全球首個活體機器人會"生娃"了 又找到一條新的繁衍之路

　　千百年來，各種生命為了延續(xù)自己的基因，繁衍不息。如今，一種造型像“吃豆人”的人造生物機器人，又找到一條新的繁衍之路。

　　當(dāng)?shù)貢r間11月29日，美國佛蒙特大學(xué)、塔弗茨大學(xué)和哈佛大學(xué)威斯研究院（WyssInstitue）的研究人員在《美國科學(xué)院院報》（PNAS）上發(fā)表論文，描述了世界首種生物機器人Xenobot（也被稱為“異形機器人”）的自我繁衍方式。

　　去年，由非洲爪蛙干細胞中誕生的異形機器人，已經(jīng)在科學(xué)界制造出倫理上的爭議。此番異形機器人學(xué)會自我繁衍的消息一出，更是引來輿論界的喧嘩。有人擔(dān)憂異形機器人會突破管制，反噬人類。但科學(xué)家認(rèn)為，這種機器人是環(huán)保和醫(yī)藥界的“未來之星”。

　　根據(jù)哈佛大學(xué)威斯學(xué)院官網(wǎng)29日發(fā)布的新聞，去年以美國佛蒙特大學(xué)計算機科學(xué)系教授舒亞·邦加德（JoshuaBongard）為通訊作者的研究團隊，創(chuàng)造出了世界上首種生物機器人“Xenobot”。

　　“異形機器人”并不是傳統(tǒng)的機器人，也不是機械裝置的機器人，而是不到1毫米的生物機器人，即微型生物機器人，比微生物大得多，也比一些寄生蟲大。邦加德曾如此定義這種人造生命：“它們既不是傳統(tǒng)的機器人，也不是已知的動物物種。這是一種活的、可編程的有機體。”

　　根據(jù)邦加德團隊的描述，他們首先從青蛙胚胎中提取活干細胞，讓它們孵化成心臟細胞和表皮細胞，單獨培養(yǎng)后再將兩種細胞拼湊在一起。研究人員再觀察它們獨特的結(jié)構(gòu)（包括細胞排列和斑點的整體形狀）如何與行為對應(yīng)。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給佛蒙特大學(xué)的計算機科學(xué)家團隊后，后者利用超級計算機集群DeepGreen對異形機器人的數(shù)字化版本構(gòu)建了一個模擬環(huán)境，并且利用了生命演化的自然選擇的過程。

　　根據(jù)這個模型，在模擬中完成特定任務(wù)的異形機器人會被認(rèn)為是“合適的”，從而創(chuàng)造出新一代“進化的”異形機器人。研究人員還按照超級計算機模擬出來的設(shè)計，用鑷子和電極對這個重塑的細胞進行“雕琢”。重塑的細胞形狀各異，有的是楔形，有的是拱形。

　　由于異形機器人是由非洲爪蛙心臟細胞（收縮細胞）和表皮細胞（被動細胞）結(jié)合而成，因而具有自然生命的多種生命特質(zhì)，如可以在水性介質(zhì)中移動、具有自我修復(fù)能力、可自行生物降解。

　　本次《美國科學(xué)院院報》上的論文，描述的就是異形機器人在運動學(xué)上的自我復(fù)制方式。哈佛大學(xué)威斯研究院的報道形象地描述了“繁衍過程”。原來，這些有爪蛙細胞組裝成的有機體，可以游到培養(yǎng)皿中，將數(shù)百個干細胞聚集在一起，然后在它們吃豆人形狀般的“嘴”里組裝新的異形機器人“寶寶”。

　　幾天后，這些“寶寶”成為了新的異形機器人，擁有和父輩一樣的外星和移動方式。然后，這些新的異形機器人再度使用同種方式，尋找細胞，建立自己的“副本”，周而復(fù)始。

　　邦加德博士說：“有了正確的設(shè)計，它們就會自發(fā)地自我復(fù)制。”

　　有意思的是，人工智能在這一過程中“居功至偉”。原本，異形機器人的母體由大約3000個細胞組成，是一個球體。它“可以生孩子”，但沒有辦法“系統(tǒng)性地繁殖”。通過佛蒙特大學(xué)DeepGreen超算集群上的人工智能程序模擬，測試了數(shù)十億種體型，其中包括三角形、正方形、海星的形狀等等，目的是為了讓異形機器人更有效地進行運動學(xué)復(fù)制。

　　論文作者之一的山姆·克里格曼（SamKriegman）博士說：“我們曾讓超算弄清楚如何調(diào)整父輩異形機器人的形狀。經(jīng)過幾個月的運算，人工智能想出了一些奇怪的設(shè)計，其中一種很像吃豆人......它不是一個人類工程師能想出來的東西，為什么只有一個嘴巴，而不是五個呢？”

　　克里格曼將這一設(shè)計提交給了另一名研究人員道格·布萊里斯頓（DougBlackiston），最終他設(shè)計出了這些吃豆人形狀的機器人。“然后這些父母創(chuàng)造孩子，孩子創(chuàng)造孫子，孫子創(chuàng)造重孫.......正確的設(shè)計，極大地延長了后代的數(shù)量。”

　　邦加德評價說：“我們發(fā)現(xiàn)，在生物體或生命系統(tǒng)中有一個以前未知的空間，空間巨大。那么我們該如何探索那個空間呢？我們創(chuàng)造了會走路會游泳的異形機器人�，F(xiàn)在我們在研究中發(fā)現(xiàn)異形機器人可以進行運動學(xué)復(fù)制。那么之后還會有什么？”

　　科學(xué)家們在《美國國家科學(xué)院院刊》上寫道：“生命在表面之下，隱藏著出人意料的行為，這些尚待發(fā)現(xiàn)。”

　　隨著媒體的報道，相關(guān)研究已經(jīng)在社交網(wǎng)絡(luò)上引起熱議。“我們完蛋了。”微軟全國廣播公司（MSNBC）的專欄作家，美國著名媒體人言簡意賅地總結(jié)道。

　　“天吶，難道它們會逃跑然后制造另一場疫情嗎？它們已經(jīng)在公開嘲笑我們了。”

　　“這些人以前難道沒看過科幻電影嗎？”

　　對于輿論爭議，邦加德回應(yīng)說，這些毫米級別的異形機器人目前都在實驗室中，很容易被銷毀。并且，聯(lián)邦、州和學(xué)術(shù)機構(gòu)的倫理專家已對此審查。真正讓人擔(dān)憂的，其實是現(xiàn)實世界。“我們有一種道德責(zé)任感去了解，在什么樣的情況下我們可以控制它，引導(dǎo)它還是澆滅它。”

　　他稱目前世界面臨的新冠疫情，以及環(huán)境問題，異形機器人都有能力解決。“我們提出解決方案的速度至關(guān)重要。如果我們可以從異形機器人中吸取經(jīng)驗，繼續(xù)開發(fā)技術(shù)，那么未來我們可以利用人工智能創(chuàng)造新的生物工具，這將非常有用但也需要很長的時間......比如利用生物機器人從水中提取微塑料或制造新藥物。”

　　此外，研究團隊還從異形機器人中看到了再生醫(yī)學(xué)的前景，這是解決創(chuàng)傷損傷、出生缺陷乃至攻克癌癥和衰老的方法之一。