人類首個「活體機器人」研究團隊答疑:不能繁殖 人類無須恐慌

AI不太可能有意設計出有害的生物，但是在設計中可能無意間產生有害的副作用。因此，我們認為，所有計算機設計的技術（包括生物）都需要經過人工驗證，然後才能進入創建環節，更不用說實際應用了。

新智元報導

來源：github

編輯：大明、張佳

【新智元導讀】昨天，我們報導了「全球首個活體機器人」引發網友熱議，有人擔心「新物種」進化人類自身難保、有人腦洞人類會不會就是這樣被創造出來的、有人對一些研究細節心存疑問，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裡。

昨天，我們報導了「全球首個活體機器人」引發了不小的轟動。（100%青蛙基因！全球首個可編程「活體機器人」誕生：被切成兩半也能自己縫上！）

這個名叫「Xenobots」的活體機器人由青蛙表皮細胞和心臟細胞的重組為一種全新的生命形式，它可以移動、可以「送貨」，還能在切割後自行癒合。

重組過程

活體機器人可 移動

這項驚人的研究來自美國佛蒙特大學和塔弗茨大學團隊，並在頂級期刊《美國科學院院報》(PNAS)發表。

Joshua Bongard

論文通訊作者、佛蒙特大學計算機科學家Joshua Bongard說：

「它們既不是傳統的機器人，也不是已知的動物物種，而是一類新的人工製品：一種活的、可編程生物。」

新聞一出，全世界人民的反應大概是這樣的：

在確認無詐後，評論區裡很多網友表達了對這項研究對恐懼和擔憂：

有的網友腦洞：人類是不是就是這樣被創造出來的？

還有一些網友對這項研究的細節很感興趣，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，你想知道的全在這裡。

100%的青蛙基因，計算機設計，但AI不太可能有意設計出有害的生物

問：這個研究更大的意義在哪兒？只是用青蛙細胞做機器人嗎？

答：細胞之間是如何通過相互協作，建立起結構複雜、功能完備的生物體的？它們是如何知道要構成什麼結構，交換哪些信號？這對於生物醫藥行業尤其重要。

目前，包括傳染病研究在內的醫藥領域的幾乎所有問題，最後都集中在對解剖學的控制上。如果我們能構建所需的3D解剖結構，就能修復新生兒缺陷、將腫瘤重構為正常組織，促進創傷組織重生，更好地對抗老齡化問題等。

切開後可自愈

幹細胞生物學和基因編輯技術本身並不能解決上述問題。這些活體機器人可以作為一種「沙盒」，觀察細胞除了本身的正常發育形態外的其他發育能力。

我們這次的「活體機器人」用的是100%的青蛙基因，但其外觀和行為特點一點都不像青蛙，而且是在沒有生物進化背景、沒有面對自然選擇壓力下做出的這些行為。

一旦我們弄明白細胞在合適的刺激條件下，可以構建哪些特別的結構，對於「再生性醫療」的研究就可能取得新的重大突破，而且會推動機器人、通訊系統和AI平臺的新研究。

目前的長期目標是：弄清活體細胞構建特殊結構的能力，並利用這個能力解決現有微操技術無法直接解決的難題（比如構建人造眼、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：什麼樣的生物組織可以拿來打造計算機設計的生物？

答：青蛙皮膚（下圖中綠色部分）和心肌（紅色部分）。兩者均來自從囊胚期非洲爪蟾胚胎細胞。這些組織會自然生長出纖毛，但是我們除去了纖毛，產生了會步行（而不是會遊泳）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：為什麼將它們視為生物？

答：它們「存活」了大約7天，之後停止了功能（就合成生物學結構的安全性而言，這是一個積極的特徵）。

儘管像地球上的大量生物一樣，它們沒有大腦，但表現出了功能性行為，能夠在受到損害時自愈，並可以協同工作。它們無法繁殖，但是有些自然發育的生物也不能繁殖。

對於生物體到底是什麼構成的問題，其實並不容易回答。這種「合成活體機器」的誕生會推動生物學家對「有機體」的定義進行更深入、更嚴格的定義。

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：它們要進食嗎？

答：生物體預先裝有自己的食物來源（脂質和蛋白質沉積物），因此可以生存一周以上。但是，如果在營養豐富的細胞培養基中生長，其壽命可以延長到數周或數月。

問：它們能做什麼？

答：到目前為止，它們可以移動、遊泳、推動/攜帶物體，並成群協同工作。

應用1：集體行為

應用2：物體操控

問：計算機如何設計生物？

答：計算機為生物構造塊（皮膚和心肌）的動力學建模，並像樂高積木一樣使用它們來構建不同的生物解剖結構。進化算法會從大量隨機設計開始，迭代刪除最差的設計，將其替換為更好的設計。這是計算機內部的「適者生存」的進化。然後選擇虛擬實境中最合適的設計，用真實的生物組織構建出來。

問：為什麼計算機設計的生物（以下簡稱CDO）在論文中被稱為「可重構的生物」？

答：將青蛙細胞拼湊在一起，形成新結構，這與青蛙不同。AI通過自然選擇配置為青蛙的構成進行了重新配置，創建了新的形式和新的功能。所得到的生物的聚集細胞也可以分離。並重組形成新生物。

問：這些新架構難道不會脫離我們的控制範圍嗎？

答：整個過程沒有進化：這些CDO沒有生殖器官，在7天後就降解失效了。但是，活生物體是無時無刻不在進化的。應對這一事實的最好方法是多了解、多學習。

問：與微型機器人相比，CDO有哪些優缺點？

答：微型機器人由金屬，陶瓷和塑料製成，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確實設計了這些生物，那麼邪惡（或無知）的AI會不會設計出有害的生物？

答：AI不太可能有意設計出有害的生物，但是在設計中可能無意間產生有害的副作用。因此，我們認為，所有計算機設計的技術（包括生物）都需要經過人工驗證，然後才能進入創建環節，更不用說實際應用了。此外，對此類技術的監管是政策領域下一步要解決的重要問題。

總的看來，與目前在病毒學、細菌學和基因編輯領域所做研究的相比，這種設計潛在危害性非常小。

問：會不會有人對AI進行編程，設計出可以武器化的CDO？

答：理論上是會的。不過目前，邪惡的天才生物學家可能比AI更容易設計出這類東西。我們認為，隨著這項技術的成熟，儘快制定相關規範和法規是當務之急。不過，這項技術被濫用的可能性要比細菌、病毒等技術被濫用的風險小得多。

問：有沒有能夠自己的設計虛擬生物的原始碼？

答：有的，可以去這裡看看。

github.com/skriegman/reconfigurable_organisms