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06-17
作者 |兴华编辑|好久不见，青木！全球首创活体机器人，创造全新生活方式再现！你印象中的机器人还停留在铜头铁额的机械躯体吗？还是由钢筋混凝土或重木制成的庞然大物？这不，科学家立即安排了一批活体机器人，重点是全球第一批！而且，这些机器人还可以自我复制……这是科学家从佛蒙特大学、塔夫茨大学、哈佛大学维斯研究所发现的生物复制新形式，并创造了历史上第一个“自我复制” 。
活机器人。
目前，该研究成果已于2019年11月29日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。
论文链接：Blackiston，表示：长期以来人们认为我们已经找到了生命可以繁殖或复制的所有方式。
但这次我们的发现是我们以前从未见过的。
尽管这些计算机设计的细胞结构拥有青蛙的基因组，但它们并没有选择成为蝌蚪。
相反，在看似集体智慧的行动中，他们做了一些令人震惊的事情。
例如，自我复制。
当一群成熟细胞处于一群分散的胚胎细胞中时，它们会自发地将这些离散的细胞堆积在一起。
如果细胞团足够大，这些细胞可以发育成游泳的、有纤毛的后代。
然而，这个过程更加不确定。
温度范围、胚胎细胞的密度、成熟细胞群的数量和随机行为、溶液的粘度、培养皿的表面几何形状以及污染都会影响复制。
因此，第一代Xenobot的自我复制最多只能持续两轮。
如何扩大这一轮复制规模？这就是人工智能算法派上用场的地方。
2AI如何扩大复制轮数？既然球形结构的细胞团不利于繁殖，我们可以尝试其他形状吗？那么如何克服这个问题呢？自我复制的 Xenobot 最初是由佛蒙特大学超级计算机上运行的人工智能程序构想出来的。
研究人员运行了一种进化算法，在模拟中测试了数十亿种生物体大小，目的是发现哪些细胞配置能够实现自我复制。
最终，人工智能找到了一个获胜的设计：一组形状像 20 世纪 90 年代街机游戏吃豆人的细胞。
以“吃豆人”的形式，Xenobots的自我复制系统的寿命从最多2代增加到4代。
该研究的共同作者、塔夫茨大学高级研究员道格拉斯·布莱克斯顿(Douglas Blackiston)接受了人工智能给出的设计，使用微型烙铁和手术钳手动雕刻出Xenobot矩阵，该矩阵由青蛙细胞组成，可以游泳在培养皿中。
添加到培养皿中的青蛙细胞为 Xenobot 母体提供了原材料，他们用它在吃豆人形状的“嘴”中创造了新的 Xenobot。
几天后，新的Xenobot成长为新的Xenobot母体。
通过不断向培养皿中添加青蛙细胞材料，这种自我复制过程可以一代又一代地继续下去。
在爪蟾中，这些胚胎细胞发育成附着在蝌蚪外部的皮肤，阻挡病原体并重新分配粘液。
但研究小组将这些细胞放置在一个新的环境中，让它们有机会重新想象它们的多细胞性。
事实证明，只想当皮肤的细胞并不是好细胞。
“很长一段时间以来，人类认为我们已经发现了生命繁殖或复制的所有方式，但这种方式以前从未被观察到，”道格拉斯·布莱克斯顿说。
Xenobot 矩阵由大约 1,000 个细胞组成，自身形成一个球体。
这些球体可以繁殖，但系统通常会死亡。
在实践中，保持一个系统的复制是非常困难的，但通过在超级计算机集群上运行的人工智能程序，进化算法可以在模拟环境中测试数十亿种体形，例如三角形、正方形、金字塔和海星，以找到符合条件的细胞。
基于运动的“运动学”复制更加有效。
佛蒙特大学工程与数学科学学院教授邦加德说：“我们发现生物体或生命系统中存在一个以前未知的空间，而且这是一个巨大的空间。
”那么，“我们如何探索这个空间？我们发现了会走路的 Xenobots，我们发现了会游泳的 Xenobots。
在这项研究中，我们发现了可以自我复制的 Xenobots。
下一步是什么？”也许正如科学家夫妇在《美国国家科学院院刊》研究中所写的那样：生命在表面之下隐藏着令人惊讶的行为，等待被发现。
3下一个目标是什么？与其他已知的生物繁殖形式相比，基于运动学的自我复制使得显着扩大和缩小每一代后代的数量成为可能。
这表明生物体可能能够学会自动设计自己，以产生不同大小、形状和有用行为的后代，而不是简单地在数量意义上复制自己。
因此，该团队的下一个目标是加快从理解问题到提供解决方案的转变，例如使用活体机器人从下水道中拉出塑料颗粒或制造新药物。
“我们正在尝试理解这个属性：复制。
世界和技术正在迅速变化，对于整个社会来说，研究和理解它是如何运作的非常重要，”邦加德说。
研究小组看到了活体机器人走向再生医学的前景。
“如果我们知道如何告诉细胞集合做我们希望它们做的事情，最终，这就是再生医学的解决方案，例如创伤性损伤、出生缺陷、癌症和衰老，”莱文解释道。
这些问题的存在是因为我们不知道如何预测和控制细胞群的构建。
正如研究人员所说，“在生命的表面之下，还隐藏着更多令人惊奇的行为，等待我们去发现。
”不过，也有人给出了不同的解读。
比如，有的网友可能会对自我的可能性产生怀疑。
复制生物技术的概念令人担忧，甚至令人恐惧：人工生命、集体智慧、自我复制。
下一个是什么？会导致失控的破坏吗？要回答这个问题，我们首先要明确Xenobot是否具有智能？当被问及 Xenobot 是否具有智能时，Blackiston 表示，他更愿意将其称为可编程生物，智能发生在设计和编程阶段，而不是实际的 Xenobot 中。
“我的观点是他们并不聪明，”布莱克斯顿说。
但他同意这项工作挑战了科学定义。
Bongard 补充道：“由于这些技术，定义正在消失。
”Xenobot 是人工智能的产物，而人工智能本身正在帮助人类消除人类最初对智能的标准定义。
因此，对于这项研究，仁者见仁见智，智者见仁见智。
没必要太纠结于目前仅有的研究成果。
毕竟，历史已经证明，科学技术的发展将长期造福于人类。
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