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由青蛙皮膚細(xì)胞制成的活體機(jī)器人。圖片來(lái)源：Douglas Blackiston

3月31日，美國(guó)塔夫茨大學(xué)在《科學(xué)—機(jī)器人學(xué)》發(fā)表論文，他們利用青蛙的皮膚細(xì)胞制成的微型活體機(jī)器人可以感知環(huán)境，可以治愈疾病并為自己提供能量。

Xenobot活體機(jī)器人是去年首次提出的，得名于活體細(xì)胞的來(lái)源——非洲爪蟾(Xenopus laevis)?，F(xiàn)在，活體機(jī)器人團(tuán)隊(duì)已經(jīng)改進(jìn)了設(shè)計(jì)，并展示了其新的功能。

為了制造球形活體機(jī)器人，塔夫茨大學(xué)Michael Levin及其同事從24小時(shí)大的青蛙胚胎中提取了組織，這些組織經(jīng)過(guò)最小限度的物理操作形成了球形結(jié)構(gòu)。

舊版本的活體機(jī)器人依靠心肌細(xì)胞的收縮來(lái)推動(dòng)表面前進(jìn)，而這些新的活體機(jī)器人游得更快，由其表面的毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)自行推動(dòng)。它們的壽命也比上一代長(zhǎng)了3到7天，上一代的活體機(jī)器人壽命只有7天左右。此外，新的活體機(jī)器人在一定程度上具有感知環(huán)境的能力，在藍(lán)光照射下會(huì)變紅。

“最基本的發(fā)現(xiàn)是，當(dāng)你把皮膚細(xì)胞從正常環(huán)境中解放出來(lái)，給它們一個(gè)機(jī)會(huì)重新想象多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它們可以建造其他東西，而不是通常建造的那些。”Levin說(shuō)，“對(duì)我來(lái)說(shuō)，最令人興奮的事情之一就是可塑性。即使是沒(méi)有經(jīng)過(guò)基因改造的正常細(xì)胞，只要擁有正常的青蛙基因組，也能構(gòu)建出完全不同的東西。”

這些外形在四分之一毫米到半毫米之間的活體機(jī)器人以機(jī)器人群的形式運(yùn)作，這意味著一群活體機(jī)器人可以一起工作來(lái)完成一項(xiàng)任務(wù)。

塔夫茨大學(xué)研究小組成員Douglas Blackiston說(shuō)，因?yàn)榛铙w機(jī)器人是由細(xì)胞制造出來(lái)的，所以它們最終會(huì)分解并完全可生物降解。因此，他希望這些活體機(jī)器人能用于生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境應(yīng)用。

“機(jī)器人專家研究群體智能已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了，生物學(xué)家也一直在研究有機(jī)體中的群體智能?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)成員、美國(guó)佛蒙特大學(xué)Josh Bongard表示。

以前曾有科學(xué)家嘗試制造活的機(jī)器人，比如無(wú)線控制蟑螂，這涉及操控活體動(dòng)物，引發(fā)了倫理問(wèn)題。而活體機(jī)器人與這些機(jī)器人不同，它們完全由活細(xì)胞構(gòu)成。

未參與該研究的瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Auke Ijspeert表示，從倫理角度講，這種方法可能是問(wèn)題最少的，因?yàn)橐磺卸际窃隗w外進(jìn)行的，它們只是從細(xì)胞開始，沒(méi)有神經(jīng)元，所以這種機(jī)器人不是動(dòng)物?！八鼈儾倏v的實(shí)際上是細(xì)胞，所以我認(rèn)為這可能是最干凈的方式。”Ijspeert說(shuō)。

但是活體機(jī)器人更像生命體還是傳統(tǒng)的機(jī)器人呢?“我沒(méi)有得到任何答案。無(wú)論是機(jī)器人，還是青蛙，還是完全不同的東西。”Bongard說(shuō)。（辛雨）

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/scirobotics.abf1571