當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月29日，美國佛蒙特大學(xué)、塔弗茨大學(xué)和哈佛大學(xué)威斯研究院（Wyss Institue）的研究人員在《美國科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上發(fā)表論文，描述了世界首種生物機(jī)器人Xenobot（也被稱為“異形機(jī)器人”）的自我繁衍方式。
《美國科學(xué)院院報(bào)》上的相關(guān)論文
去年，由非洲爪蛙干細(xì)胞中誕生的異形機(jī)器人，已經(jīng)在科學(xué)界制造出倫理上的爭議。此番異形機(jī)器人學(xué)會(huì)自我繁衍的消息一出，更是引來輿論界的喧嘩。有人擔(dān)憂異形機(jī)器人會(huì)突破管制，反噬人類。但科學(xué)家認(rèn)為，這種機(jī)器人是環(huán)保和醫(yī)藥界的“未來之星”。
異形機(jī)器人收集細(xì)胞，繁衍后代 官方圖
根據(jù)哈佛大學(xué)威斯學(xué)院官網(wǎng)29日發(fā)布的新聞，去年以美國佛蒙特大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授舒亞·邦加德（Joshua Bongard）為通訊作者的研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造出了世界上首種生物機(jī)器人“Xenobot”。
“異形機(jī)器人”并不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是機(jī)械裝置的機(jī)器人，而是不到1毫米的生物機(jī)器人，即微型生物機(jī)器人，比微生物大得多，也比一些寄生蟲大。邦加德曾如此定義這種人造生命：“它們既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動(dòng)物物種。這是一種活的、可編程的有機(jī)體。”
根據(jù)邦加德團(tuán)隊(duì)的描述，他們首先從青蛙胚胎中提取活干細(xì)胞，讓它們孵化成心臟細(xì)胞和表皮細(xì)胞，單獨(dú)培養(yǎng)后再將兩種細(xì)胞拼湊在一起。研究人員再觀察它們獨(dú)特的結(jié)構(gòu)（包括細(xì)胞排列和斑點(diǎn)的整體形狀）如何與行為對應(yīng)。
相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給佛蒙特大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)后，后者利用超級(jí)計(jì)算機(jī)集群Deep Green對異形機(jī)器人的數(shù)字化版本構(gòu)建了一個(gè)模擬環(huán)境，并且利用了生命演化的自然選擇的過程。
根據(jù)這個(gè)模型，在模擬中完成特定任務(wù)的異形機(jī)器人會(huì)被認(rèn)為是“合適的”，從而創(chuàng)造出新一代“進(jìn)化的”異形機(jī)器人。研究人員還按照超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出來的設(shè)計(jì)，用鑷子和電極對這個(gè)重塑的細(xì)胞進(jìn)行“雕琢”。重塑的細(xì)胞形狀各異，有的是楔形，有的是拱形。
由于異形機(jī)器人是由非洲爪蛙心臟細(xì)胞（收縮細(xì)胞）和表皮細(xì)胞（被動(dòng)細(xì)胞）結(jié)合而成，因而具有自然生命的多種生命特質(zhì)，如可以在水性介質(zhì)中移動(dòng)、具有自我修復(fù)能力、可自行生物降解。
本次《美國科學(xué)院院報(bào)》上的論文，描述的就是異形機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的自我復(fù)制方式。哈佛大學(xué)威斯研究院的報(bào)道形象地描述了“繁衍過程”。原來，這些有爪蛙細(xì)胞組裝成的有機(jī)體，可以游到培養(yǎng)皿中，將數(shù)百個(gè)干細(xì)胞聚集在一起，然后在它們吃豆人形狀般的“嘴”里組裝新的異形機(jī)器人“寶寶”。
