美國(guó)佛蒙特大學(xué)(University of Vermont)的研究者按照電腦設(shè)計(jì)把青蛙細(xì)胞組合成一種全新形態(tài)的機(jī)器人。這種機(jī)器人可以移動(dòng)到指定地點(diǎn)、可以運(yùn)送物體，從遞送藥物到清理毒素有著廣闊的應(yīng)用前景，標(biāo)志著一個(gè)新興的有著無(wú)限潛力的研究領(lǐng)域。
它們是每個(gè)由500～1000個(gè)細(xì)胞組成的細(xì)胞團(tuán)，可以自主在培養(yǎng)皿中移動(dòng)，可以運(yùn)輸小物體，不用電池，受傷了還有自我修復(fù)功能。
研究者之一佛蒙特大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家邦加(Joshua Bongard)說：“這些是全新的活體機(jī)器人。它們既不是傳統(tǒng)機(jī)器人，也不是任何生物的一部分。它們是全新的人造物品：一種活的、可編程的生物?！?/p>
研究人員借助超級(jí)計(jì)算機(jī)，利用特定算法設(shè)計(jì)青蛙心臟和皮膚的細(xì)胞組合方式。
研究人員先分配一種希望得到的結(jié)果，比如有移動(dòng)能力的機(jī)器人，這個(gè)算法將給出數(shù)千種可能的設(shè)計(jì)。從中淘汰掉最差的設(shè)計(jì)，選出看起來(lái)最好的設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步優(yōu)化。
設(shè)計(jì)確定后，研究人員提取一種非洲爪蛙胚胎的細(xì)胞，用微型鉗子和電極將它們按照設(shè)計(jì)組合在一起。研究人員看到，造出的細(xì)胞團(tuán)真的可以像電腦模擬的結(jié)果一樣移動(dòng)。皮膚細(xì)胞起到支架的作用，心臟細(xì)胞的收縮共同推動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)。
這些生物機(jī)器人在液體環(huán)境中可存活一周左右，靠細(xì)胞原有的脂肪和蛋白質(zhì)為動(dòng)力，無(wú)需額外營(yíng)養(yǎng)。
為了減少移動(dòng)阻力，其中一個(gè)設(shè)計(jì)的細(xì)胞團(tuán)的中心留了個(gè)孔洞。結(jié)果研究人員發(fā)現(xiàn)這個(gè)洞順便可以裝載小物體，機(jī)器人的移動(dòng)的同時(shí)也達(dá)到了運(yùn)送物體的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也和電腦模擬的效果一致。
研究人員稱，盡管稱這些機(jī)器人是“有生命”的，但這要看如何定義“生命”。它們沒有生殖器官，不能繁殖。當(dāng)養(yǎng)分耗盡后，這些細(xì)胞就是一團(tuán)死亡的細(xì)胞。這意味著這種機(jī)器人是可降解的，這是相對(duì)現(xiàn)在的塑料或金屬機(jī)器人的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。
研究者稱，根據(jù)設(shè)計(jì)者的意圖，這種機(jī)器人也可以被設(shè)計(jì)稱“生化武器”。隨著這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，職業(yè)道德的規(guī)范也必須同步更新，并確保實(shí)施。
當(dāng)然已經(jīng)有很多積極的潛在用途在等待開發(fā)，比如清除毒素、輻射污染、清理海洋塑料垃圾、清理動(dòng)脈粥樣硬化等。
這份研究近期發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上，研究團(tuán)隊(duì)也在網(wǎng)絡(luò)代碼庫(kù)Github上公開了機(jī)器人設(shè)計(jì)算法的代碼。
