首個(gè)活體機(jī)器人誕生 是由青蛙干細(xì)胞構(gòu)建的
全球首個(gè)活體機(jī)器人誕生了!美國(guó)佛蒙特大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家和塔夫茨大學(xué)生物學(xué)家共同創(chuàng)造出100%使用青蛙DNA的可編程的活體機(jī)器人xenobots，這項(xiàng)最新的研究結(jié)果已經(jīng)于1月13日在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上發(fā)表。
▲由青蛙干細(xì)胞構(gòu)建的不到1毫米(0.04英寸)寬的四足異種機(jī)器人。
這些機(jī)器的名字來(lái)源于非洲爪蛙(Xenopus laevis)，這也是為其提供干細(xì)胞的青蛙種類，機(jī)器人的寬度不到一毫米(0.04英寸)，能按照計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的路線移動(dòng)，還能負(fù)載一定的重量，可以在人體內(nèi)部移動(dòng)。他們可以步行、游泳，沒(méi)有食物也可以生存數(shù)周，并且可以一同合作工作。
佛蒙特大學(xué)說(shuō)，這些是“完全新的生命形式”�！ �
▲異種機(jī)器人，后肢較大，前肢較小，有紅色的心肌層。
干細(xì)胞是非專業(yè)細(xì)胞，具有發(fā)展為不同細(xì)胞類型的能力。研究人員從青蛙胚胎中刮取了活的干細(xì)胞，并使其孵化。然后，根據(jù)佛蒙特大學(xué)的新聞稿，這些細(xì)胞被切割并重塑成由超級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的特定“身體形態(tài)”，即“自然界從未見(jiàn)過(guò)的形態(tài)”。
然后這些細(xì)胞開(kāi)始孵化，皮膚細(xì)胞形成機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，而心肌細(xì)胞進(jìn)行搏動(dòng)使機(jī)器人能夠自行移動(dòng)。Xenobot甚至具有自我修復(fù)功能，當(dāng)科學(xué)家把它們進(jìn)行切割時(shí)，機(jī)器人會(huì)自行愈合并繼續(xù)移動(dòng)。
佛蒙特大學(xué)的首席研究員之一約書(shū)亞·邦加德(Joshua Bongard)在新聞稿中說(shuō)：“這些都是新穎的活體機(jī)器。”“它們既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動(dòng)物物種。它是一類新的人工制品：一種活的可編程生物。”
▲一些異種機(jī)器人的中心有孔，可以被用來(lái)運(yùn)輸藥物。
Xenobot機(jī)器人看起來(lái)不像傳統(tǒng)的機(jī)器人，它們沒(méi)有閃亮的齒輪或機(jī)械臂。取而代之的是，它們看起來(lái)更像是一團(tuán)移動(dòng)的肉團(tuán)。研究人員說(shuō)，這是有意的，這種“生物機(jī)器”可以實(shí)現(xiàn)鋼鐵和塑料機(jī)器人通常無(wú)法做到的事情。
研究人員在周一發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的研究中說(shuō)，傳統(tǒng)的機(jī)器人“隨著時(shí)間的流逝會(huì)退化，并可能產(chǎn)生有害的生態(tài)和健康副作用。”而生物機(jī)器人對(duì)人類健康更環(huán)保，更安全。
這些生物機(jī)器人預(yù)先裝載了自己的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)沉積物食物來(lái)源，使它們能夠生存一周以上的時(shí)間，但它們無(wú)法繁殖或進(jìn)化。但是，在營(yíng)養(yǎng)豐富的環(huán)境中，它們的壽命可以長(zhǎng)達(dá)幾周。
這項(xiàng)研究表明，這種活體機(jī)器人有可能被用于許多任務(wù)，該研究部分由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局提供資金，該局是監(jiān)督軍事技術(shù)發(fā)展的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)。Xenobots可用于清除放射性廢物，在海洋中收集微塑料，在人體內(nèi)部運(yùn)輸藥物，甚至進(jìn)入我們的動(dòng)脈以清除斑塊�；铙w機(jī)器人可以在水性環(huán)境中存活幾天甚至幾周，而無(wú)需額外的營(yíng)養(yǎng)，這使它們適合體內(nèi)藥物輸送。
除了這些直接的實(shí)際任務(wù)，活體機(jī)器人還可以幫助研究人員更多地了解細(xì)胞生物學(xué)，從而為人類健康和長(zhǎng)壽的未來(lái)發(fā)展打開(kāi)大門。
研究人員說(shuō)：“如果我們可以按需制作3D生物形式，我們可以修復(fù)先天缺陷，將腫瘤重編程為正常組織，在外傷或退行性疾病后再生并戰(zhàn)勝衰老。”這項(xiàng)研究可能“對(duì)再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)生巨大影響(構(gòu)建身體部位并誘導(dǎo)再生)。”
