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編輯：桃子、David
在生孩子這件事兒上，美國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造了奇跡：讓機(jī)器人「生娃」。
你沒看錯(cuò)，世界上第一個(gè)「活體機(jī)器人」正在繁衍...
當(dāng)這些酷似「吃豆人」的機(jī)器人「父母」在環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，它們會(huì)在「嘴巴」中收集數(shù)百個(gè)干細(xì)胞。
隨著時(shí)間的推移，這些干細(xì)胞會(huì)聚集在一起，形成機(jī)器人寶寶，發(fā)育成熟之后，看起來(lái)就像它們的父母一樣。
這是由來(lái)自佛蒙特大學(xué)、塔夫茨大學(xué)以及哈佛大學(xué) Wyss研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的一種全新生物繁殖形式，并創(chuàng)造了有史以來(lái)第一個(gè)「自我復(fù)制」的活體機(jī)器人。
目前，這項(xiàng)研究已于10月22日發(fā)表在 PNAS 上。
論文地址：https://www.pnas.org/content/pnas/118/49/e2112672118.full.pdf
該研究的合著者、塔夫茨大學(xué)的資深科學(xué)家 Douglas Blackiston 表示，「長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為我們已經(jīng)找到了生命可以繁殖或復(fù)制的所有方式。但這次我們的發(fā)現(xiàn)是之前從未見過(guò)的?！?/p>全球首次！活體機(jī)器人「生娃」
本來(lái)，非洲爪蟾蛙的這些胚胎細(xì)胞會(huì)發(fā)育成皮膚。但它會(huì)擋在蝌蚪的外面，阻擋病原體并重新分配粘液。
研究人員這次將這些胚胎細(xì)胞置于一個(gè)新的環(huán)境下，讓其有機(jī)會(huì)重新利用這個(gè)「多細(xì)胞性」。
這次，這些胚胎細(xì)胞要發(fā)育的目標(biāo)和皮膚大不相同。
「這些青蛙細(xì)胞的復(fù)制方式與以往大不相同?？茖W(xué)上已知的任何動(dòng)植物都不會(huì)以這種方式復(fù)制」，這項(xiàng)新研究的主要作者 Sam Kriegman 博士說(shuō)。
最初，由大約 3000 個(gè)細(xì)胞組成的爪蟾機(jī)器人（Xenobot）親本形成了一個(gè)球體。大約 3 天后，球體外表面上會(huì)形成纖毛。
當(dāng)產(chǎn)生的成熟細(xì)胞群處于培養(yǎng)皿中約 60000 個(gè)分離的干細(xì)胞中時(shí)，它們的集體運(yùn)動(dòng)將一些細(xì)胞推到一堆。
如果這個(gè)「堆」足夠大，這些細(xì)胞群就能發(fā)育成會(huì)游泳、帶纖毛的后代。如果分離干細(xì)胞更多，則會(huì)產(chǎn)生更多的后代。
不過(guò)，這個(gè)復(fù)制過(guò)程最多持續(xù)兩輪。是否會(huì)停止取決于適合青蛙胚胎發(fā)育的溫度范圍、解離細(xì)胞的濃度、成熟生物的數(shù)量和隨機(jī)行為、溶液的粘度、培養(yǎng)皿的幾何形狀表面，以及污染的可能性。
確實(shí)，就像研究論文作者之一Sam Kriegman 博士所說(shuō)：「這些機(jī)器人可以生孩子，但之后這個(gè)復(fù)制系統(tǒng)很快就會(huì)消亡。要讓系統(tǒng)繼續(xù)復(fù)制非常困難」。
看來(lái)，球體結(jié)構(gòu)不利于機(jī)器人的**的復(fù)制，怎么辦？試試別的形狀！
這正是AI入場(chǎng)的好時(shí)候。
通過(guò) Deep Green 超級(jí)計(jì)算機(jī)集群上運(yùn)行的AI程序，進(jìn)化算法在模擬中對(duì)數(shù)十億種形狀進(jìn)行了測(cè)試——三角形、正方形、金字塔、海星形——讓細(xì)胞在復(fù)制中的效率更高。
