（文章來源：新華社客戶端）

《美國科學(xué)院院報(bào)》發(fā)表的一項(xiàng)最新研究顯示，美國佛蒙特大學(xué)和塔弗茨大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用從青蛙胚胎中提取的活細(xì)胞，制造出了全球首個(gè)用細(xì)胞做成的活體機(jī)器人。它們，或者他們，被命名為Xenobot。按照研究人員邁克爾·萊文的說法，這些“生命機(jī)器”，是全新的、“從未在地球上出現(xiàn)過的”生命形式。

多年來，人類一直在嘗試組裝一些人工有機(jī)體。但這項(xiàng)研究，是有史以來第一次“從一開始就設(shè)計(jì)完全生物的機(jī)器”，研究小組在他們的文章中說。佛蒙特大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和機(jī)器人專家、論文通訊作者約書亞·邦加說：“它們既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動(dòng)物物種，而是一類新的人工制品：一種活的、可編程生物?！?/p>

論文顯示，這種機(jī)器人長度不到1毫米，是非洲爪蛙心肌細(xì)胞（收縮細(xì)胞）和表皮細(xì)胞（被動(dòng)細(xì)胞）的結(jié)合。這兩種細(xì)胞都是研究人員從爪蛙胚胎干細(xì)胞中分化得到的。佛蒙特大學(xué)研究人員在具有2萬臺筆記本電腦計(jì)算能力的超級計(jì)算機(jī)“深綠”（Deep Green）上使用了一種進(jìn)化算法，創(chuàng)建了大量候選設(shè)計(jì)，然后由塔弗茨大學(xué)的生物學(xué)家組裝和測試。每個(gè)候選設(shè)計(jì)完成科學(xué)家的一項(xiàng)任務(wù)，比如朝一個(gè)方向移動(dòng)，計(jì)算機(jī)會(huì)一遍又一遍地將幾百個(gè)模擬細(xì)胞重組成各種形狀。

程序運(yùn)行時(shí)，這些模擬細(xì)胞受有關(guān)青蛙皮膚和心肌細(xì)胞可以做什么的生物物理基本規(guī)則的驅(qū)動(dòng)，研究人員用類似自然選擇的方式，將運(yùn)行失敗或性能較差的模型剔除，成功的模擬有機(jī)體則會(huì)被保留和完善。這樣，在算法獨(dú)立運(yùn)行一百次之后，研究人員選出了最有前途的設(shè)計(jì)。

最后，按照超級計(jì)算機(jī)模擬出來的設(shè)計(jì)，研究人員用鑷子和更小的電極“雕琢”從爪蛙胚胎中收集的干細(xì)胞。他們將細(xì)胞切割，并在顯微鏡下連接成計(jì)算機(jī)指定設(shè)計(jì)的近似值。這些“重塑”的細(xì)胞以自然界中并不存在的身體形態(tài)開始協(xié)同工作，有的是楔形，有的是拱形。爪蛙的皮膚細(xì)胞形成了更為被動(dòng)的結(jié)構(gòu)，而曾經(jīng)隨機(jī)收縮的心肌細(xì)胞在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下得以有序地向前運(yùn)動(dòng)。

這種活體機(jī)器人可進(jìn)行編程修改，可以攜帶有效載荷朝目標(biāo)自由移動(dòng)，哪怕被切開也能夠自動(dòng)愈合。令人吃驚的是，這些生物機(jī)器人還展現(xiàn)了協(xié)同能力，如共同繞圈、推動(dòng)物體移動(dòng)等。“我們可以想象，這種活體機(jī)器人的許多應(yīng)用是其他機(jī)器人無法做到的?！彼ゴ拇髮W(xué)再生與發(fā)育生物學(xué)中心的負(fù)責(zé)人邁克爾·萊文說。

通過心肌細(xì)胞的收縮，這種機(jī)器人能在水性介質(zhì)中移動(dòng)。研究者認(rèn)為，這一特性展示了未來無限的可能性。比如它們可以被用來清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物質(zhì)，或者作為可生物降解的機(jī)器人進(jìn)入人體血管，精準(zhǔn)輸送藥物、清除動(dòng)脈壁上的斑塊等等。迄今幾乎所有的金屬、塑料機(jī)器人，都有一個(gè)缺點(diǎn)，就是不能完全降解，Xenobot完全可生物降解。

這些機(jī)器人雖然不能“進(jìn)食”，其運(yùn)動(dòng)也只能靠細(xì)胞內(nèi)原有的儲能物質(zhì)供能，但當(dāng)儲能物質(zhì)消耗殆盡，這些機(jī)器人就會(huì)自我毀滅，留下有機(jī)細(xì)胞，很容易被完全降解。不僅如此，它還具有自我修復(fù)能力。研究人員介紹說，把機(jī)器人切成兩半，它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續(xù)活動(dòng)。但有趣的是，如果你將這個(gè)機(jī)器人翻轉(zhuǎn)過來，它就像烏龜翻了個(gè)個(gè)兒背朝下，會(huì)失去移動(dòng)能力。

這些用青蛙表皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞重組的生命機(jī)器誕生后，引發(fā)了不少人的恐慌。有網(wǎng)友在社交媒體上說：“嚇?biāo)牢伊?！這讓人想到《異星覺醒》：一個(gè)單細(xì)胞就能毀滅天地。”著名的《連線》雜志也用四個(gè)字來形容這個(gè)“新物種”：“毛骨悚然”。邁克爾·萊文指出，這種恐懼并非不合理。但他認(rèn)為，他們的工作是在幫助人們更好地理解這類系統(tǒng)。

“這項(xiàng)研究正是對人們所擔(dān)憂的事情的直接貢獻(xiàn)?！比R文說，“如果人類要考慮未來的生存，就需要更充分地了解，簡單規(guī)則是如何形成復(fù)雜的特征的。”他說，“許多科學(xué)都是在控制底層規(guī)則，但我們更需要了解高層規(guī)則。”論文作者之一山姆·克里格曼指出，這項(xiàng)研究帶來了新的道德問題：這類機(jī)器人的未來變體可能具有神經(jīng)系統(tǒng)和認(rèn)知能力。

這些機(jī)器人是誰？是它們，還是他們？從基因上講，這些機(jī)器人是青蛙，科研人員用的是100%的青蛙DNA。然而，這些機(jī)器人卻不是青蛙。“我認(rèn)為重要的是，這項(xiàng)研究是公開的，社會(huì)可以對其進(jìn)行討論，政策制定者也能有針對性地制定最佳行動(dòng)方案?！笨死锔衤f。

斯坦福大學(xué)法學(xué)教授、生物醫(yī)學(xué)倫理學(xué)研究中心指導(dǎo)委員會(huì)主席漢克·格里利也指出：倫理問題需要及早關(guān)注。研究者表示，設(shè)計(jì)這種生物機(jī)器人使用了人工智能領(lǐng)域的進(jìn)化算法。這項(xiàng)研究可“用于設(shè)計(jì)可重構(gòu)生物的更廣闊的新方法”，是將關(guān)于生物電代碼的理念應(yīng)用于生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的第一步。
（責(zé)任編輯：fqj）