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可繁衍后代的活体机器人诞生？ | 再生医学

2021
12/10
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思宇MedTech
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可自我复制！

曾在 2020 年 1 月以创造全球首个活体机器人（Xenobot）轰动世界的团队，再次制造了惊喜 —— 研发出可自我复制的活体机器人。
2021 年 11 月 29 日，该研究以题为 Kinematic self-replication in reconfigurable organisms 的文章发表在 Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）上，同样出自佛蒙特大学、塔夫茨大学、哈佛大学 Wyss 研究所组成的研究团队。
（来源：PNAS）
此前，该团队基于进化算法，用青蛙的皮肤细胞和心肌细胞设计出多款 可定向移动 的毫米级机器人形态。他们将这些活体机器人命名为 Xenobot，并 认为其具有药物递送的潜力， 引发高度关注，相关研究论文于去年 1 月发表在 PNAS 上。
而 Bongard 在接受 DeepTech 采访时也曾提到， 如果能够实现用患者自己的细胞制造机器人，这项技术才有望真正用于药物递送。
图 | 不同形态的可移动细胞机器人（来源：佛蒙特大学）
在近日发布的研究文章中，这一研究团队发现他们合成的细胞活体机器人 Xenobot 不仅可以定向移动 ，还能通过将环境中的解离细胞移动、压缩来实现运动学 自我复制， 即依赖自我运动完成复制的过程。
“这些青蛙细胞的复制方式与青蛙的繁殖方式大不相同，科学界已知的任何动物或植物都不会以这种方式进行复制，” 塔夫茨大学、哈佛大学 Wyss 生物启发工程研究所博士后研究员、该论文作者之一 Sam Kriegman 说。
佛蒙特大学计算机科学家和机器人专家、该论文共同通讯作者 Joshua Bongard 解释说，“在正确的设计之下，它们（青蛙细胞）才会进行这样自发地自我复制。”
图 | 细胞簇自发的自我复制运动（来源：PNAS）
该团队还表明，通过人工智能算法，可以设计出更容易复制的细胞集群，执行特定的工作。这意味着，未来这些经过设计的细胞簇可能无需任何外部干预，仅通过自我复制便可实现更大的价值。
对于该研究的价值，“人们认为已经找到了生命繁殖或复制的所有方式，但我们发现了此前从未观察到的现象 —— 细胞簇水平上的运动学自我复制。”
“这些细胞簇可以实现自我复制，但通常整个系统会在之后一段时间消亡。实际上，要让系统继续复制是非常困难的，”Kriegman 说。
Bongard 提到，该发现或许可以用在水域中部署活体机器人吸收微塑料、以此开发治疗疾病的新药以及再生医学等。
上述论文另一通讯作者 Michael Levin 表示，“如果我们掌握让细胞集合并执行特定任务的方法，将进一步推动再生医学的发展，为外伤、先天缺陷、癌症、衰老等提供解决方案 ，但问题在于，目前我们对细胞将要集合构建的细胞簇尚没有办法预测和控制。”
参考资料：
[1]https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
[2]https://wyss.harvard.edu/news/team-builds-first-living-robots-that-can-‍

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关键词:
细胞,机器人,复制,研究,活体

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