研究人員使用一種進(jìn)化算法，從隨機(jī)群開始，進(jìn)化出具有增加自我復(fù)制能力的細(xì)胞群。（ FG = 給定群體實(shí)現(xiàn)的子代數(shù)。小數(shù)部分表示群體距離實(shí)現(xiàn)另一輪復(fù)制的距離。）
這個(gè)進(jìn)化試驗(yàn)中最成功的世系起源于一個(gè)球體，它構(gòu)建的樁不超過(guò) 74% 自我復(fù)制所需的大小閾值。
爪蟾機(jī)器人（Xenobot）能夠在培養(yǎng)皿中找到微小的干細(xì)胞并將數(shù)百個(gè)干細(xì)胞聚集在「嘴」(指C型的缺口) 里，幾天后這組干細(xì)胞就會(huì)裂變成新的爪蟾機(jī)器人。
「我們利用超算弄清楚了如何調(diào)整最初父母親本的形狀。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月努力，AI想出了一些奇怪的設(shè)計(jì)，包括一個(gè)類似于「吃豆人」的形狀。這種設(shè)計(jì)相當(dāng)違反直覺，它看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但人類工程師想不出來(lái)?！筍am Kriegman說(shuō)。
比如，為什么是一張嘴？為什么不是5張嘴？不過(guò)，形狀雖然看起來(lái)有點(diǎn)奇怪，但效果很好。經(jīng)測(cè)試，這個(gè)「吃豆人」形狀大大延長(zhǎng)了Xenobot 機(jī)器人復(fù)制系統(tǒng)的壽命。
實(shí)驗(yàn)表明，在經(jīng)歷AI算法篩選出的「吃豆人」形狀下，機(jī)器人的自我復(fù)制系統(tǒng)壽命，由最多2代增加到了4代。
現(xiàn)在，這些機(jī)器人的兒子能生孫子，孫子又生了曾孫，繁殖還在繼續(xù)......
眾所周知，運(yùn)動(dòng)學(xué)復(fù)制在分子水平上是眾所周知的，但以前從未在整個(gè)細(xì)胞或生物體的尺度上觀察到。
Douglas表示，「我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在生命系統(tǒng)中存在著一個(gè)未知的空間。我們?nèi)绾稳ヌ剿髂莻€(gè)空間？我們發(fā)現(xiàn)了會(huì)走路的機(jī)器人；我們發(fā)現(xiàn)了會(huì)游泳的機(jī)器人?，F(xiàn)在，我們又發(fā)現(xiàn)了可以運(yùn)動(dòng)、可以自我復(fù)制的異形機(jī)器人。未來(lái)還會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)呢?」
誠(chéng)如研究人員所說(shuō)，「在生命的表面之下，還隱藏著更多令人驚訝的行為，等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?！?/p>
大多數(shù)人都會(huì)認(rèn)為機(jī)器人是由金屬和陶瓷制成的，不過(guò)爪蟾機(jī)器人同時(shí)也是由青蛙細(xì)胞制造的有機(jī)體。
2020年，還是這群美國(guó)科學(xué)家，首次利用從青蛙胚胎中提取的活細(xì)胞，創(chuàng)造出第一個(gè)有生命的機(jī)器。
這些毫米級(jí)的「活體機(jī)器人」（xenobots）可以朝目標(biāo)移動(dòng)，也可以攜帶一個(gè)有效載荷（例如需要運(yùn)送到患者體內(nèi)特定位置的藥物），還能在切割后自行愈合。
在UVM的超級(jí)計(jì)算機(jī)集群上進(jìn)行了數(shù)月的處理之后，該團(tuán)隊(duì)（包括主要作者和博士生Sam Kriegman）使用了一種進(jìn)化算法，為新的生命形式創(chuàng)建了數(shù)千個(gè)候選設(shè)計(jì)。
為了完成科學(xué)家們布置的任務(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)胞重組成各種形狀和體型。
從隨機(jī)構(gòu)造開始
首先，他們采集非洲爪蟾（學(xué)名「Xenopus laevis」）胚胎中的干細(xì)胞，并將它們分離成單個(gè)細(xì)胞，然后進(jìn)行孵化。
接著，使用微型鑷子和一個(gè)更小的電極，將細(xì)胞切割并在顯微鏡下連接到計(jì)算機(jī)所指定的設(shè)計(jì)中。
