全球第一个活体机器人再升級：5 分鐘治愈比较严重伤口，具备 “记忆”作用

据外国媒体 Tech Xplore 报导，来源于美国塔弗茨高校（Tufts University）和佛蒙特大学（University of Vermont，UVM）的研发部门取得成功开发设计了第二代小型生物机器人 “Xenobots”，一样根据非洲爪蟾体细胞搭建。

但与第一代对比，第二代 Xenobots 不但能完成单细胞的独立组成，它的移速还迅速，信息内容读写能力作用和自愈能力也大大的提高。

现阶段，这一全新科研成果已于美国時间 3 月 31 日发布在《科学 · 机器人学（Science Robotics）》刊物上，毕业论文题目为《一个用于开发合成生命机器的细胞平台（A cellular platform for the development of synthetic living machines）》。

毕业论文连接：https://robotics.sciencemag.org/content/6/52/eabf1571

早在上年 1 月，该精英团队公布的全世界第一个活物智能机器人 Xenobots 就已走上顶级期刊《美国研究院院报（PNAS）》封面图，该科学研究明确提出并完成了利用计算机设计方案植物体的定义，用生物技术替代金属材料、塑胶等人力原材料来搭建智能机器人。

一、根据小青蛙胚胎干细胞分裂搭建植物体

从体细胞搭建上看，第一代 Xenobots 选用了 “由上而下”的结构方法，根据手工制作资产重组小青蛙肌肤和心血管体细胞，使心血管体细胞在最底层收拢来完成智能机器人的挪动。

比较之下，第二代 Xenobots 则选用 “由上而下”的方式开展结构，由单独的体细胞独立产生植物体。塔夫茨大学科学家用非州的一种小青蛙——非洲爪蟾（Xenopus laevis，这也是 Xenobots 名字的来历）的胚胎干细胞开展生长发育和繁衍，几日后一些干细胞美容就分裂产生了微绒毛。这种能挪动、转动的微绒毛当做了第二代 Xenobots 的 “腿”，使它不用肌肉细胞就能迅速挪动。

因为结构升級，第二代 Xenobots 的移速迅速，使用寿命更长，也可以能够更好地融入各种各样自然环境。

“大家印证了组织细胞不凡的延展性——他们违反基本常识，搭建了一个新的小青蛙‘人体’，而且这只小青蛙的基因彻底一切正常。” 塔夫茨大学知名分子生物学专家教授 Michael Levin 说。“在一切正常的小青蛙试管胚胎中，细胞的增殖分裂产生小蝌蚪。而如今大家见到体细胞能够 再次分裂，产生微绒毛来完成健身运动作用。让人诧异的是，体细胞能够 自发性担负新的人物角色，造就新的人体和个人行为，而不用长期的演变挑选。”

“在某种意义上，第二代 Xenobots 与传统式智能机器人的结构很类似，大家仅仅用体细胞和机构来替代人工合成部件，以搭建样子和造就可预测分析的个人行为。”杰出生物学家 Doug Blackiston 说。“在分子生物学上，这类方式能够更好地表述了体细胞在发育阶段中怎样相互影响，及其大家怎样能够更好地操纵这种功效。”

二、新式的 Xenobots 或可用以搜集粒子

这一精英团队由电子计算机生物学家和智能机器人权威专家 Josh Bongard 领导干部，根据优秀测算核的 Deep Green 高性能计算机群集，在数十万任意自然环境标准下运作进化算法，以检测不一样样子、独立或人群的 Xenobots 是不是会主要表现出不一样的个人行为，并辨别什么 Xenobots 人群最合适在颗粒在工作中一同工作中，搜集很多残片。

结果显示，与第一代 Xenobots 对比，第二代 Xenobots 在进行废弃物搜集等每日任务的主要表现更强。一方面，第二代 Xenobots 能一群群地划过细胞培养皿，搜集成堆的化合物粒子；另一方面，他们既能够 在大中型平面图上工作中，还可以越过狭小的毛细管。

值得一提的是，她们的研究表明，将来硅仿真模拟能够 提升生物机器人的额外作用，以转化成更繁杂的个人行为。

“虽然现阶段第二代 Xenobots 的每日任务都非常简单，但大家的终极目标是开发设计一种新式的日常生活专用工具，让他们做大量具体有效的工作中，比如清除深海中的微塑料或土壤层空气污染物。”Bongard 说。

