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新京报 2021-12-02

全球首次!可自我繁殖的“机器人”是灾难还是福音?

近日,据《科技日报》报道,美国的弗蒙特大学和塔夫茨大学的研究团队,创造了一种有史以来首次可以自我繁殖的异形机器人(Xenobots 3.0),美国科学院院刊登了这一结果。消息一出便引起了广泛的社会反响。

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全新人造物的诞生

其实,严格来讲,Xenobots 并不是传统意义上的机器人。

" 机器人 " 一词最早由捷克作家 Karel apek 使用,专指人形奴。"bot" 的原意指的就是奴隶,"Xeno" 指的是 " 奇怪的,陌生的 " 意思。

而 Xenobots 一点不像人。它长得非常像 " 吃豆人 ",造型有趣。Xenobots 既不是传统意义上的机器人,也不是已知的任何物种。更严谨的表述是,Xenobots 是一个活的、可编程的生物体,它的出现宣告了一种新的人造物的诞生。

佛蒙特大学的 Josh Bongard 和马萨诸塞州塔夫茨大学的 Michael Levin 及其同事首先从青蛙胚胎中提取了快速分裂的干细胞,这些细胞正常发育成为皮肤细胞。经过对这些细胞进行工程改造,科研人员制造出一种具有生命力的有机体。

研究表明,当 Xenobots 被聚集成团时,它们在五天内形成了大约 3000 个细胞的球体。每个团块大约有半毫米宽,覆盖着微小的毛发状结构。

▲ Xenobots 一点不像人。它长得非常像 " 吃豆人 "。AI 设计的吃豆人形状的 " 母体 " 生物(红色),旁边是被压缩成球状的干细胞—— " 后代 "(绿色)。图 /IC Photo

这一结构类似藻类的鞭毛,可以帮助 Xenobots 进行类似螺旋形游动。更有意思的是,单个 Xenobot 看起来似乎在进行一种有组织的协同工作,一道把松散的细胞拱到一起,由此产生的细胞堆逐渐形成了新的 "Xenobots"。

这样看来,Xenobots 的后代实际上没有类似人类一样的父母。它们是由不同的 Xenobots 共同制造出来的。

实际上,Xenobots 于 2020 年已经被造出来,当时用的就是青蛙胚胎细胞。在实验条件下,这些细胞形成了小型结构,具有自我组装,分组移动并感知周围环境的自组织能力。

由此看来,此次 Xenobots 的主要突破在于它变得可以自我复制。成群的 Xenobots 会将松散的细胞推到一起,最终复制一个自己。Xenobots 是第一个被发现以这种方式繁殖的多细胞生物体。

另外,这种复制十分高效。科研人员利用人工智能在计算机里试着跑了很多种形状,观察不同形状的细胞团产生后代的能力怎么样。最后通过计算发现 C 形的 Xenobots 能够产生最多的后代。

▲ Xenobots 相关研究已在社交网络上引起热议,微软全国广播公司(MSNBC)的专栏作家 David Corn 称,我们完蛋了。图 / 某社交媒体平台截图

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科学技术伦理是实验的构成性部分

不出所料,这项技术带来了丰富的工程想象。比如说可以把 Xenobots 放到海洋当中去处理微塑料,去检查根系,甚至用于再生医学。

但是,离真正能应用在这些领域,还有很长的路要走。科学研究发现并不意味着立竿见影出现工程效果,工程活动本身具有很高的技术门槛,不是朝夕之功。

值得警惕的是,科学技术是把双刃剑,总是利弊共生。

一个显而易见是风险是,能够自我复制的 Xenobots 要是不小心从实验室泄漏出去,可能会对生态造成巨大的影响。

它不仅可能改造人的自然物理环境,对现有的生物造成直接影响,甚至还有可能造成新物种。

一些网友评论说,这是 " 异形来了 "。虽然这种忧虑带有浓厚的科幻气质,但焦虑本身是真实的。

当然,大家也不用过于忧虑,至于 Xenobots 在自然界当中广泛传播,造成巨大生态风险等,目前来看远非现实。虽然这个实验工作本身带有很强的工程性特点,但它主要指向的目的,并不是实用。

目前,Xenobots 主要被用作科学工具,科学家借此了解细胞在形态发生过程中如何合作构建复杂的结构。正如 Bongard 所言:" 这项工作表明有一种以前未知的,生命自我复制的方式。"

这说明,多细胞有机体可以不用在其所属的生命体中也能进行自我复制。这些发现,为我们进一步理解早期地球生命的起源,提供了重要启发。

也要看到,在此类实验中,科学技术伦理会变得越发重要。伦理应该成为其实验的构成性部分,不应仅仅被看成审查清单表。科学家应该将伦理看成实验的步骤,而不单是实验得以批准的条件。

就本文所讨论的研究而言,据称,该实验在美国通过了所有必要的伦理审查。首先,制造 Xenobots 的细胞本身是要发育成青蛙的皮肤细胞。如果不能自我复制,那它就会死亡。

在此案例中,虽然它可以复制,但每一次复制出来的后代都比原先的要小一些。当经过几代的复制以后,那些小于 50 个细胞的 Xenobots 就失去了自我复制能力,当储存在细胞中的能量耗尽,它们终将消亡。

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