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对话首个"活体机器人"研发者 聊聊背后疯狂的想法

新京报

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原标题:对话首个“活体机器人”研发者,聊聊背后疯狂的想法

美国科学家利用青蛙的干细胞制作出了全球首个“活体机器人”。

美国佛蒙特大学和塔弗茨大学科研团队将这种可编程的生物命名为“Xenobot”(异形机器人)。它是一种“全新的生命形式”,既不是传统的机器人,也不是已知的动物物种。

佛蒙特大学研究人员首先在超级计算机上运行一种进化算法,根据生物物理学法则模拟出一种有机体设计方案。然后,美国塔夫茨大学研究人员从青蛙胚胎中提取出干细胞,培育成皮肤细胞或心肌细胞,将它们按照设计方案进行组装。

这种活体机器人的长度不到1毫米,可向指定目标运动。而且,研究人员将它切割成两部分之后,它们可以自主缝合起来继续工作。

Xenobots可用于清除放射性废物,在海洋中收集微塑料,携带药物进入人体,甚至可进入人体动脉清除动脉壁上的菌斑。

这项研究成果于1月13日发表在美国《国家科学院学报》上,论文共同作者、佛蒙特大学教授约书亚·邦加(JoshuaBongard)接受了外事儿的采访,聊了聊他们团队的“疯狂想法”。

Q: 外事儿

A: 约书亚·邦加(JoshuaBongard)

技术相对安全,机器人无大脑

Q: 研发过程中最大的挑战是什么?

A: 我们实验室从事仿真机器人开发已经有很长一段时间,当我们和塔夫茨大学的生物学专家们进行学术交流时,他们展示了一个用青蛙皮肤细胞设计制作的雕塑,这使我们感到惊讶,便萌生了制作活体机器人的想法。研发过程中最大的挑战是如何模拟出青蛙的心肌细胞。所有的生物细胞都像是极其复杂的“机器”,相比利用钢铁和电子材料制作机器人,使用生物细胞要困难的多。

Q: 为什么会选择青蛙的细胞?

A: 塔夫茨大学的生物学专家们在各类动物细胞方面的研究非常多,他们做过相关实验,将一只青蛙的眼睛取出植入正在发育的一个青蛙胚胎背面,随着胚胎成长,眼睛附着到了青蛙的脊柱上,这只“异形”青蛙不仅能够通过特殊的眼睛观察周围事物,还能通过这只眼睛来指导行为。这个实验显示,青蛙对形态变化的容忍度非常高,适合于制作活体机器人。

Q: 团队是否担心实验出现不可预见的结果?

A: 我们了解这项技术是相对安全的,因为不存在基因工程方面的操作。我们实验的主要对象就是一只普通的青蛙,只是重新组建成了不同的组织形态。

Q: 有观点认为专门创造出为其他生物服务的新型生物,存在伦理问题,例如演变为新的奴隶制。你怎么看待伦理风险?

A: Xenobot没有大脑,所以这相当于问我们吃蔬菜时蔬菜是否感到痛苦。即使在后期Xenobot生成大脑,这种技术的残酷性也无法与工厂化养殖的猪、牛等动物所遭受的痛苦相提并论。而且,伦理风险是政策制定者应该考虑的事情,我们各司其职,这项研究对人类有益。

Q: 如果未来有科学家利用这项技术在人类细胞上进行实践,会发生什么后果?

A: 如果包含人类的神经系统的话,那么制造出的活体机器人会感受到痛苦。但是美国在这方面有严格的限制。如果要说以人类形态为基础的机器人,那么可以追溯到五百多年前,达·芬奇曾写下大量关于机械发明的构思,其中最具挑战性的就是日耳曼装甲骑士。达·芬奇的草图显示,这个骑士由安装在外部的机械曲柄驱动并且通过缆绳和滑轮实现坐起、站立、转头、开合嘴巴以及举起胳膊,这说明人类的身体其实也是一个建立在化学基础上的机器。后来, NASA机器人专家马克·罗塞姆实现了达·芬奇的构想,将机器人取名为“Anthrobot”,源自“Anthropology”(人类学)与“Robot”(机器人)。

未来应用无可估量

Q: 活体机器人的下一步研究是什么?

A: 下一步我们将重点研究Xenobot在现实构建中能否自动收集周围的漂浮细胞,并构建自身的副本。

Q:  Xenobot的终极应用将会是什么?

A: 这很难做出一个预测,因为任何新兴技术的应用都是无可估量的。你可以试想一下,当时互联网的发明者肯定不会想到网络的应用已经发展到如今的地步。活体机器人也是如此。

不过,Xenobot具有100%的生物降解性和生物相容性,因此它们可用于清洁海洋中的微塑料或土壤中的污染物,可充当安全的微型机器人进入人类体内,将药物直接送达指定部位,清洁动脉壁上的菌斑。

Q: 未来十年,机器人会发生怎样的革新?

A: 现有的这些机器人都是由计算机自动设计,我们更需要人类手工制造它们。如果在接下来的几年中可以实现制造自动化,那可能会使技术大规模扩展。同样,它将使我们理解复杂行为是如何由简单元素特组合产生的。当前,从气候变化到社会不稳定等诸多问题正在对人类社会造成冲击,我们需要机器人的帮助。

Q: 特斯拉CEO埃隆·马斯克的公司研发出了“脑后插管”黑科技,实现芯片与大脑直接连结,你如何看待这项技术?

A: 我认为生物体和计算机技术的结合是不可避免的趋势,但是马斯克自己并不是一个人工智能专家,所以我不认为他的公司会在这个领域做出特别重大的突破。

Q: 2011年,你曾被时任美国总统奥巴马授予“美国青年科学家与工程师最高荣誉总统奖”,你认为在科学事业上获得成功的关键是什么?

A: 永远不要害怕追求疯狂的想法。我们在制造Xenobot之前也觉得活体机器人是个疯狂的想法,但是现在事实证明我们可以实现。

文/沁涵

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