一年前誕生的全球首個活體機器人，如今可以“生孩子”了。

據(jù)環(huán)球時報12月1日報道，近日，美國佛蒙特大學和塔夫茨大學的研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種全新的生物繁殖方式，并利用這一發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造了有史以來第一個可自我繁殖的活體機器人——Xenobots 3.0。這一研究成果于10月29日發(fā)表在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上。（詳見鈦媒體App前文：《人工智能的產(chǎn)物！全球首個活體機器人能“生娃”，但引來倫理爭議》）

實際上，早在去年1月，鈦媒體App就報道了該研究團隊用非洲爪蟾早期胚胎中的皮膚和心臟細胞組裝成一種全新的生命形式，創(chuàng)造出全球首個活體機器人“Xenobots”（異種機器人），可自我修復并自然分解；今年3月，團隊將Xenobots升級到2.0，能夠使用像頭發(fā)一樣的纖毛“腿”自行推進，在物體表面上快速移動，并且能夠記錄信息。（詳見鈦媒體App前文：《全球首個活體機器人誕生：100%青蛙基因，遭破壞時可自愈》）

如今，經(jīng)歷近兩年升級了兩次之后，Xenobots 3.0更進一步，實現(xiàn)了機器人的自我繁殖能力。

北京時間12月2日凌晨舉行的媒體采訪活動上，本論文共同作者，塔夫茨大學再生與發(fā)育生物學中心負責人邁克爾·萊文（Michael Levin）在接受鈦媒體App的采訪時表示，多細胞系統(tǒng)集合可以做很多事情，比如進行用機器人實現(xiàn)真正的藥物遞送。

“這篇研究實驗已經(jīng)是一個驚人的“生物可塑性”的經(jīng)典案例，未來或可為外傷、先天缺陷、癌癥、衰老等提供更直接、更個性化的藥物治療?！边~克爾·萊文表示。

科研團隊還在采訪中透露，Xenobots可以在沒有任何外部食物儲備的情況下存活10到14天，因為它們從卵子中獲得能量。一旦到14天后，這些細胞就會分解，無法繁殖。而且，Xenobots自我復制只能持續(xù)了1-2代。

創(chuàng)造全球首個活體機器人的科研團隊接受媒體線上采訪（第一排右邊是佛蒙特大學Joshua Bongard教授，第二排右側是塔夫茨大學Michael Levin教授），圖片由鈦媒體App編輯截圖

兩年升級兩次，最終實現(xiàn)活體機器人“可繁殖”

其實嚴格來講，Xenobots并不是傳統(tǒng)意義上的機器人。

“機器人”一詞最早由捷克作家Karel Capek使用，專指人形奴?！癰ot”的原意指的就是奴隸，“Xeno”指的是“奇怪的，陌生的”意思。

而Xenobots一點不像人。它長得非常像“吃豆人”，造型有趣。此次全新升級的Xenobots 3.0僅有毫米大小，既不是傳統(tǒng)的機器人，也不是一種動物。更嚴謹一些說，Xenobots是一種活的、可編程的有機體。

從去年誕生到現(xiàn)在，Xenobots經(jīng)歷了從 1.0 到 3.0 的升級進化，兩年升級了兩次，實現(xiàn)了從簡單行走到自我發(fā)育繁殖，創(chuàng)造出全球首個可自我繁殖活體機器人。

具體在Xenobots 1.0部分，去年1月，佛蒙特大學（UVM）計算機科學系教授約書亞·邦加（Joshua Bongard），和馬薩諸塞州塔夫茨大學的Michael Levin及其同事，利用從青蛙胚胎干細胞中提取的活細胞，通過佛蒙特大學的Deep Green 超級計算機集群上的自研模型，創(chuàng)造出全球第一個毫米級“活體可編程機器人”Xenobots，發(fā)表在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上。

隨后在今年3月，團隊將Xenobots升級到 2.0 版本。團隊稱，在實驗條件下，Xenobots這些細胞形成了小型結構，具有自我組裝，分組移動并感知周圍環(huán)境，“自下而上”的自組織能力。這一研究成果登上了知名科學期刊美國《科學機器人》（Science Robotics）上。

如今的Xenobots 3.0的研究突破在于，“活體機器人”可以實現(xiàn)自我復制能力。而且，Xenobots根本上是異種機器人，就是說，它的后代實際上沒有類似人類一樣的父母，它們是由不同的Xenobots共同制造出來的。

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將足夠多的Xenobots放置在培養(yǎng)皿中彼此靠近，它們會聚集并將其他漂浮在溶液中的單個干細胞堆疊起來，用它們如同吃豆人形狀的“嘴”將干細胞組裝成“嬰兒”Xenobots。幾天后，這些“嬰兒”就會變成外觀和動作都跟母體一樣的新Xenobots。然后這些新的Xenobots可再次出去尋找干細胞，并建立自己的“副本”，就這樣周而復始，不斷復制。

根據(jù)論文所述，研究人員觀察到，當Xenobots被聚集成團時，它們在五天內形成了大約3000個細胞的球體。每個團塊大約有半毫米寬，覆蓋著微小的毛發(fā)狀結構。而這一結構類似藻類的鞭毛，可以幫助Xenobots進行類似螺旋形游動。更有意思的是，單個Xenobot看起來似乎在進行一種有組織的協(xié)同工作，一道把松散的細胞拱到一起，由此產(chǎn)生的細胞堆逐漸形成了新的“Xenobots”，也就是復制體。

“這些青蛙細胞的復制方式與青蛙的繁殖方式大不相同，科學界已知的任何動物或植物都不會以這種方式進行復制”，本論文作者、塔夫茨大學、哈佛大學Wyss生物啟發(fā)工程研究所博士后研究員薩姆·克里格曼Sam Kriegman表示。

