全球首个活体机器人生娃!100%青蛙基因,杀不死,可繁衍四世
#全球首个活体机器人生娃##100%青蛙基因,杀不死,可繁衍四世##科技[超话]##智能服务类机器人#
【新智元导读】活体机器人「生娃」?全球首次,实属罕见!2020年1月,美国科学家利用从青蛙胚胎中提取的活细胞,创造出全球首个活体机器人Xenobot。现在,这个活体机器人可以像「吃豆人」一样繁殖。

全球首次,实属罕见!

在生孩子这件事儿上,美国科学家创造了奇迹:让机器人「生娃」。

你没看错,世界上第一个「活体机器人」正在繁衍...

当这些酷似「吃豆人」的机器人「父母」在环境中移动时,它们会在「嘴巴」中收集数百个干细胞。

随着时间的推移,这些干细胞会聚集在一起,形成机器人宝宝,发育成熟之后,看起来就像它们的父母一样。

这是由来自佛蒙特大学、塔夫茨大学以及哈佛大学 Wyss研究所的科学家们发现的一种全新生物繁殖形式,并创造了有史以来第一个「自我复制」的活体机器人。

目前,这项研究已于10月22日发表在 PNAS 上。

该研究的合著者、塔夫茨大学的资深科学家 Douglas Blackiston 表示,「长期以来,人们一直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之前从未见过的。」

全球首次!活体机器人「生娃」

本来,非洲爪蟾蛙的这些胚胎细胞会发育成皮肤。但它会挡在蝌蚪的外面,阻挡病原体并重新分配粘液。

研究人员这次将这些胚胎细胞置于一个新的环境下,让其有机会重新利用这个「多细胞性」。

这次,这些胚胎细胞要发育的目标和皮肤大不相同。

「这些青蛙细胞的复制方式与以往大不相同。科学上已知的任何动植物都不会以这种方式复制」,这项新研究的主要作者 Sam Kriegman 博士说。

最初,由大约 3000 个细胞组成的爪蟾机器人(Xenobot)亲本形成了一个球体。大约 3 天后,球体外表面上会形成纤毛。

当产生的成熟细胞群处于培养皿中约 60000 个分离的干细胞中时,它们的集体运动将一些细胞推到一堆。

如果这个「堆」足够大,这些细胞群就能发育成会游泳、带纤毛的后代。如果分离干细胞更多,则会产生更多的后代。

不过,这个复制过程最多持续两轮。是否会停止取决于适合青蛙胚胎发育的温度范围、解离细胞的浓度、成熟生物的数量和随机行为、溶液的粘度、培养皿的几何形状表面,以及污染的可能性。

确实,就像研究论文作者之一Sam Kriegman 博士所说:「这些机器人可以生孩子,但之后这个复制系统很快就会消亡。要让系统继续复制非常困难」。

看来,球体结构不利于机器人的生殖系统的复制,怎么办?试试别的形状!

这正是AI入场的好时候。

通过 Deep Green 超级计算机集群上运行的AI程序,进化算法在模拟中对数十亿种形状进行了测试——三角形、正方形、金字塔、海星形——让细胞在复制中的效率更高。

研究人员使用一种进化算法,从随机群开始,进化出具有增加自我复制能力的细胞群。( FG = 给定群体实现的子代数。小数部分表示群体距离实现另一轮复制的距离。)

这个进化试验中最成功的世系起源于一个球体,它构建的桩不超过 74% 自我复制所需的大小阈值。

爪蟾机器人(Xenobot)能够在培养皿中找到微小的干细胞并将数百个干细胞聚集在「嘴」(指C型的缺口) 里,几天后这组干细胞就会裂变成新的爪蟾机器人。

我们利用超算弄清楚了如何调整最初父母亲本的形状。经过几个月努力,AI想出了一些奇怪的设计,包括一个类似于「吃豆人」的形状。这种设计相当违反直觉,它看起来很简单,但人类工程师想不出来。」Sam Kriegman说。

比如,为什么是一张嘴?为什么不是5张嘴?不过,形状虽然看起来有点奇怪,但效果很好。经测试,这个「吃豆人」形状大大延长了Xenobot 机器人复制系统的寿命。

实验表明,在经历AI算法筛选出的「吃豆人」形状下,机器人的自我复制系统寿命,由最多2代增加到了4代。

现在,这些机器人的儿子能生孙子,孙子又生了曾孙,繁殖还在继续......

