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机器人|全球首个“自我繁衍”的活体机器人诞生：真那么神奇？

活久见！全球首个活体机器人创生命繁衍新方式！
大家印象中的机器人是不是还停留在铜头铁额的机械体？
亦或是由钢筋混凝土或者粗重木头制成的庞然大物？
这不，科学家马上安排了一批活体机器人，划重点，全球首批！
而且，这些机器人还会自我繁殖......

机器人|全球首个“自我繁衍”的活体机器人诞生：真那么神奇？
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这是由来自佛蒙特大学、塔夫茨大学以及哈佛大学Wyss研究所的科学家们发现的一种全新生物繁殖形式，并创造了有史以来第一个「自我复制」的活体机器人 。
目前，这项研究成果已于2021年11月29日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上 。

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论文链接：https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
去年，这批学者就依靠进化算法，利用青蛙的表皮细胞和心肌细胞造出了全球首批活体机器人，并将其命名为「Xenobot」 。
不同于传统机器人，也不是已知的某种动物物种，「Xenobot」是一种新型的、具有生命的、可编程的生物，而且可以自主移动，即使被切开也能够自动愈合 。

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自主移动的Xenobot

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自动修复的Xenobot
但在当时，第一代「Xenobot」还无法完成自我复制 。
如今，研究团队已经攻克这个难题，造出了有史以来第一批能够自我复制的活体机器人 。
该团队发现，这些由计算机设计和手工组装的生物体能够游到他们的小盘子里，找到数百个单细胞并将其聚在一起，然后在一个「吃豆人」形状的「嘴巴」中组装出「下一代」Xenobot 。

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几天后，这些「下一代」就会变成外观、行动都与父辈一样的新一代Xenobot 。这些新的Xenobot还会继续出去寻找细胞，建立自己的副本，循环往复，生生不息......
1、Xenobot如何自我复制？
Xenobot本身是由数千个非洲角蟾的胚胎细胞组成的一个细胞团 。如果是正常的繁衍过程，这些胚胎细胞最终会发育成蝌蚪的不同部分 。
但是，来自美国佛蒙特大学和塔弗茨大学团队，将原始胚胎细胞切割出不同部分，并按照计算机模拟出的结构进行重建，人为「生产」出了这种新的生命 。
该研究的合著者、塔夫茨大学的资深科学家、Douglas Blackiston、表示：长期以来，人们一直认为我们已经找到了生命可以繁殖或复制的所有方式 。但这次我们的发现是之前从未见过的 。
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 。

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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 。

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