三、根据莹光汇报蛋白质搭建读写能力作用

自动化技术较大的特点之一是可以纪录信息内容，并依据这种信息内容操纵智能机器人的个人行为。

在这里一方面，科学研究精英团队根据一种名叫 EosFP 的莹光汇报蛋白质来纪录信息内容，这类蛋白质一般状况下能传出绿色光，但在光波长 390nm 的光源直射下能传出彩光，为此将第二代 Xenobots 设计方案成一个有着阅读能力的智能机器人。

实际看来，科学研究工作人员在小青蛙胚胎细胞内注入了编号 EosFP 蛋白质的太阳龙宝宝 RNA，并分离出来出干细胞美容产生第二代 Xenobots。成形后的 Xenobots 会内嵌一个莹光电源开关，能纪录光波长 390nm 上下高清蓝光直射的状况。

在具体检测中，科学研究工作人员让 10 个第二代 Xenobots 在一个表层上摆动，另外该表层中有一个被光波长 390nm 光线点亮的点。两小时后，有 3 个智能机器人传出彩光，其他则维持翠绿色。这说明，此次 “旅途记忆力”被合理地纪录了出来。

科学研究工作人员觉得，这类分子结构记忆原理在未来或许可用以检测和纪录环境污染、公害病、有机化学环境污染、药品或病症。另外，科学研究工作人员对于 Xenobots 的纪录系统软件还得出了不一样的提升途径，比如让智能机器人纪录多种多样刺激性（必须加上其他信息位），并在刺激性下释放出来化学物质，或依据不一样刺激性的觉得更改个人行为。

“大家授予智能机器人大量工作能力的另外，能够 利用软件仿真模拟设计方案出更繁杂的个人行为，让他们实行更繁杂的每日任务。”Bongard 提到，她们设计方案的智能机器人不但能够 汇报所处自然环境的情况，还能够改动和修补所处自然环境的情况。

四、生物技术痊愈新陈代谢工作能力强，5 分鐘治愈比较严重撕破伤

“大家期待能将很多生物技术的特点运用在智能机器人上，比如用体细胞来构成感应器、电机、通讯和测算互联网，及其信息内容储存设备。”Levin 说。

在 Levin 来看，痊愈是植物体的当然特点，传统式的金属材料或塑胶智能机器人难以保证。但第二代 Xenobots 及将来的生物机器人能够 伴随着体细胞的生长发育和完善，来搭建自身的人体，并在遭受损害时开展自身修补。

据统计，第二代 Xenobots 的痊愈工作能力很强，5 分鐘内就可以痊愈比较严重的撕破伤，创口接近是他们人体薄厚的一半。在具体检测中，全部负伤的智能机器人都能修复如初见，并能够 再次工作中。

值得一提的是，第二代 Xenobots 还能够开展基础代谢。与金属材料或塑胶智能机器人不一样，第二代 Xenobots 的体细胞能够 消化吸收和溶解化合物，并像小型工厂一样生成、排出来化合物和蛋白。

另外，过去关键科学研究单细胞生物的合成生物学早已能科学研究这种多细胞生物，或可对他们再次程序编写以造成有效分子结构。

与第一代 Xenobots 相近，第二代 Xenobots 能够 靠试管胚胎阶段的动能贮备生存 10 天，并在沒有附加电力能源的状况下执行任务。在不断动能供货的状况下，他们能够 飞速运作很多月。

总结：生物科技与自动化技术互惠互利，市场前景未来可期

活物智能机器人的产品研发技术性持续迈入提升，而这一行业将来的发展趋势将与生物科技紧密联系。

如同 Michael Levin 在 TED 演说中提及的，第二代 Xenobots 在执行任务或诊疗层面发展潜力不凡，而此项科学研究的使用价值就取决于，用智能机器人科学研究来掌握单独体细胞怎样集聚在、沟通交流、建立植物体。它是一种新的实体模型系统软件，也许能够 根据这一系统软件开展一些生物研究层面的科学研究。

了解到此项技术性的市场前景以后，塔夫茨大学和佛蒙特大学创立了电子计算机设计方案生物研究所（ICDO），并将在未来好多个月全面启动。该研究室将汇聚各高校和外界資源，造就更高級、工作能力更强的生物机器人。

在未来的科学研究中，第二代 Xenobots 及高些版本号的活物智能机器人也许能够 从微生物行业得到大量启迪。