了解确认方法和功用的算法。
为了使有机体得以开展和发挥功用，需求在细胞内和细胞间进行很多信息同享与协作，而不只限于神经元内。这些进程是由生物电、生物化学和生物力学效果所构成的，“这些进程在DNA特定的硬件上运转，并且可从头配置，发明出新的生命方法。”
科学家们以为，这项研讨可“用于规划可重构生物的更宽广的新方法”，是将关于生物电代码的理念运用于生物学和核算机科学的第一步。
“终究是什么决议了细胞协同效果的解剖结构？咱们一向在用活体机器人构建细胞，从基因上讲，它们是青蛙。咱们用的是100％的青蛙DNA，但这些机器人并不是青蛙。所以下一个问题是，这些细胞还能构建出什么？”Levin说。
Levin说：“这些青蛙细胞能够被打构成风趣的新的生物方法，与它们的原有解剖结构彻底不同。”构建活体活体机器人，是迈向破解所谓“形状学代码”的一小步，更是向着更深化了解生物的全体安排方法，及其核算和存储信息的方法迈出了一大步。
探究不知道未来，打造新生命方法
许多人忧虑快速的技能革新和杂乱的生物操作会构成不知道的不良成果。Levin说：“这种忧虑并非没有道理。当咱们开端搞乱咱们不了解的杂乱体系时，就可能得到意想不到的成果。”
许多杂乱的体系（例如蚁群）都是简略的单元（即蚂蚁）构建的，无法猜测它们的群落特征，更无法幻想蚁群怎么用身体在水上架起一座桥。
Levin说：“假如人类要考虑未来的生计，就需求更充分地了解，简略规矩是怎么构成杂乱的特征的。”他说，许多科学都是在“操控底层规矩。但咱们更有必要了解高层规矩。
而要完成这一点的第一步便是“探究”：生命体系中决议全体行为的要素是什么，咱们要怎么操控这些要素，才干取得咱们想要的行为成果？”
Bongard表明：“日子中蕴含着一切与生俱来的发明力。咱们想更深化地了解这一点，运用这些发明力，推进其进化出新的方法。”
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https://techxplore.com/news/2020-01-team-robots.html
