形状像吃豆人的微小细胞群是世界上第一个自我复制的生物机器人。

这些微型机器人是由青蛙的皮肤细胞制成的，但它们不会通过有丝分裂或减数分裂或任何其他细胞在正常情况下分裂和复制的方式繁殖。相反，它们更多地利用原材料——自由漂浮的青蛙皮肤细胞——制造出几代几乎相同的生物体。在行动中，这些机器人（被发明者称为“异种机器人”）甚至看起来像吃豆人。它们以疯狂的开瓶器和螺旋运动，它们张开的“嘴”将自由漂浮的皮肤细胞舀成一堆。一旦相互接触，细胞往往会粘附或粘在一起，所以这些堆逐渐融合成新的螺旋异种机器人。

尽管这种自我复制是一个相当微妙的过程，目前只能在精心控制的实验室培养皿中实现，但研究人员希望它为基于生物的机器人提供新的希望。

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哈佛大学威斯研究所和塔夫茨大学艾伦发现中心的计算机科学家和博士后学者萨姆·克里格曼说：“复制自己的能力是确保你继续做你正在做的事情的最终方法。”

生物机器人Kriegman和他的同事，包括佛蒙特大学的计算机科学家Joshua Bongard，多年来一直在开发异种机器人。这些机器人由取自青蛙卵的干细胞制成，宽度不超过0.04英寸（1毫米）。当相互接触时，干细胞会自然形成球形斑点，上面覆盖着微小的跳动纤毛或毛发状结构，可以推动斑点四处移动。“它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，”Live Science当时报道称，当异种机器人的发明于2020年首次宣布时，Bongard在一份声明中说。“这是一种新的人工制品：一种活的、可编程的有机体。”

然而，Kriegman告诉Live Science，对有机体进行编程并不像在代码中输入命令那么容易。“没有软件的东西很难编程，”他说。

最终，对异种机器人的控制归结为对它们形状的控制。这就是人工智能发挥作用的地方。当你改变异种机器人的形状时，它会做什么，或者如何通过雕刻形状来获得预期的结果，并不总是直观的。但是计算机模拟可以在几天或几周内完成数十亿个形状和大小选项。研究人员甚至可以改变模拟异种机器人周围的环境。然后可以在现实世界中测试有希望的形状、大小和环境。克里格曼说，生物机器人很有前途，因为它们可以自我修复。它们也是可生物降解的。留给自己的设备，异种机器人耗尽能量，并在10到14天内开始降解。它们不会留下微塑料或有毒金属，只是微小的有机腐烂斑点。研究人员正在研究可能允许异种机器人携带少量材料的设计。潜在用途包括在体内输送药物或清除环境中的有毒化学物质。自我复制研究人员发现，异种机器人在典型的球形中，能够进行有限版本的自我复制。当放入充满独立漂浮的青蛙干细胞的培养皿中时，斑点快乐地盘旋，随机地将自由漂浮的细胞推成团块，其中一些粘在一起形成新的异种机器人。然而，这些机器人往往比它们的父母小，通常它们无法移动足够多的单个细胞来创造下一代。

在计算机模拟表明吃豆人形状可能更有效后，研究人员在干细胞汤中测试了这些C形异种机器人。他们发现吃豆人异种机器人后代的直径比球形异种机器人后代大149%。由于尺寸的改进，婴儿异种机器人能够创造自己的后代。研究人员发现，它们能够达到三到四个，而不仅仅是一代异种机器人的复制。

克里格曼说，这个系统仍然相当脆弱，培养细胞并确保它们的生长基质干净新鲜的过程很乏味。别担心，因为不用担心这些生物机器人会失控复制并接管世界：“如果你在盘子上打喷嚏，你会毁了实验，”克里格曼说。

这也意味着异种机器人还没有准备好成为工作机器人。 研究人员仍在为不同的任务测试不同的形状。他们的人工智能模拟还表明，改变异种机器人复制的实验室培养皿的形状可能会带来更好的结果，但这仍需要在现实世界中进行测试。然而，克里格曼说，异种机器人的经验教训可以立即融入机器人技术。一是人工智能可以用来设计机器人，甚至是可以自我复制的机器人。另一个是用智能组件制造机器人是有意义的。他说，生物有机体一直到其组成部分都是智能的：生物体是由自组织细胞组成的，自组织细胞器是由自组装蛋白质和分子组成的。目前的金属和塑料机器人不是这样工作的。

“如果我们可以用智能模块制造机器人，也许我们可以创造出更强大的机器，”克里格曼说。“也许我们可以在现实世界中创造出可以自我修复或自我复制的机器人。”

最初发表在Live Science上。