活体机器人,自我繁殖的异形生物体
2021-12-27纪中展
纪中展
HBO电视网曾播出一部科幻电视剧《异星灾变》,讲的是两个仿生机器人受命在一个神秘星球抚育人类后代的故事。剧中,一个机器人孕育并生下孩子的场面引发了很多争议。虽然为了延续生命,在过去的几十亿年里,生物体不断进化繁衍,但这种孕育人类的形式,依旧触碰到定义生命的禁区和科学伦理的问题。
近日一则消息表明,科学研究的突破印证了这些大胆的人类想象。美国佛蒙特大学和塔夫茨大学的联合研究团队发现了一种全新的生物繁殖方式,并且据此创造出第一个能够自我繁殖的“活体机器人”。去年1月,这个科研团队就利用从非洲爪蟾胚胎中提取的活细胞,通过超级计算机创造出全球第一个毫米级的活体可编程机器人,并将其命名为Xenobots。它们自组装并长成球形,几天后其中的一些细胞分化产生纤毛,像腿一样帮助球形的Xenobots快速移动。
今年3月,Xenobots升级到了2.0阶段——Xenobots的细胞形成了小型结构,具有自我组装、分组移动并感知周围环境的能力,同时拥有联动性的自组织能力。又经过一段时间,科研团队把Xenobots2.0升级到了3.0阶段,让这个活体机器人拥有了实现自我复制的能力。不到两年时间,Xenobots实现了从简单行走到自我发育繁殖的进化。
至此,不得不提到Xenobots3.0独具的自我繁殖能力。科研团队发现,Xenobots母体在培养皿中会不断地运动聚集,通过吸收添加到培养皿中的青蛙细胞创造出新的Xenobots,类似于上世纪80年代的街机游戏——吃豆人。添加到培养皿中的青蛙细胞,为母体提供原材料,在吃豆人形状的“嘴巴”中造出新的Xenobots。这种过程可以一代代地延續下去。
在过去,人类已经发现不同的繁殖、复制生命的方式,但Xenobots 3.0的繁殖和过去都不相同,目前仍难以准确定义它。它只有毫米大小,并不是大众所理解的传统机器人,更不是动物物种。即使拥有了自我繁殖的功能,它也没有一般动物体所具有的生物学意义上的父母。准确来说,Xenobots 3.0是一种具有生命的、可编程的新型异形生物体。
活体机器人外观酷似“吃豆人”
Xenobots 3.0是人工智能的产物,由超级计算机集群上运行的人工智能程序设计,模拟测试了数十亿体形后才逐渐形成的。但Xenobots 3.0本身不是智能的,人工智能只在Xenobots从1.0到3.0的设计和编程阶段有所帮助。换句话说,Xenobots是依靠人工智能设计和创造出来的。
活体机器人的诞生,也引起了科学界的争议。当活体机器人不断迭代进化、细胞运动集合并且可编程时,将对再生医学的发展产生巨大推动力。那时,人类的生老病死,比如出生缺陷、创伤性的损坏、癌症等难题,都将有更好的解决方案。
当然,事物发展的两面性也提醒我们应当保持警惕。未来,超级计算机和人工智能将设计、创造出更多可能,进一步促进交叉学科发展,如仿生机器人和生物学的融合等。世界千变万化,过去科学界中的很多定义需要重新被定义,尤其涉及生命,以及更多需要探讨和突破的科学伦理问题时,人类未来的科学研究将更需谨慎。