簡單來說，就是成群的青蛙干細胞聚集到一起，通過最終復制一個細胞自己。

因此，Xenobots成為全球第一個被發(fā)現(xiàn)以這種方式繁殖的多細胞生物體。

細胞簇自發(fā)的復制運動路線（來源：論文）

邁克爾·萊文指出，在最佳條件下制作一份副本大約需要五天時間?！昂蟠辈粫捎酶复?C 形體型，而是恢復為效率較低的原始球體形狀，也沒有大腦或消化系統(tǒng)，只是能編程罷了。

“機器人和有機體之間的區(qū)別并不像我們過去認為的那么明顯。”萊文表示，Xenobots兼具機器人和有機體兩者的屬性。

該團隊還指出，通過人工智能算法，可以設計出更容易復制的細胞集群，執(zhí)行特定的工作。這意味著，未來這些經(jīng)過設計的細胞簇可能無需任何外部干預，僅通過自我復制便可實現(xiàn)更大的價值。

科研團隊在采訪中強調，構建活體機器人，是人類破解“形態(tài)學代碼”的一小步。可以幫助人類了解它們（青蛙細胞）是如何根據(jù)其（形態(tài)學代碼領域）歷史和環(huán)境來計算和存儲信息的。而未來，他們希望Xenobots可以讓某種體外組織，用于移植到病人身上，或直接用于病人身上，用于追蹤腫瘤細胞，以及腸道中的細菌相互作用，更好的治療和緩解病人的疾病問題。

研究者回應倫理問題：沒有外界的幫助，這種細胞無法繁殖

這樣一種可以自我繁衍的“活體”機器人的誕生，讓一些圍觀者聯(lián)想到了某些科幻小說、電影描繪的場景。一些網(wǎng)友評論說，這是“異形來了”，生怕科學家們造出了一種可以毀滅人類的致命生物兵器，消息一出引起了廣泛的社會反響。

中國人民大學哲學院副教授王小偉認為，雖然這種憂慮帶有濃厚的“科幻氣質”，但焦慮本身是真實的。

杜克大學法學和哲學教授妮塔·法拉哈尼 (Nita Farahany) 表示，新技術中涉及到了一些倫理問題?！叭魏螘r候我們會被機器人試圖駕馭生命...... （我們應該）認識到它可能會變得非常糟糕，”

不過，北京航空航天大學生物學教授葉盛指出，現(xiàn)階段研究者們在實驗室里造出的“活體”機器人，還沒有離開實驗室后在自然界里獨立生存的能力，對環(huán)境的適應能力變得更強，自我復制的能力變得更強時，它跟大自然之間會產(chǎn)生什么相互作用和影響，恐怕就很難判斷了。

換句話說，葉盛認為，短時間內，Xenobots活體機器人很難對我們的生物圈乃至人類社會產(chǎn)生威脅?！八詮拈L遠來看，它的安全性的確是一個值得考慮的問題。但我想恰恰是因為安全性需要去考慮，所以我們現(xiàn)在才需要去研究它，我覺得兩者是相輔相成的?！?/p>

Xenobots 3.0科研團隊（左起）：佛蒙特大學喬西·邦加德；塔夫茨大學和哈佛大學Wyss研究所邁克爾·萊文；塔夫茨大學道格·布萊克斯頓；塔夫茨大學的山姆·克雷格曼。圖片來源：塔夫茨大學

針對于外界質疑的倫理問題，本論文作者，塔夫茨大學資深科學家道格·布萊克斯頓（Doug Blackiston）博士對鈦媒體App表示，Xenobots細胞可以在室溫下存活，在沒有任何外部食物儲備的情況下，最多能存活10到14天。如果研究人員沒有為這個系統(tǒng)提供豐富的青蛙干細胞來源，這個系統(tǒng)就會崩潰，細胞14天后就會分解掉。所以，Xenobots沒有外界的幫助，這種細胞是無法繁殖的。

道格·布萊克斯頓強調，倫理道德問題對于科學家來說十分敏感，所以對于涉及生物和動物材料的研究又完善的制度規(guī)定，有著多層次的監(jiān)管。這些機器人完全被限制在實驗室中，是可生物降解的，很容易被消滅，并經(jīng)過了美國聯(lián)邦、州和機構各級倫理專家的審查。

“科學研究必須確保通過一般性倫理準則，所以普通的用戶不太需要過于擔心?！毖芯繄F隊接受鈦媒體App采訪時表示。

邁克爾·萊文則指出，青蛙細胞在存活時一直在蛻皮，當它們蛻皮的時候。通常有一些健康的細胞。而且14天后，這些細胞會在水中被分解掉，并且是無害的。

對于是否可以無限繁殖問題，邁克爾·萊文指出，在研究過程中他們發(fā)現(xiàn)，Xenobots自我繁殖現(xiàn)象在某種程度上是短暫的，自我復制只能持續(xù)1-2代，不能無限期繁殖。而且自我復制的形狀并沒有數(shù)十億種，最終都是原始球體形狀，即有“嘴”的圓形。

他強調，這種分子生物學和人工智能技術結合的成果有望用于人體和環(huán)境方面的許多任務，例如收集海洋中的微塑料、檢查根系和再生醫(yī)學等。

不過，中國人民大學哲學院副教授王小偉認為，目前Xenobot還停留在科學研究階段，距離臨床實際應用還有很多路要走。但未來，他認為，“活體機器人”或許還可以為外傷、先天缺陷、癌癥、衰老等提供更直接、更個性化的藥物治療等。

科技部主管媒體《科技日報》評論稱，這種活體機器人不能繁殖得過于瘋狂，否則也令人擔憂。第三代機器人的再生和修復能力，在人類醫(yī)學上也頗有大展拳腳的潛力。

（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）

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