吃豆人形狀的異形機(jī)器人推動(dòng)松散的細(xì)胞形成一個(gè)新的細(xì)胞簇
幾天后，這些“寶寶”成為了新的異形機(jī)器人，擁有和父輩一樣的外星和移動(dòng)方式。然后，這些新的異形機(jī)器人再度使用同種方式，尋找細(xì)胞，建立自己的“副本”，周而復(fù)始。
邦加德博士說：“有了正確的設(shè)計(jì)，它們就會(huì)自發(fā)地自我復(fù)制。”
有意思的是，人工智能在這一過程中“居功至偉”。原本，異形機(jī)器人的母體由大約3000個(gè)細(xì)胞組成，是一個(gè)球體。它“可以生孩子”，但沒有辦法“系統(tǒng)性地繁殖”。通過佛蒙特大學(xué)Deep Green超算集群上的人工智能程序模擬，測試了數(shù)十億種體型，其中包括三角形、正方形、海星的形狀等等，目的是為了讓異形機(jī)器人更有效地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)復(fù)制。
論文作者之一的山姆·克里格曼（Sam Kriegman）博士說：“我們曾讓超算弄清楚如何調(diào)整父輩異形機(jī)器人的形狀。經(jīng)過幾個(gè)月的運(yùn)算，人工智能想出了一些奇怪的設(shè)計(jì)，其中一種很像吃豆人......它不是一個(gè)人類工程師能想出來的東西，為什么只有一個(gè)嘴巴，而不是五個(gè)呢？”
克里格曼將這一設(shè)計(jì)提交給了另一名研究人員道格·布萊里斯頓（Doug Blackiston），最終他設(shè)計(jì)出了這些吃豆人形狀的機(jī)器人。“然后這些父母創(chuàng)造孩子，孩子創(chuàng)造孫子，孫子創(chuàng)造重孫.......正確的設(shè)計(jì)，極大地延長了后代的數(shù)量。”
邦加德評價(jià)說：“我們發(fā)現(xiàn)，在生物體或生命系統(tǒng)中有一個(gè)以前未知的空間，空間巨大。那么我們該如何探索那個(gè)空間呢？我們創(chuàng)造了會(huì)走路會(huì)游泳的異形機(jī)器人。現(xiàn)在我們在研究中發(fā)現(xiàn)異形機(jī)器人可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)復(fù)制。那么之后還會(huì)有什么？”
科學(xué)家們在《美國國家科學(xué)院院刊》上寫道：“生命在表面之下，隱藏著出人意料的行為，這些尚待發(fā)現(xiàn)。”
隨著媒體的報(bào)道，相關(guān)研究已經(jīng)在社交網(wǎng)絡(luò)上引起熱議。“我們完蛋了。”微軟全國廣播公司（MSNBC）的專欄作家，美國著名媒體人言簡意賅地總結(jié)道。
“天吶，難道它們會(huì)逃跑然后制造另一場疫情嗎？它們已經(jīng)在公開嘲笑我們了。”
“這些人以前難道沒看過科幻電影嗎？”
對于輿論爭議，邦加德回應(yīng)說，這些毫米級(jí)別的異形機(jī)器人目前都在實(shí)驗(yàn)室中，很容易被銷毀。并且，聯(lián)邦、州和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的倫理專家已對此審查。真正讓人擔(dān)憂的，其實(shí)是現(xiàn)實(shí)世界。“我們有一種道德責(zé)任感去了解，在什么樣的情況下我們可以控制它，引導(dǎo)它還是澆滅它。”
他稱目前世界面臨的新冠疫情，以及環(huán)境問題，異形機(jī)器人都有能力解決。“我們提出解決方案的速度至關(guān)重要。如果我們可以從異形機(jī)器人中吸取經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)開發(fā)技術(shù)，那么未來我們可以利用人工智能創(chuàng)造新的生物工具，這將非常有用但也需要很長的時(shí)間......比如利用生物機(jī)器人從水中提取微塑料或制造新藥物。”
此外，研究團(tuán)隊(duì)還從異形機(jī)器人中看到了再生醫(yī)學(xué)的前景，這是解決創(chuàng)傷損傷、出生缺陷乃至攻克癌癥和衰老的方法之一