這些細(xì)胞組裝成自然界中從未見過(guò)的身體形態(tài)，開始協(xié)同工作。
皮膚細(xì)胞形成了一個(gè)更被動(dòng)的結(jié)構(gòu)，而心肌細(xì)胞曾經(jīng)的隨機(jī)收縮被用于創(chuàng)造有序的向前運(yùn)動(dòng)，這是在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下，并借助于自發(fā)的自組織模式，使機(jī)器人能夠自行移動(dòng)。
機(jī)器人自行移動(dòng)
此外，在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家就將活體機(jī)器人切開兩半，觀察究竟會(huì)發(fā)生什么。
Bongard表示，「我們發(fā)現(xiàn)，它會(huì)把自己重新縫合起來(lái)，然后繼續(xù)前進(jìn)。這是一般機(jī)器無(wú)法做到的。」
切開后可自愈
論文合著者Levin表示，這些青蛙細(xì)胞可以被打造成有趣的新的生物形式，與它們的原有解剖結(jié)構(gòu)完全不同。
構(gòu)建活體活體機(jī)器人，是邁向破解所謂「形態(tài)學(xué)代碼」的一小步，更是向著更深入了解生物的整體組織方式，及其計(jì)算和存儲(chǔ)信息的方式邁出了一大步。
美國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了讓活體機(jī)器人繁育，有些人可能會(huì)覺得這令人振奮。
Bongard表示，「我們正在努力理解這個(gè)屬性: 復(fù)制。世界和技術(shù)正在迅速變化，對(duì)于整個(gè)社會(huì)而言，我們研究并理解這種現(xiàn)象是如何發(fā)生的，這一點(diǎn)非常重要?！?/p>
團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是加快人們從認(rèn)識(shí)問(wèn)題到給出解決方案的轉(zhuǎn)變速度，比如利用活體機(jī)器人把塑料微粒從下水道中拉出來(lái)，或者制造新的藥物。
研究團(tuán)隊(duì)看到了活體機(jī)器人朝著再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的前景。
Levin解釋道，「如果我們知道如何告訴細(xì)胞集合做我們想讓它們做的事情，最終，那就是再生醫(yī)學(xué)，比如創(chuàng)傷性損傷、出生缺陷、癌癥和衰老的解決方案。這些問(wèn)題的存在是因?yàn)槲覀儾恢纻儾恢廊绾晤A(yù)測(cè)和控制細(xì)胞群的構(gòu)建?！?/p>
然而，有些人可能會(huì)對(duì)可自我復(fù)制的生物技術(shù)的概念感到擔(dān)憂，甚至感到恐懼，比如一些網(wǎng)友。
「人類覆滅將至，感謝天網(wǎng)」。
Xenobot：我會(huì)轉(zhuǎn)圈、會(huì)繁殖。
人類：它們會(huì)殺了我們。
俗話說(shuō)得好，「今天轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)圈，明天 T1000」。
機(jī)器人生娃這件事還真是不敢恭維...不知各位網(wǎng)友，是期待多一點(diǎn)，還是害怕多一點(diǎn)？
https://wyss.harvard.edu/news/team-builds-first-living-robots-that-can-reproduce/
https://thenextweb.com/news/living-robots-can-now-reproduce-xenobots-self-replicate
https://arstechnica.com/science/2021/11/mobile-clusters-of-cells-can-help-assemble-a-mini-version-of-themselves/
https://techxplore.com/news/2021-11-xenobots-team-robots.html
https://www.youtube.com/watch?v=aBYtBXaxsOw
https://www.youtube.com/watch?v=zuo2DP72vKQ
