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移动世界。
Xenobots.

引导图像©Doug Blackiston&Emma Lederer,塔夫茨大学

去年,新的东西被嫁接到了生命之树。

在生物和机器人之间的某个地方,这些微小的,有生命的机器是由非洲爪蛙的干细胞簇创造出来的。来自心脏的干细胞为它们提供肌肉,而皮肤干细胞为它们提供结构。

被称为“Xenobots”(在青蛙的科学名称之后 - 不是,唉,异形),他们的创造者发现,可以在培养皿中完成简单任务的起居机,如Freethink的阿曼达Winkler解释去年。

来自塔夫茨大学(Tufts)和佛蒙特大学(University of Vermont)的那些研究人员现在已经开发出了第二代,Xenobots 2.0,如果你愿意的话,它可以“用单个细胞自组装身体,不需要肌肉细胞移动,甚至还能显示可记录记忆的能力。塔夫茨现在解释说

这些外星机器人的速度也更快,能够穿越更复杂的环境,比它们的前辈活得更长,能够协同工作,能够治愈自己。

是的,听起来很像T-1000.也给我。

Xenobots,推出!

正如塔夫茨大学所言,第一代外星机器人是用“自上而下”的方法构建的。研究人员将心脏和皮肤细胞手工放置并进行外科手术雕刻,形成各种形状的微型生物机器人。

它们的形状是在数字外星机器人模拟器的帮助下选择的,然后影响它们的各种运动。

原始Xenobots能够“爬行,在圈子中行驶,移动小物体 - 甚至与其他有机机器人加入以集体执行任务”,“Winkler报道。

但要创建Xenobots 2.0,研究人员使用了“自下而上”方法,在期刊上发表科学的机器人

研究人员并没有制造青蛙的心脏和干细胞,而是简单地从青蛙胚胎中提取了一些皮肤干细胞。任由它们自己发挥作用,这些细胞自行聚集在一起,形成球状体。

它们可以在没有食物的情况下存活10天,如果混合了一些糖,它们甚至可以生长。

“我们在实验室里养了超过四个月,”Tufts“Doug Blackiston,学习合唱团,告诉科学新闻。“如果你种植它们,它们会做非常有趣的事情,”包括形成新的气球形状。

一些细胞适合于含有几天的纤毛。通常被细胞使用以推开病原体并确保Xenobots使用纤毛的保护性粘液涂层,从而消除了对心脏干细胞的需要。

研究人员说,这是一个生活中卓越可塑性的例子。

在青蛙胚胎中,细胞相互协作形成蝌蚪。这里,从这个背景中,我们看到细胞可以重新利用它们的基因编码硬件,比如纤毛,来实现新的功能,比如运动,”迈克尔·莱文,生物学教授,塔夫斯大学艾伦发现中心主任,研究通讯作者,告诉塔夫斯大学现在。

“这很棒的是,细胞可以自发地接受新角色,并在没有长期进化选择的情况下创造新的身体计划和行为。”

伴随这些新的身体计划而来的是新的能力。Xenobots 2.0可以像第一代一样移动,但比研究人员构建的要快。它们也更擅长清扫垃圾——一群蚂蚁能围捕培养皿里的氧化铁颗粒——它们还能覆盖平坦的表面,晃动着穿过狭窄的毛细血管。

因为它们是生物学,Xenobots也可以愈合,伤害后形成损伤 - 甚至在只需5分钟即可从中半长的撕裂恢复。

“在一只青蛙胚胎中,细胞配合创建蝌蚪。在这里,从该上下文中删除,我们看到细胞可以重新目的,他们的遗传编码硬件如纤毛,用于诸如运动的新功能。”

迈克尔·莱文

就像之前一样,塔夫茨团队转向计算机模拟,以挑选最佳的Xenobot布局。佛蒙特大学的研究人员使用佛蒙特州先进计算核心的超级计算机集群进行了数据嘎吱作响,称为深绿色。

深绿色进来,因为“对于人们来说并不显而易见 - 一个成功的设计应该是什么样的,”UVM计算机科学家和机器人专家Josh Bongard现在告诉塔利斯。“这就是超级计算机进入并搜索所有可能的Xenobot群的空间,以找到最佳工作的群体。”

希望是最终Xenobots将能够从海洋或去污土中清除微薄塑料等任务。

时间去记住

执行这些作业将是一个更容易的地狱,能够保留和访问内存以指导他们的行动 - 原始Xenobots缺乏的东西。这次是,研究人员给了他们抓住一条信息的能力。

研究人员用携带蛋白质的指令注射青蛙干细胞,所述致蛋白质称为EOSFP。该蛋白质通常会发出绿色,但是当暴露于特定波长的光时,它变为红色。

配备了他们的小型跑灯,外星机器人现在可以记录下他们环境中暴露在特定波长的蓝光下的情况。进一步的研究可能使它们能够跟踪多种变量,甚至相应地改变它们的行为。

邦加德说:“当我们赋予机器人更多能力时,我们就可以利用计算机模拟设计出更复杂的行为和执行更复杂任务的能力。”“我们的设计不仅可以报告所处环境的状况,还可以修改和修复所处环境的状况。”

一种新的生活形式?

研究人员的原创作品已经开辟了什么,恰好,Xenobots。他们是生命吗?机器人,但用生物材料,代替螺母和螺栓?

正如您可以想象的那样,这些改进的迭代——它们自己组织起来——激发了更多的相同的东西。

特拉维夫大学进化生物学家Eva Jablonka说,她与这项研究无关广达电脑杂志她认为他们是一种新的生活形式“由它所做的事情而不是它的发展和进化所在的东西。”

Xenobots.

配备了一种能从绿色变为红色的特殊蛋白质,下一代异种机器人可以简单地记录它们暴露在蓝光下的情况。图片来源:塔夫茨大学的道格·布莱克斯顿和艾玛·莱德勒

墨尔本大学数字伦理研究员Kobi Leins认为,随着新生命形式的产生,新的伦理问题也随之产生。她告诉《科学新闻》说:“科学家喜欢制造东西,而不一定会考虑后果。”

(莱文对此表示赞同,他在接受《科学新闻》采访时表示,外星机器人提出的问题就像“发现了一整片充满奇怪新事物的星系”。)

莱文希望,在那个星系内,外星机器人能做的不仅仅是执行任务:它们可能帮助我们了解生物生命本身是如何发展的。

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