首頁 > 參考消息網1月4日報道據英國廣播公司（BBC）網站報道，美國研究人員用青蛙細胞創造了能夠自我復制的活體機器人。美國哈佛大學和塔夫茨大學機器人專家、博士后研究員山姆·克里格曼近日接受了該媒體記者采訪并介紹了更多相關信息。現將文章摘編如下：
設計這樣一個機器人的出發點是什么？
這個項目起初是發育生物學家與機器人專家之間的協作。我們的目標是通過建造有類似能力的機器人來了解動物是如何生長和再生的。我們用硅膠制造了第一批機器人，它們可以改變形態和體量，以模擬生長過程。我們從中探究和發現最有意思的科學問題，好奇心促使我們提出了用生物細胞建造機器人的想法。具體而言，我們使用的是取自非洲爪蛙（Xenopus laevis）的細胞，因此我們的機器人得名xenobot。
所以，你們首先用計算機模型設計出了xenobot的外形？
沒錯。我們構建了一個模型，試圖預測細胞在排列成不同結構時的表現。如果你看一下模型內部，就會看到一個虛擬的培養皿，里面裝有若干虛擬的xenobot，每個xenobot都有自己的設計和獨特的行為。我們在模型內部運行了一個試錯進化過程，以便找到合適的xenobot設計。
計算機通常會提出人類沒發現的簡單有效的解決方案。人類的認知局限和偏見完全有可能阻止我們手工設計出真正有用的xenobot。但是，由于有計算機軟件在為我們設計xenobot，我們有無限的可能性。
為什么選擇用青蛙心臟細胞制造xenobot？
我們之所以選擇青蛙心臟細胞，是因為我們實驗室有青蛙細胞。這些青蛙一次產下數千個卵。第2天，這些蛙卵只有一天大，我們從中取了一些來制造xenobot。當時，蛙卵內部沒什么東西，只是軟乎乎的一團——干細胞尚未形成，沒有任何神經元或感覺器官存在。因此我們覺得這在倫理上是負責任的獲取制造材料的方式。我們引導這些細胞發育成2種組織——心臟肌肉和皮膚，因為這足以制造出非常簡單的xenobot。
例如，我們制造的第一批xenobot可以利用心臟細胞行走，心臟細胞會像活塞一樣收縮和膨脹，并沿著培養皿底部推動xenobot。我們最新的一批xenobot完全是由皮膚組織構成的。青蛙皮膚組織上有一片片被稱為纖毛的纖細毛發。這些毛發像靈活的槳一樣來回擺動，推動xenobot向前，并讓它游動起來。青蛙細胞的一個良好特性是它們預先裝載了能量（類似雞蛋中的蛋黃），可以讓它們維持生存數周，無需補充能量或喂食。
那么，你們是如何用細胞制造出xenobot的？
任何人只要有一只穩定的手，就可以按照我們在發表的研究報告中詳細說明的步驟來制造xenobot。你真正需要的只有顯微鏡、尖頭鉗子、青蛙卵、鹽水和一個培養皿。首先，我們從一天大的青蛙卵中獲取特定細胞。如果我們讓足夠多的細胞彼此接觸，它們就會粘在一起，緊縮成一個球體。
然后，我們可以用減法來雕刻出計算機設計的身體形狀。具體方法是，用尖頭鉗子和微刻蝕儀輕微燒灼組織，使其保持理想的形狀。由此產生的xenobot直徑不到1毫米，比一粒沙還小，但作為一顆微粒是肉眼可見的。
每個孩子都夢想著用樂高積木做出某個東西，它可以神奇地變成一個會走路、會說話的生物。因此很多書籍和電影都探討了這種想法。比如電影《冰雪奇緣》中的雪寶、《姜餅人》《木偶奇遇記》等。我們的這種迷戀可以追溯到有關給無生命的物體賦予生命的古代文學。每個xenobot一開始都相當于數字計算機比特——電子游戲中的一個虛擬生物。如果它在電子游戲中表現出有趣的行為，我們真的會賦予這些計算機比特生命。是不是很酷？
所以你發現這些xenobot可以制造一代接一代的復制品？
我認為這恰當地描述了正在發生的情況。我們或許會說它們在繁殖，但自然界的繁殖意味著從一顆種子、一枚卵子或母體的一個碎片開始生長。我們發現，如果我們把離散的干細胞撒進xenobot的培養皿，xenobot就會把這些干細胞堆疊成一個個細胞團。包含至少50個細胞的細胞團會發育成xenobot的孩子。
當我們把xenobot的孩子放進新的培養皿時，它們的行為就像它們的母體一樣——四處游動，把離散的干細胞堆疊成一個個細胞團，細胞團再發育成xenobot的孫輩。xenobot的孫輩再制造出xenobot的重孫輩，如此循環往復，生生不息。我知道，這個過程可能聽起來像是派對上的把戲，但我認為這是一項重要的科學發現——這是生物學中一種過去不為人知的自我復制形式，它提出了各種新問題。
你是如何讓它們以這種方式復制的？
你還不能把USB線插進xenobot。但我們可以通過設計它們的母體的形狀，在某種程度上對它們進行編程。正如你可能預料的那樣，有些體型比別的體型更適合堆疊。由于xenobot的復制能力與它們將細胞堆疊成較大細胞團的能力相關，所以可以更好地堆疊細胞的xenobot，就能成為較好的復制者。我們所知道的最佳復制者非常簡單——它看起來就像上世紀80年代電子游戲中的“吃豆人”——圓圓的造型，側面缺的一角是它的嘴巴。
你是否在考慮未來的應用？
鑒于我們對xenobot的了解——它們自帶能量、可生物降解、體型很小、可以在水中生活，我們可以想象，未來xenobot可能投入水下應用，也許可以用于清除湖泊中的微塑料或其他粒子。它們還可能應用于醫學方面。你現在絕對不想在體內注入青蛙細胞。但原則上，我們可以用人類細胞而不是青蛙細胞來制造xenobot。
如果我們這樣做，那么也許未來某一天，我們也可以吞下xenobot，把它當作智能送藥工具。當然，制造有用的微型機器人醫療裝置并非易事。如果這種機器人看起來像是外來入侵者，那么它們將引發人體試圖消滅它們的免疫反應。器官移植可以挽救患者生命，但患者的身體可能發生排異反應——這是醫學上的一個大問題。我們可以設想一種解決方案，那就是用人類患者自身細胞創造出定制機器人。