众所周知,运动学复制在分子水平上是众所周知的,但以前从未在整个细胞或生物体的尺度上观察到。

Douglas表示,「我们已经发现,在生命系统中存在着一个未知的空间。我们如何去探索那个空间?我们发现了会走路的机器人;我们发现了会游泳的机器人。现在,我们又发现了可以运动、可以自我复制的异形机器人。未来还会有什么发现呢?」

诚如研究人员所说,「在生命的表面之下,还隐藏着更多令人惊讶的行为,等待我们去发现。」

回顾:可编程「活体机器人」的诞生

大多数人都会认为机器人是由金属和陶瓷制成的,不过爪蟾机器人同时也是由青蛙细胞制造的有机体。

2020年,还是这群美国科学家,首次利用从青蛙胚胎中提取的活细胞,创造出第一个有生命的机器。

这些毫米级的「活体机器人」(xenobots)可以朝目标移动,也可以携带一个有效载荷(例如需要运送到患者体内特定位置的药物),还能在切割后自行愈合。

在UVM的超级计算机集群上进行了数月的处理之后,该团队(包括主要作者和博士生Sam Kriegman)使用了一种进化算法,为新的生命形式创建了数千个候选设计。

为了完成科学家们布置的任务,比如朝一个方向移动,计算机会一遍又一遍地将几百个模拟细胞重组成各种形状和体型。

从随机构造开始

首先,他们采集非洲爪蟾(学名「Xenopus laevis」)胚胎中的干细胞,并将它们分离成单个细胞,然后进行孵化。

接着,使用微型镊子和一个更小的电极,将细胞切割并在显微镜下连接到计算机所指定的设计中。

这些细胞组装成自然界中从未见过的身体形态,开始协同工作。

皮肤细胞形成了一个更被动的结构,而心肌细胞曾经的随机收缩被用于创造有序的向前运动,这是在计算机设计的指导下,并借助于自发的自组织模式,使机器人能够自行移动。

此外,在实验中,科学家就将活体机器人切开两半,观察究竟会发生什么。

Bongard表示,「我们发现,它会把自己重新缝合起来,然后继续前进。这是一般机器无法做到的。」

论文合著者Levin表示,这些青蛙细胞可以被打造成有趣的新的生物形式,与它们的原有解剖结构完全不同。

构建活体活体机器人,是迈向破解所谓「形态学代码」的一小步,更是向着更深入了解生物的整体组织方式,及其计算和存储信息的方式迈出了一大步。

机器人「生娃」,恐惧?兴奋?

美国科学家首次实现了让活体机器人繁育,有些人可能会觉得这令人振奋。

Bongard表示,「我们正在努力理解这个属性: 复制。世界和技术正在迅速变化,对于整个社会而言,我们研究并理解这种现象是如何发生的,这一点非常重要。」团队的目标是加快人们从认识问题到给出解决方案的转变速度,比如利用活体机器人把塑料微粒从下水道中拉出来,或者制造新的药物。

研究团队看到了活体机器人朝着再生医学发展的前景。

Levin解释道,「如果我们知道如何告诉细胞集合做我们想让它们做的事情,最终,那就是再生医学,比如创伤性损伤、出生缺陷、癌症和衰老的解决方案。这些问题的存在是因为我们不知道们不知道如何预测和控制细胞群的构建。」

然而,有些人可能会对可自我复制的生物技术的概念感到担忧,甚至感到恐惧,比如一些网友。

不知你是否看过《异星灾变》(Raised by Wolves)这部科幻美剧,一个Mother,一个Father ,这2个机器人授命在一个神秘星球抚育人类后代,

剧情演变到最后,机器人母亲怀孕,生出了一个像蛇又像鳗鱼的奇怪物种。

看来,机器人生娃这件事还真是不敢恭维...不知各位网友,是期待多一点,还是害怕多一点?

绽放出彩青春,献礼建团百年
活动时间:2021年10月22日 20时46分
对象:福州大学至诚学院2020级英语2班团支部
青年数:26
发起:福州大学至诚学院2020级英语2班团支部施晓妍
一个百年奋斗目标,并向着第二个百年奋斗目标迈进。预示中华民族伟大复兴的梦将由当代青年来完成,这是每一个青年的伟大光荣,也是每一个青年砥砺前行的巨大动能。
备注:
已报名报名人数:26点赞:1分享

【新华社:海阔潮平正扬帆——深圳综合改革试点实施一周年见闻】2020年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《深圳建设中国特色社会主义先行示范区综合改革试点实施方案(2020-2025年)》,赋予深圳综合改革试点的新使命新任务。

一年以来,深圳综合改革试点首批清单40个事项中,22条正式落地、取得实质性进展。因改革开放而生、因改革开放而兴的深圳,担负更高的国家使命,向着社会主义现代化强国的城市范例不断前行。https://t.cn/A6MpN963