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4. 色情低俗信息，主要表現(xiàn)為：
1)包含自己或他人性經(jīng)驗(yàn)的細(xì)節(jié)描述或露骨的感受描述；
2)涉及色情段子、兩性笑話的低俗內(nèi)容；
3)配圖、頭圖中包含庸俗或挑逗性圖片的內(nèi)容；
4)帶有性暗示、性挑逗等易使人產(chǎn)生性聯(lián)想；
5)展現(xiàn)血腥、驚悚、殘忍等致人身心不適；
6)炒作緋聞、丑聞、劣跡等；
7)宣揚(yáng)低俗、庸俗、媚俗內(nèi)容。
5. 不實(shí)信息，主要表現(xiàn)為：
1)可能存在事實(shí)性錯(cuò)誤或者造謠等內(nèi)容；
2)存在事實(shí)夸大、偽造虛假經(jīng)歷等誤導(dǎo)他人的內(nèi)容；
3)偽造身份、冒充他人，通過(guò)頭像、用戶名等個(gè)人信息暗示自己具有特定身份，或與特定機(jī)構(gòu)或個(gè)人存在關(guān)聯(lián)。
6. 傳播封建迷信，主要表現(xiàn)為：
1)找人算命、測(cè)字、占卜、解夢(mèng)、化解厄運(yùn)、使用迷信方式治??；
2)求推薦算命看相大師；
3)針對(duì)具體風(fēng)水等問(wèn)題進(jìn)行求助或咨詢；
4)問(wèn)自己或他人的八字、六爻、星盤、手相、面相、五行缺失，包括通過(guò)占卜方法問(wèn)婚姻、前程、運(yùn)勢(shì)，東西寵物丟了能不能找回、取名改名等；
7. 文章標(biāo)題黨，主要表現(xiàn)為：
1)以各種夸張、獵奇、不合常理的表現(xiàn)手法等行為來(lái)誘導(dǎo)用戶；
2)內(nèi)容與標(biāo)題之間存在嚴(yán)重不實(shí)或者原意扭曲；
3)使用夸張標(biāo)題，內(nèi)容與標(biāo)題嚴(yán)重不符的。
8.「飯圈」亂象行為，主要表現(xiàn)為：
1)誘導(dǎo)未成年人應(yīng)援集資、高額消費(fèi)、投票打榜
2)粉絲互撕謾罵、拉踩引戰(zhàn)、造謠攻擊、人肉搜索、侵犯隱私
3)鼓動(dòng)「飯圈」粉絲攀比炫富、奢靡享樂(lè)等行為
4)以號(hào)召粉絲、雇用網(wǎng)絡(luò)水軍、「養(yǎng)號(hào)」形式刷量控評(píng)等行為
5)通過(guò)「蹭熱點(diǎn)」、制造話題等形式干擾輿論，影響傳播秩序
9. 其他危害行為或內(nèi)容，主要表現(xiàn)為：
1)可能引發(fā)未成年人模仿不安全行為和違反社會(huì)公德行為、誘導(dǎo)未成年人不良嗜好影響未成年人身心健康的；
2)不當(dāng)評(píng)述自然災(zāi)害、重大事故等災(zāi)難的；
3)美化、粉飾侵略戰(zhàn)爭(zhēng)行為的；
4)法律、行政法規(guī)禁止，或可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)造成不良影響的其他內(nèi)容。
二、違規(guī)處罰
本網(wǎng)站通過(guò)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和接受用戶舉報(bào)兩種方式收集違規(guī)行為信息。所有有意的降低內(nèi)容質(zhì)量、傷害平臺(tái)氛圍及欺凌未成年人或危害未成年人身心健康的行為都是不能容忍的。
當(dāng)一個(gè)用戶發(fā)布違規(guī)內(nèi)容時(shí)，本網(wǎng)站將依據(jù)相關(guān)用戶違規(guī)情節(jié)嚴(yán)重程度，對(duì)帳號(hào)進(jìn)行禁言 1 天、7 天、15 天直至永久禁言或封停賬號(hào)的處罰。當(dāng)涉及欺凌未成年人、危害未成年人身心健康、通過(guò)作弊手段注冊(cè)、使用帳號(hào)，或者濫用多個(gè)帳號(hào)發(fā)布違規(guī)內(nèi)容時(shí)，本網(wǎng)站將加重處罰。
三、申訴
隨著平臺(tái)管理經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，本網(wǎng)站出于維護(hù)本網(wǎng)站氛圍和秩序的目的，將不斷完善本公約。
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