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相關(guān)新聞：首個活體機(jī)器人誕生：青蛙細(xì)胞生成，超級計算機(jī)設(shè)計
編輯/大明、張佳
來源：新智元（ID:AI_era）
【新智元導(dǎo)讀】昨天，我們報道了“全球首個活體機(jī)器人”引發(fā)網(wǎng)友熱議，有人擔(dān)心“新物種”進(jìn)化人類自身難保、有人腦洞人類會不會就是這樣被創(chuàng)造出來的、有人對一些研究細(xì)節(jié)心存疑問，今天，我們分享研究人員對這項研究的答疑，你想知道的答案都在這里。
昨天，我們報道了“全球首個活體機(jī)器人”引發(fā)了不小的轟動。
這個名叫“Xenobots”的活體機(jī)器人由青蛙表皮細(xì)胞和心臟細(xì)胞的重組為一種全新的生命形式，它可以移動、可以“送貨”，還能在切割后自行愈合。
重組過程
活體機(jī)器人可移動
這項驚人的研究來自美國佛蒙特大學(xué)和塔弗茨大學(xué)團(tuán)隊，并在頂級期刊《美國科學(xué)院院報》(PNAS)發(fā)表。
Joshua Bongard
論文通訊作者、佛蒙特大學(xué)計算機(jī)科學(xué)家Joshua Bongard說：
“它們既不是傳統(tǒng)的機(jī)器人，也不是已知的動物物種，而是一類新的人工制品：一種活的、可編程生物?！?/p>
新聞一出，全世界人民的反應(yīng)大概是這樣的：
在確認(rèn)無詐后，評論區(qū)里很多網(wǎng)友表達(dá)了對這項研究對恐懼和擔(dān)憂：
有的網(wǎng)友腦洞：人類是不是就是這樣被創(chuàng)造出來的？
還有一些網(wǎng)友對這項研究的細(xì)節(jié)很感興趣，接下來我們整理了研究人員對這項研究的問答和大家分享，你想知道的全在這里。
100%的青蛙基因，計算機(jī)設(shè)計，但AI不太可能有意設(shè)計出有害的生物
問：這個研究更大的意義在哪兒？只是用青蛙細(xì)胞做機(jī)器人嗎？
答：細(xì)胞之間是如何通過相互協(xié)作，建立起結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能完備的生物體的？它們是如何知道要構(gòu)成什么結(jié)構(gòu)，交換哪些信號？這對于生物醫(yī)藥行業(yè)尤其重要。
目前，包括傳染病研究在內(nèi)的醫(yī)藥領(lǐng)域的幾乎所有問題，最后都集中在對解剖學(xué)的控制上。如果我們能構(gòu)建所需的3D解剖結(jié)構(gòu)，就能修復(fù)新生兒缺陷、將腫瘤重構(gòu)為正常組織，促進(jìn)創(chuàng)傷組織重生，更好地對抗老齡化問題等。
切開后可自愈
干細(xì)胞生物學(xué)和基因編輯技術(shù)本身并不能解決上述問題。這些活體機(jī)器人可以作為一種“沙盒”，觀察細(xì)胞除了本身的正常發(fā)育形態(tài)外的其他發(fā)育能力。
我們這次的“活體機(jī)器人”用的是100%的青蛙基因，但其外觀和行為特點(diǎn)一點(diǎn)都不像青蛙，而且是在沒有生物進(jìn)化背景、沒有面對自然選擇壓力下做出的這些行為。
一旦我們弄明白細(xì)胞在合適的刺激條件下，可以構(gòu)建哪些特別的結(jié)構(gòu)，對于“再生性醫(yī)療”的研究就可能取得新的重大突破，而且會推動機(jī)器人、通訊系統(tǒng)和AI平臺的新研究。
目前的長期目標(biāo)是：弄清活體細(xì)胞構(gòu)建特殊結(jié)構(gòu)的能力，并利用這個能力解決現(xiàn)有微操技術(shù)無法直接解決的難題（比如構(gòu)建人造眼、人造手等）。我們有理由相信，這篇論文只是未來一系列研究突破的第一步。
問：什么樣的生物組織可以拿來打造計算機(jī)設(shè)計的生物？
答：青蛙皮膚（下圖中綠色部分）和心?。t色部分）。兩者均來自從囊胚期非洲爪蟾胚胎細(xì)胞。這些組織會自然生長出纖毛，但是我們除去了纖毛，產(chǎn)生了會步行（而不是會游泳）生物。
問：它們有多大？
答：上圖所示的紅色/綠色生物約為0.7毫米。
問：為什么將它們視為生物？
答：它們“存活”了大約7天，之后停止了功能（就合成生物學(xué)結(jié)構(gòu)的安全性而言，這是一個積極的特征）。
