新型活體機(jī)器人具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì) 未來(lái)應(yīng)用潛力巨大

美國(guó)研究人員13日在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表論文稱(chēng)，他們利用活蛙細(xì)胞設(shè)計(jì)并組裝了一種活體機(jī)器人，其可以自行移動(dòng)，環(huán)繞目標(biāo)并在被切割后自行愈合。研究人員稱(chēng)，這種機(jī)器人具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有朝一日或可用于遞送藥物、清理有毒廢物等任務(wù)。

該活體機(jī)器人由佛蒙特大學(xué)研究人員利用該校的“深綠”超級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，然后由塔夫茨大學(xué)的生物學(xué)家完成組裝和測(cè)試。研究團(tuán)隊(duì)使用一種進(jìn)化算法，根據(jù)設(shè)定的任務(wù)（如朝著一個(gè)方向移動(dòng)），基于青蛙皮膚和心肌細(xì)胞生物物理基本規(guī)則，為新的生命形式創(chuàng)建了數(shù)千個(gè)候選設(shè)計(jì)方案，并從中選取出最有前途的方案進(jìn)行測(cè)試。他們收集了非洲爪蛙的胚胎干細(xì)胞，將其分離成單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，形成皮膚細(xì)胞和心臟細(xì)胞，然后使用微型鑷子和電極，將這些細(xì)胞切割并按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行連接。這些細(xì)胞會(huì)組裝成自然界中從未見(jiàn)過(guò)的形態(tài)并協(xié)同工作，依靠心肌細(xì)胞的收縮而有序地向前運(yùn)動(dòng)。

測(cè)試表明，這些特殊生物體——因源自非洲爪蛙細(xì)胞而被叫做Xenobots——可以在水環(huán)境中連續(xù)運(yùn)動(dòng)數(shù)天甚至數(shù)周。根據(jù)不同設(shè)計(jì)，它們不僅能直線運(yùn)動(dòng)，還會(huì)繞圈運(yùn)動(dòng)，并能負(fù)重前行。在被切割后，它們可以自行愈合；而在死亡后，則可生物降解。

Xenobots從基因上看是青蛙，但從生命形式上看則是一種與常規(guī)解剖結(jié)構(gòu)完全不同的生命體。佛蒙特大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家和機(jī)器人專(zhuān)家約書(shū)亞·邦加德指出，Xenobots是新穎的活體機(jī)器，它既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動(dòng)物物種，而是一類(lèi)新的人工制品——一種活的可編程生物。

可重構(gòu)、可自愈、可生物降解，這些傳統(tǒng)機(jī)器無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)讓新型活體機(jī)器人具有很大的應(yīng)用潛力。研究人員表示，未來(lái)它們或可用于執(zhí)行遞送藥物、尋找放射性污染源、收集海洋塑料微粒等任務(wù)。

總編輯圈點(diǎn)

許多人都看過(guò)電影《機(jī)械戰(zhàn)警》——人的身體和鋼鐵機(jī)械結(jié)合成了無(wú)敵的存在?，F(xiàn)在，科幻題材成了真，利用青蛙的細(xì)胞，科學(xué)家設(shè)計(jì)出了半生物半機(jī)器的全新綜合體。當(dāng)年，伏打利用青蛙腿研究了電流?，F(xiàn)在，青蛙又作出了大貢獻(xiàn)。真是功勛生物！