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 她说,快递驿站和快递柜也是近两年兴起的,之前都是快递员打电话送货上门,后来为了减少见面交流,才出现了这些新方式,也很方便。快递驿站确实很方便,但有些快递公司的做
  • 淘宝就这些年接触下来,感觉一直很好很舒服,虽然去年下半年开始流量变少各种规则折磨人,但是心里面还是喜欢它,它就像一个有人情味儿的朋友一样,虽然不完美时不时情绪化
  • 她用最动人的文字为小月亮祝福:“小月亮,你的身上汇聚了全世界的幸福与喜悦,祝你生日快乐!虽然照片中没有露出小月亮的正脸,但她的存在就是家中的一份温馨和幸福。
  • 《蓄意勾引》阮软周司寒(最新章节完整版)小说全文阅读阮软=bNVZ6MM [给力]书名:《蓄意勾引》 [给力]主角:阮软周司寒 以下非文章原文:周司寒不耐烦地接
  • 也有出乎意料的完美机遇出现,今天也有女性贵人,有人为丙火指了条明路,减少了绕弯子和费力的过程,直捣黄龙。”等礼貌话语和正反馈信息都让我乐此不疲现在我愿意相信,从
  • 因为有了这个分别评判我们才产生了痛苦,若只是来什么体验什么,仅仅是体验,你的生命观,生命状态马上就会不一样。更何况你现在身临其境的幻境,体验感还是如此的真实,所
  •   那天我说缘分老了,你的年纪也大了,若是无心这份缘分,遣散堂口,送他们去适合他们的地方修行吧,有时候坐了自己不该做的位置,如坐针毡,不好受的不只是人,阴世法度
  • 很多外地的朋友还不太清楚杭州的倒挂怎么回事,过去几年我也买了小两位数杭州房子,打过几套倒挂红盘没中做了气氛组,同时自己也在北京深圳等城市买过房,对比下来发现,杭
  • 拉特克利夫用一天的时间就完成了比格雷兹家族18年来更多的与球迷的互动,他们强调了目标的重要性,这正是这家俱乐部现在所需要的东西。在球队的历史上,还没有一位老板向
  • 小姐都有记录哦p1.小姐和好闺蜜的骚骚话让先生吓坏了[awsl]p2.迫不及待牵手手~(当然还干点别的[爱慕])#带着边框一起拍# p3.虽然很还没到,但是小姐
  • 白露早降,收杀气行,寒雨害物,虫食甘黄,脾上受邪,赤气后化,心气晚治,上胜肺金,白气乃屈,其谷不成,咳而鼽,上应荧惑、太白星。  岁金不及,炎火乃行,生气乃用,
  • 愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。向之所欣,俯仰之间,已为陈迹,犹不能不以之兴怀,况修短随化,终期于尽!
  • 舒苒周屿白(舒苒周屿白全集完整小说大结局)全文阅读舒苒主角XIe"(T{Z ❗书名:《舒苒周屿白》 ❗主角;舒苒周屿白 全文请到公#众#号【岁月书摘】发个 舒苒
  • 怎么确定是张峻豪的呢,就是《恶童》当时那个穿绿色衣服的小男孩戴个粉色眼镜,我就觉得,哇,这小男孩好酷,“好多前任和现任在身边来回走,还有躲在身后的狗他撵都撵不走
  • ( ´͈ ⌵ `͈ )σண♡卷揪4位妈咪送 1、碧蓝航线官方创口贴一盒 2、z23豆豆眼吧唧1个 3、拉菲表情包吧唧1个 4、五十铃表情包吧唧1个九宫格大图出
  • 他停下脚步,不着痕迹的将周雪落护在身后:“有什么事?他停下脚步,不着痕迹的将周雪落护在身后:“有什么事?
  • 杭州的年轻人多,人口还在增长,之所以二手房讨论度不高,是因为人们的热情都在倒挂盘打新上,即便是城东这些二三级板块,有倒挂的新房都要摇号,说明杭州的购买力还很强,
  • 京津六日citywalk(补发)美食篇之前看了无数遍攻略,看得直流口水趁假期品尝了一下,个人口味,真实测评[坏笑]天津:早餐小吃很丰富,先后品尝了耳朵眼炸糕、卷
  • 其他几个可能我对穿越这个元素有点疲累,也不太喜欢最后强行上价值,希望以后有越来越多更新的好看的剧目别人喜欢我:不错 别人不喜欢我:他们有他们的人生叙事和课题要解
  • 】1制裁入侵【四川总部地铁末端天河站,来自混沌界的咖啡色胖猪公司】——【兵家必争之地】【最高维度咖啡色混沌猪公司皇帝可指挥制裁全国维度诸侯国,总部皇帝公司——2