盡管像地球上的大量生物一樣，它們沒有大腦，但表現(xiàn)出了功能性行為，能夠在受到損害時自愈，并可以協(xié)同工作。它們無法繁殖，但是有些自然發(fā)育的生物也不能繁殖。
對于生物體到底是什么構(gòu)成的問題，其實(shí)并不容易回答。這種“合成活體機(jī)器”的誕生會推動生物學(xué)家對“有機(jī)體”的定義進(jìn)行更深入、更嚴(yán)格的定義。
問：它們是水生生物嗎？
答：它們生活在淡水中，可以在4至27度的溫度下生存。
問：它們要進(jìn)食嗎？
答：生物體預(yù)先裝有自己的食物來源（脂質(zhì)和蛋白質(zhì)沉積物），因此可以生存一周以上。但是，如果在營養(yǎng)豐富的細(xì)胞培養(yǎng)基中生長，其壽命可以延長到數(shù)周或數(shù)月。
問：它們能做什么？
答：到目前為止，它們可以移動、游泳、推動/攜帶物體，并成群協(xié)同工作。
應(yīng)用1：集體行為
應(yīng)用2：物體操控
問：計算機(jī)如何設(shè)計生物？
答：計算機(jī)為生物構(gòu)造塊（皮膚和心?。┑膭恿W(xué)建模，并像樂高積木一樣使用它們來構(gòu)建不同的生物解剖結(jié)構(gòu)。進(jìn)化算法會從大量隨機(jī)設(shè)計開始，迭代刪除最差的設(shè)計，將其替換為更好的設(shè)計。這是計算機(jī)內(nèi)部的“適者生存”的進(jìn)化。然后選擇虛擬現(xiàn)實(shí)中最合適的設(shè)計，用真實(shí)的生物組織構(gòu)建出來。
問：為什么計算機(jī)設(shè)計的生物（以下簡稱CDO）在論文中被稱為“可重構(gòu)的生物”？
答：將青蛙細(xì)胞拼湊在一起，形成新結(jié)構(gòu)，這與青蛙不同。AI通過自然選擇配置為青蛙的構(gòu)成進(jìn)行了重新配置，創(chuàng)建了新的形式和新的功能。所得到的生物的聚集細(xì)胞也可以分離。并重組形成新生物。
問：這些新架構(gòu)難道不會脫離我們的控制范圍嗎？
答：整個過程沒有進(jìn)化：這些CDO沒有生殖器官，在7天后就降解失效了。但是，活生物體是無時無刻不在進(jìn)化的。應(yīng)對這一事實(shí)的最好方法是多了解、多學(xué)習(xí)。
問：與微型機(jī)器人相比，CDO有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？
答：微型機(jī)器人由金屬，陶瓷和塑料制成，因此更堅固，從理論上講，它們的使用壽命比CDO更長。但是，一些金屬可能對內(nèi)臟有害。CDO具有完全的生物相容性和可生物降解性。
問：如果AI確實(shí)設(shè)計了這些生物，那么邪惡（或無知）的AI會不會設(shè)計出有害的生物？
答：AI不太可能有意設(shè)計出有害的生物，但是在設(shè)計中可能無意間產(chǎn)生有害的副作用。因此，我們認(rèn)為，所有計算機(jī)設(shè)計的技術(shù)（包括生物）都需要經(jīng)過人工驗證，然后才能進(jìn)入創(chuàng)建環(huán)節(jié)，更不用說實(shí)際應(yīng)用了。此外，對此類技術(shù)的監(jiān)管是政策領(lǐng)域下一步要解決的重要問題。
總的看來，與目前在病毒學(xué)、細(xì)菌學(xué)和基因編輯領(lǐng)域所做研究的相比，這種設(shè)計潛在危害性非常小。
問：會不會有人對AI進(jìn)行編程，設(shè)計出可以武器化的CDO？
答：理論上是會的。不過目前，邪惡的天才生物學(xué)家可能比AI更容易設(shè)計出這類東西。我們認(rèn)為，隨著這項技術(shù)的成熟，盡快制定相關(guān)規(guī)范和法規(guī)是當(dāng)務(wù)之急。不過，這項技術(shù)被濫用的可能性要比細(xì)菌、病毒等技術(shù)被濫用的風(fēng)險小得多。
問：有沒有能夠自己的設(shè)計虛擬生物的源代碼？
答：有的，可以去這里看看。
github.com/skriegman/reconfigurable_organisms
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