升級(jí)版活體機(jī)器人來了 可以治愈疾病并為自己提供能量
3月31日,美國塔夫茨大學(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)胞的來源——非洲爪蟾(Xenopus laevis)。現(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,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,“對(duì)我來說,最令人興奮的事情之一就是可塑性。即使是沒有經(jīng)過基因改造的正常細(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完成一項(xiàng)任務(wù)。
塔夫茨大學(xué)研究小組成員Douglas Blackiston說,因?yàn)榛铙w機(jī)器人是由細(xì)胞制造出來的,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。”研究團(tuán)隊(duì)成員、美國佛蒙特大學(xué)Josh Bongard表示。
以前曾有科學(xué)家嘗試制造活的機(jī)器人,比如無線控制蟑螂,這涉及操控活體動(dòng)物,引發(fā)了倫理問題。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,沒有神經(jīng)元,所以這種機(jī)器人不是動(dòng)物。“它們操縱的實(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。
但是活體機(jī)器人更像生命體還是傳統(tǒng)的機(jī)器人呢?“我沒有得到任何答案。無論是機(jī)器人,還是青蛙,還是完全不同的東西。”Bongard說。(辛雨)
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