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福禍難料/全球首款「活體機械人」學會繁殖

時間:2021-12-01 04:26:38來源:大公报

  圖:Xenobot簡介

  【大公報訊】綜合美國有線電視新聞網、《衛報》、《每日郵報》報道:美國研究人員11月29日表示,全球首款「活體機械人」Xenobot已學會自我繁殖。一種形似經典街機遊戲「食鬼」(Pac-Man)中小精靈的機械人會自行將鬆散的幹細胞聚集起來,幾天就能形成「後代」。這種繁殖方式在已知的多細胞生物中前所未見。從非洲爪蟾幹細胞中誕生的Xenobot去年問世時已引發科學倫理爭議,如今更多人擔憂它會突破人類管制。但研究人員堅稱其可控,且有望在醫療、環保等領域大放異彩。

  美國佛蒙特大學、塔夫茨大學和哈佛大學威斯研究院的研究人員11月29日在《美國科學院院報》(PNAS)上發表論文,展示Xenobot自我繁殖的方式。這種機械人由非洲爪蟾幹細胞培育出的皮膚細胞和心肌細胞組成,最初的形象是直徑不超過1毫米的類球體,每個個體約有3000個細胞,能夠在液體中游動。研究人員發現,球形Xenobot在特殊情況下偶爾會通過「動力複製」方式繁殖,即將大量細胞聚集在一起形成新個體。

  這種現象以往只會出現在分子層面,人類從未在細胞或生物體層面觀察到這種繁殖方式。研究人員隨後利用人工智能(AI)程序測試了數十億種體型,包括三角形、正方形、星形等,並在幾個月後設計出如同小精靈的「C」形Xenobot。這種機械人的繁殖效率明顯高於球形機械人。

  研究員:機械人容易銷毀

  根據研究論文,「C」形Xenobot會在培養皿內四處游動,將成百上千個幹細胞推到一起,堆積在自己的「嘴」裏,並組裝成新的機械人個體。不同的機械人還會協作搜集細胞,共同創造後代。佛蒙特大學機械人專家、論文第一作者邦加德表示:「有了正確的設計,這些機械人就會自發進行自我複製。」他認為,Xenobot既是機械人,也是一種特殊的生物。

  新個體與「父母」外形相似,但細胞數量較少,誕生後會以同樣方式搜集細胞、創造後代。研究人員表示,「C」形Xenobot可以繁衍四代,當新個體細胞總數少於50個時,便會失去游動和繁殖的能力。

  Xenobot的名字來源於為其提供細胞的非洲爪蟾(Xenopus laevis),但同樣會讓人聯想到經典科幻恐怖電影《異形》中的外星怪物異形(Xenomorph)。去年初美國研究人員首次公布其存在時,很多人就擔心這種機械人會成為人造怪物。今次得知它們已學會自我繁殖,公眾疑慮更深。有網民質疑:「它們會不會逃跑,並且製造出新的疫情?」

  面對輿論爭議,邦加德回應說,這些機械人目前都被嚴格控制在實驗室內部,且能夠生物降解,銷毀起來很容易。該項目獲隸屬美國國防部的國防高等研究計劃署資助。

  有望實現精準釋放藥物

  Xenobot目前還沒有實際用途,但研究人員表示這種將分子生物學與AI技術相結合的模式具有很大發展潛力,可以用於製造更先進的生物工具,例如能夠從海洋中回收微塑膠顆粒的生物機械人等。

  此外,「活體機械人」在醫療領域應用前景廣闊。一些藍圖將Xenobot設計為帶有中空結構的個體,可以攜帶微小物體到人體內部的指定位置,有望實現精準釋放藥物,而不損傷健康組織。研究人員表示,未來或許能用血管細胞、感知細胞等組裝出人造眼等立體生物結構,用於彌補先天缺陷、重建老化器官,甚至實現癌變組織正常化等。

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