自我複製機器人的時代已經來臨嗎?
如果這些科學家可信的話,答案可能是肯定的。他們表示,他們已經用青蛙細胞創造了第一個可以繁殖的「活機器人」。
來自佛蒙特州、塔夫茨大學和哈佛大學的研究人員透過從青蛙胚胎中取出並孵化活幹細胞來製造活機器人。
這些活體機器人被稱為“xenobots”,因為細胞取自非洲爪蛙(xenopus)的胚胎。
這些幹細胞能夠生長成不同的細胞,例如腦細胞、血球和骨細胞。
先前,同一團隊發表了一項研究,展示瞭如何使用人工智慧對異種機器人進行編程,使其以特定的方式行事,但他們現在發現它們也能夠重新創造自己,這是一個意想不到的發現。
塔夫茨大學的合著者邁克爾·萊文教授解釋說,異種機器人並沒有以正常的生物學方式繁殖。
「這不是細胞層面的複製。細胞不是這裡複製的東西。這是機器人本身的複製。所以異種機器人正在製造其他異種機器人,」他說。
倫敦國王學院的發育生物學家傑里米·格林教授並沒有參與這項研究,他解釋了這種複製是如何發生的。
「他們所做的是,他們提取了自然聚集的細胞,並且聚集後,它們的表面長出了小毛髮。因此,整個細胞簇四處移動,他們使這些細胞簇能夠將其他細胞推入新的細胞簇,然後繼續做同樣的事情,」格林說。
萊文說,一旦從青蛙胚胎中提取出來,幹細胞在顯微鏡下就會表現出意想不到的行為。
他說:「在新的環境中,這些細胞基本上可以重新啟動它們的多細胞性,它們可以找到一種新的方式成為一個功能性的、有生命的、能移動的、有行為能力的原始生物體。
「這對於理解這個細胞集合如何能夠在新的環境、新的配置中找到一種新的功能方式非常重要,儘管它實際上從未被進化直接選擇用於這個和這個功能」。
細胞以青蛙無法做到的方式繁殖
萊文解釋說,細胞能做的就是複製自身──不只是單一細胞,而是整個有機體。
「它們以一種完全新穎的方式做到這一點,因為它們不能像平常青蛙那樣做到這一點。這不是青蛙的繁殖方式,但它們已經找到了一種新的方法來執行類似的功能,這是複製機器人的結構,」他說。
這些細胞簇,或者說異種機器人,只有足夠的能量在培養皿中維持一周,儘管萊文說,如果他們在鹽溶液中引入營養,就有可能讓它們存活一個月。
更重要的是,他相信這些游泳、細胞聚集的群聚在人工智慧的進一步參與下,可以被當作機器人來進行微觀修復。
「如果我們要排列細胞並以特定方式刺激它們,有哪些規則可以幫助我們理解?學習這些規則後,集體會做什麼?”他問。
「這是一個極其困難的過程,人工智慧是我們學習和真正破解程式碼的工具」。
萊文認為,由於細胞無需編程就能做事,因此它們將比人造機器人取得更大的成就,因為人造機器人的每項功能都必須進行編程。
一旦他們了解了細胞的行為方式,他們就可以將其輸入人工智慧中,以了解如何操縱它來執行特定功能,從而提高機器人的能力。
“這項技術確實是機器學習和人工智慧的交叉點,是我們進化有機體的可塑性的交叉點,試圖利用機器學習來了解我們如何讓這些細胞做一些它們通常不會做的事情做?”萊文說。
「這確實模糊了機器人和生物學之間的界限,因為我們對它們有一定程度的控制,這就是這個專案的機器學習部分。但是,生物學本身也存在大量新奇之處,而我們並沒有直接進行微觀管理或程序中」。
他說,使用這個系統來了解我們如何讓細胞集體做我們希望它們做的事情,其應用遠遠超出了生物機器人、機器人或機器人技術。
「它在一些再生醫學和人工智慧領域都有應用,因為我們從這些機器人中學到的東西,我們可以收回並建立新的機器學習架構,這些架構基於我們尚未利用的那種令人驚嘆的生物可塑性在工程領域,」萊文補充道。