啥？機(jī)器人能自己偷偷“下崽”？

　　全球首個(gè)可自我繁殖活體機(jī)器人問世，驚喜還是驚嚇

　　如果有一天，機(jī)器人也能生娃，世界會(huì)變成啥樣？這還真不是異想天開，美國科學(xué)家已研發(fā)出“有史以來第一個(gè)可繁殖的活體機(jī)器人”。

　　你或許聽說過制造機(jī)器人、組裝機(jī)器人、3D打印機(jī)器人，但聽說過“繁殖機(jī)器人”嗎？數(shù)十億年來，地球上的生物體已進(jìn)化出多種繁殖方式，如今機(jī)器人也能自己“生娃”，網(wǎng)友驚呼：難道機(jī)器人統(tǒng)治時(shí)代真要來了？

　　異種機(jī)器人來了，長得像吃豆人

　　近日，來自美國佛蒙特大學(xué)、塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出有史以來第一款可自我繁衍的活體機(jī)器人——Xenobots　3.0,其外觀酷似電子游戲《吃豆人》中的“吃豆人”，能夠一邊“吃掉”其他細(xì)胞，一邊實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制。該研究結(jié)果發(fā)表在11月29日《美國國家科學(xué)院院刊》上。

　　其實(shí)，從誕生到現(xiàn)在，Xenobots已經(jīng)歷了從1.0到3.0的升級(jí)進(jìn)化，實(shí)現(xiàn)了從簡單行走到自我發(fā)育繁殖。

　　去年1月，研究團(tuán)隊(duì)用非洲爪蟾早期胚胎中的皮膚和心臟細(xì)胞，創(chuàng)造出全球首個(gè)活體機(jī)器人“Xenobots(異種機(jī)器人)”。從基因組織上來看，活體機(jī)器人的本質(zhì)是青蛙——100%由青蛙的DNA組成，但它們卻不是青蛙，而是機(jī)器人。

　　這種“活體機(jī)器人”擁有兩條“短腿”，并能依靠自主力量朝目標(biāo)移動(dòng)，即便被損壞或撕裂，也能自行復(fù)制和修復(fù)，耗盡能量前能獨(dú)立移動(dòng)約一周。研究者說：“我們把機(jī)器人切成兩半，結(jié)果它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續(xù)活動(dòng)。”

　　今年3月，Xenobots2.0活體機(jī)器人問世，其外層細(xì)胞能長出纖毛，可在不同環(huán)境中移動(dòng)，且速度更快。第二代Xenobot能比第一代多活3—7天，且科學(xué)家還首次賦予它記憶能力。

　　他們在Xenobot的細(xì)胞植入一個(gè)會(huì)發(fā)綠光的熒光蛋白。如果被波長400納米的光照射，這種熒光蛋白的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，開始發(fā)紅光。這是一個(gè)簡單的光控開關(guān)，Xenobot被照射后能改變發(fā)光顏色，這也顯示它記住了被照射的信息。

　　此次全新升級(jí)的Xenobots　3.0僅有毫米寬，既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是一種動(dòng)物，而是活的、可編程的有機(jī)體。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將足夠多的異種機(jī)器人放置在培養(yǎng)皿中彼此靠近，它們會(huì)聚集并開始將其他漂浮在溶液中的單個(gè)干細(xì)胞堆疊起來。

　　于是，多達(dá)數(shù)百個(gè)干細(xì)胞在如同吃豆人形狀的“嘴”中，組裝了“嬰兒”異種機(jī)器人。幾天后，這些“嬰兒”就會(huì)變成外觀和動(dòng)作都跟母體一樣的新異種機(jī)器人。這些新的Xenobots再次出去尋找細(xì)胞，并建立自己的“副本”，就這樣周而復(fù)始，不斷復(fù)制。

　　為了讓異種機(jī)器人在此類復(fù)制中更有效，研究人員利用人工智能技術(shù)測試了數(shù)十億種體型，表現(xiàn)最好的是一種形似“吃豆人”的Xenobot,平均能延續(xù)3代，比球形Xenobot多了1.5倍，且其產(chǎn)生的“后代”直徑也比球形Xenobot的后代大50%左右。

　　前所未有的“生娃”方式

　　生物的繁殖方式可分為無性生殖和有性生殖。但無論是細(xì)菌分裂，還是動(dòng)物通過精子和卵子結(jié)合的方式，都有一個(gè)共同特征：需要依賴內(nèi)部環(huán)境。簡單說，就是內(nèi)部積累了足夠資源后再分裂。例如，1個(gè)細(xì)菌需要積累完資源才能分裂成2個(gè)，而精子和卵子的形成、成熟，以及受精卵的發(fā)育也是如此。

　　相比之下，病毒的繁殖方式比較特殊，它并不依賴自身，而是通過控制外部環(huán)境的資源為己所用——也就是通過入侵細(xì)胞后控制和奪取資源。這種方式十分類似于科學(xué)家對(duì)未來機(jī)器人復(fù)制方式的暢想。

　　而這次，最新的Xenobot初步實(shí)現(xiàn)了這個(gè)暢想，科學(xué)家將這種繁殖方式稱為自發(fā)運(yùn)動(dòng)的自我復(fù)制，這也是首次發(fā)現(xiàn)在多細(xì)胞生命系統(tǒng)中，存在這種繁殖方式。

