AI|全球首个“自我复制”的活体机器人诞生 科学家的下一个目标是什么?( 二 )


这些由计算机设计出来的细胞集合结构虽然拥有青蛙的基因组,但是,它们却没有选择成为蝌蚪 。而是以一种看上去像是集体智慧的举动,做出了令人震惊的事情 。
比如,自我复制 。已经发育成熟的细胞群处在一群零散胚胎细胞中时,会自发把这些离散细胞堆在一起 。

AI|全球首个“自我复制”的活体机器人诞生 科学家的下一个目标是什么?
文章图片


如果这个细胞团足够大,这些细胞群就能发育成会游泳、带纤毛的后代 。只是,这个过程不确定性较大 。
温度范围、胚胎细胞的密集度、成熟细胞群的数量和随机行为、溶液的粘度、培养皿的几何形状表面,以及污染等等都会影响复制 。
所以初代Xenobot的自我复制,最多只能持续两轮 。如何扩大这种复制轮次?这时AI算法就派上用场了 。
2
AI如何扩大复制轮次?
既然球状结构的细胞团不利于繁衍,那是不是可以试试其他形状?所以要如何突破这个难题呢?
能够自我复制的Xenobot最初是由在佛蒙特大学的超级计算机上运行的 AI 程序构思出来的 。研究者运行了一种能够在模拟中测试数十亿种生物体型的进化算法,目标是发现哪种细胞配置能够实现自我复制 。
最终,AI发现了一个成功的设计:一组形状像 1980 年代街机游戏吃豆人的细胞 。在“吃豆人”形状下,Xenobots的自我复制系统寿命,由最多2代增加到了4代 。

AI|全球首个“自我复制”的活体机器人诞生 科学家的下一个目标是什么?
文章图片


该研究的共同作者、塔夫茨大学高级科学家Douglas Blackiston拿着AI给出的设计,使用微型电烙铁和手术钳手工雕刻出Xenobot母体,它由3000个青蛙细胞组成,能够在培养皿中游走 。
随后,添加到培养皿中的青蛙细胞为Xenobot母体提供了原材料,它们用这些材料在吃豆人形状的“嘴巴”中造出新的Xenobot 。几天后,新Xenobot又成长为新的Xenobot母体 。通过不断往培养皿中添加青蛙细胞原料,这种自我复制过程可以一代又一代地继续下去 。
在非洲爪蟾蛙中,这些胚胎细胞会发育成皮肤,附在在蝌蚪的外面,从而阻挡病原体并重新分配粘液 。但研究团队将这些细胞置于一个新的环境中,让它们有机会重新想象自身的多细胞性 。

AI|全球首个“自我复制”的活体机器人诞生 科学家的下一个目标是什么?
文章图片


事实证明,只想成为皮肤的细胞不是好细胞 。
“在过去的很长一段时间,人类一直认为已经找到了生命繁殖或复制的所有方式,但这个方式是以前从未观察到的,”Douglas Blackiston表示 。

推荐阅读