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全球首個活體可編程機器人誕生!使用青蛙細胞制造,劈成兩半還能自愈

2020/1/14 16:24:33來源:IT之家作者:遠洋責編:遠洋評論:

IT之家1月14日消息 全球首個活體機器人誕生了!美國佛蒙特大學計算機科學家和塔夫茨大學生物學家共同創造出100%使用青蛙DNA的可編程的活體機器人xenobots,這項最新的研究結果已經于1月13日在美國國家科學院院刊上發表。

▲由青蛙干細胞構建的不到1毫米(0.04英寸)寬的四足異種機器人。

這些機器的名字來源于非洲爪蛙(Xenopus laevis),這也是為其提供干細胞的青蛙種類,機器人的寬度不到一毫米(0.04英寸),能按照計算機程序設計的路線移動,還能負載一定的重量,可以在人體內部移動。他們可以步行、游泳,沒有食物也可以生存數周,并且可以一同合作工作。

佛蒙特大學說,這些是“完全新的生命形式”。

▲異種機器人,后肢較大,前肢較小,有紅色的心肌層。

干細胞是非專業細胞,具有發展為不同細胞類型的能力。研究人員從青蛙胚胎中刮取了活的干細胞,并使其孵化。然后,根據佛蒙特大學的新聞稿,這些細胞被切割并重塑成由超級計算機設計的特定“身體形態”,即“自然界從未見過的形態”。

然后這些細胞開始孵化,皮膚細胞形成機器人的整體結構,而心肌細胞進行搏動使機器人能夠自行移動。Xenobot甚至具有自我修復功能,當科學家把它們進行切割時,機器人會自行愈合并繼續移動。

佛蒙特大學的首席研究員之一約書亞·邦加德(Joshua Bongard)在新聞稿中說:“這些都是新穎的活體機器?!薄八鼈兗炔皇莻鹘y的機器人,也不是已知的動物物種。它是一類新的人工制品:一種活的可編程生物?!?/p>

▲一些異種機器人的中心有孔,可以被用來運輸藥物。

Xenobot機器人看起來不像傳統的機器人,它們沒有閃亮的齒輪或機械臂。取而代之的是,它們看起來更像是一團移動的肉團。研究人員說,這是有意的,這種“生物機器”可以實現鋼鐵和塑料機器人通常無法做到的事情。

研究人員在周一發表于《美國國家科學院院刊》上的研究中說,傳統的機器人“隨著時間的流逝會退化,并可能產生有害的生態和健康副作用?!倍餀C器人對人類健康更環保,更安全。

這些生物機器人預先裝載了自己的脂質和蛋白質沉積物食物來源,使它們能夠生存一周以上的時間,但它們無法繁殖或進化。但是,在營養豐富的環境中,它們的壽命可以長達幾周。

這項研究表明,這種活體機器人有可能被用于許多任務,該研究部分由美國國防高級研究計劃局提供資金,該局是監督軍事技術發展的聯邦機構。Xenobots可用于清除放射性廢物,在海洋中收集微塑料,在人體內部運輸藥物,甚至進入我們的動脈以清除斑塊?;铙w機器人可以在水性環境中存活幾天甚至幾周,而無需額外的營養,這使它們適合體內藥物輸送。

除了這些直接的實際任務,活體機器人還可以幫助研究人員更多地了解細胞生物學,從而為人類健康和長壽的未來發展打開大門。

研究人員說:“如果我們可以按需制作3D生物形式,我們可以修復先天缺陷,將腫瘤重編程為正常組織,在外傷或退行性疾病后再生并戰勝衰老?!边@項研究可能“對再生醫學產生巨大影響(構建身體部位并誘導再生)?!?/p>

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