　　不過，這種自我“繁殖”就是“生孩子”嗎？北京航空航天大學(xué)教授葉盛認(rèn)為，活體機(jī)器人Xenobot可以自我繁殖的觀點(diǎn)并不太準(zhǔn)確：“活體機(jī)器人產(chǎn)生新個(gè)體的過程不是繁殖的過程，而是復(fù)制的過程。”

　　與復(fù)制不同，繁殖意味著存在生長過程。但是，活體機(jī)器人Xenobot并沒有產(chǎn)生一個(gè)需要通過外界能源和物質(zhì)滋養(yǎng)以成長的未成熟小個(gè)體，而是將其他的干細(xì)胞聚攏在一起，形成了自己的一個(gè)復(fù)制品，因此，用“復(fù)制”描述這一過程更為合適。

　　機(jī)器人統(tǒng)治時(shí)代要來了？

　　活體機(jī)器人自去年誕生時(shí)，已在科學(xué)界引起倫理上的爭議。此番學(xué)會(huì)自我繁衍的消息一出，更是引來輿論一片嘩然。人造生命學(xué)會(huì)自己“生孩子”，潘多拉的魔盒是否就此打開？更有網(wǎng)友直呼“機(jī)器人統(tǒng)治時(shí)代要來了”。對(duì)此，研究人員認(rèn)為大可不必如此緊張，“這些活的‘機(jī)器’只有毫米大小，它僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，可以輕易地被銷毀。”

　　研究者稱，Xenobots細(xì)胞可以在室溫下存活，在沒有任何外部食物儲(chǔ)備的情況下，最多能存活10到14天。如果沒有為這個(gè)系統(tǒng)提供豐富的青蛙干細(xì)胞來源，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰，細(xì)胞14天后就會(huì)分解掉。所以，沒有外界幫助，這種細(xì)胞是無法繁殖的。而且，這些機(jī)器人完全被限制在實(shí)驗(yàn)室中，是可生物降解的。

　　研究者指出，Xenobots自我繁殖現(xiàn)象在某種程度上是短暫的，自我復(fù)制只能持續(xù)1-2代，不能無限期繁殖。

　　盡管目前，人們把Xenobot稱為“活體”機(jī)器人，不過，它究竟是一種機(jī)器，還是一種全新形態(tài)的生物體，其實(shí)還有一些爭議。在葉盛看來，這種“活體”機(jī)器人介于生物和機(jī)器之間，在行為模式上與已有的機(jī)器人“非常類似”。

　　葉盛指出，現(xiàn)階段研究者們在實(shí)驗(yàn)室里造出的“活體”機(jī)器人，還沒有離開實(shí)驗(yàn)室后在自然界里獨(dú)立生存的能力，這意味著，自然界中不存在能夠讓活體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制的環(huán)境條件。短時(shí)間內(nèi)，它很難對(duì)我們的生物圈乃至人類社會(huì)產(chǎn)生威脅。

　　“可能目前不需要擔(dān)心這件事，但是未來它的功能變得更復(fù)雜，自我復(fù)制能力變得更強(qiáng)時(shí)，它跟大自然之間會(huì)產(chǎn)生什么相互作用和影響，恐怕就很難判斷了。”葉盛說：“從長遠(yuǎn)來看，它的安全性的確是一個(gè)值得考慮的問題。但恰恰是因?yàn)榭紤]到安全性，我們現(xiàn)在才需要去研究它，我覺得兩者是相輔相成的。”

　　未來或可用于醫(yī)學(xué)、微塑料降解等

　　現(xiàn)在的Xenobot還很原始，就像上世紀(jì)40年代剛開發(fā)出的計(jì)算機(jī)，沒任何實(shí)際應(yīng)用。不過，科學(xué)家或許可以得到不少啟發(fā)。

　　創(chuàng)傷、出生缺陷、癌癥、衰老等困擾人類的問題之所以存在，是因?yàn)槲覀儫o法預(yù)測和控制細(xì)胞的群體行為。而當(dāng)科學(xué)家更深入地理解像Xenobot這樣的可重構(gòu)有機(jī)體后，或許就能更精準(zhǔn)地控制細(xì)胞行為。

　　研究人員表示，這種分子生物學(xué)和人工智能的結(jié)合，可能會(huì)被用于人體醫(yī)學(xué)和地球環(huán)境中的許多任務(wù)——包括降解海洋中的微塑料顆粒、根系檢查和再生醫(yī)學(xué)等，唯一需要解決的是找到預(yù)測和控制Xenobots的方法。

　　未來，人類可以通過編程讓它們清除水體中的微塑料，將靶向藥物運(yùn)送到患者體內(nèi)，以及助力疫苗研發(fā)等。“活體”機(jī)器人或許還可為外傷、先天缺陷、癌癥、衰老等提供更直接、更個(gè)性化的藥物治療。中國人民大學(xué)哲學(xué)院副教授王小偉認(rèn)為，這些目標(biāo)“未來可期”，但現(xiàn)階段的研究成果距臨床實(shí)際應(yīng)用還有很多路要走。