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全球首个活体可编程机器人诞生!使用青蛙细胞制造,劈成两半还能自愈

2020/1/14 16:24:33来源:IT之家作者:远洋责编:远洋评论:

IT之家1月14日消息 全球首个活体机器人诞生了!美国佛蒙特大学计算机科学家和塔夫茨大学生物学家共同创造出100%使用青蛙DNA的可编程的活体机器人xenobots,这项最新的研究结果已经于1月13日在美国国家科学院院刊上发表。

▲由青蛙干细胞构建的不到1毫米(0.04英寸)宽的四足异种机器人。

这些机器的名字来源于非洲爪蛙(Xenopus laevis),这也是为其提供干细胞的青蛙种类,机器人的宽度不到一毫米(0.04英寸),能按照计算机程序设计的路线移动,还能负载一定的重量,可以在人体内部移动。他们可以步行、游泳,没有食物也可以生存数周,并且可以一同合作工作。

佛蒙特大学说,这些是“完全新的生命形式”。

▲异种机器人,后肢较大,前肢较小,有红色的心肌层。

干细胞是非专业细胞,具有发展为不同细胞类型的能力。研究人员从青蛙胚胎中刮取了活的干细胞,并使其孵化。然后,根据佛蒙特大学的新闻稿,这些细胞被切割并重塑成由超级计算机设计的特定“身体形态”,即“自然界从未见过的形态”。

然后这些细胞开始孵化,皮肤细胞形成机器人的整体结构,而心肌细胞进行搏动使机器人能够自行移动。Xenobot甚至具有自我修复功能,当科学家把它们进行切割时,机器人会自行愈合并继续移动。

佛蒙特大学的首席研究员之一约书亚·邦加德(Joshua Bongard)在新闻稿中说:“这些都是新颖的活体机器。”“它们既不是传统的机器人,也不是已知的动物物种。它是一类新的人工制品:一种活的可编程生物。”

▲一些异种机器人的中心有孔,可以被用来运输药物。

Xenobot机器人看起来不像传统的机器人,它们没有闪亮的齿轮或机械臂。取而代之的是,它们看起来更像是一团移动的肉团。研究人员说,这是有意的,这种“生物机器”可以实现钢铁和塑料机器人通常无法做到的事情。

研究人员在周一发表于《美国国家科学院院刊》上的研究中说,传统的机器人“随着时间的流逝会退化,并可能产生有害的生态和健康副作用。”而生物机器人对人类健康更环保,更安全。

这些生物机器人预先装载了自己的脂质和蛋白质沉积物食物来源,使它们能够生存一周以上的时间,但它们无法繁殖或进化。但是,在营养丰富的环境中,它们的寿命可以长达几周。

这项研究表明,这种活体机器人有可能被用于许多任务,该研究部分由美国国防高级研究计划局提供资金,该局是监督军事技术发展的联邦机构。Xenobots可用于清除放射性废物,在海洋中收集微塑料,在人体内部运输药物,甚至进入我们的动脉以清除斑块。活体机器人可以在水性环境中存活几天甚至几周,而无需额外的营养,这使它们适合体内药物输送。

除了这些直接的实际任务,活体机器人还可以帮助研究人员更多地了解细胞生物学,从而为人类健康和长寿的未来发展打开大门。

研究人员说:“如果我们可以按需制作3D生物形式,我们可以修复先天缺陷,将肿瘤重编程为正常组织,在外伤或退行性疾病后再生并战胜衰老。”这项研究可能“对再生医学产生巨大影响(构建身体部位并诱导再生)。”

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