「我们发现生物体或生命系统内存在一个此前未知的空间 , 这是一个广阔的空间 , 」佛蒙特大学工程与数学科学学院的教授 Bongard 说 。 「我们如何去探索那个空间?我们发现了会行走的 Xenobots , 我们发现了会游泳的 Xenobots 。 在这项研究中 , 我们发现了可以自我复制的 Xenobots 。 今后还会有什么?」
或许正如科学家们在《美国国家科学院院刊》研究中所写的那样:「生命在表面之下隐藏着令人惊讶的行为 , 等待被发现 。 」
文章图片
图 1: 自发的运动学的自我复制
如上图所示 , 复制过程包括:
从早期青蛙囊胚中取出干细胞 , 将其解离并置于盐水溶液中(A) , 在那里它们凝聚成包含约 3000 个细胞的球体 。 球体在 3 天后在其外表面上形成纤毛 。
当产生的成熟细胞群被放置在直径 60 毫米的圆盘(B)中的约 60000 个分离的干细胞中时 , 它们的集体运动会将一些细胞推到一起成堆(C 和 D) , 如果这个堆足够大(至少 50 个细胞) , 即可发育成能够游走的纤毛后代(E) , 如果提供额外的分离干细胞(F) , 即可建立额外的后代 。
简而言之 , 祖先(p)构建了后代(o) , 然后后代亦成为祖先 。 这个过程可以通过扣出额外的解离细胞来中断 。
在目前已知的环境条件下 , 系统至多自然进行两轮自我复制 。 停止 (α) 或复制 (1 ? α) 的概率取决于适合青蛙胚胎的温度范围、解离细胞的浓度、成熟生物的数量和随机行为、溶液的粘度、培养皿的表面 , 以及污染概率 。 (比例尺 500μm) 。
文章图片
机遇与风险
与其他已知的生物繁殖形式相比 , 基于运动学的自我复制使得显著扩大和缩小每一代的后代变得有可能 。 这表明 , 生物体或许能够学会自动设计 , 以产生不同大小、形状和有用行为的后代 , 而不仅仅是数量意义上的自我复制 。
一部分人会觉得这项研究结果令人振奋 , 一部分人可能会对生物自我复制技术的概念感到担忧甚至恐惧 。 但对于科学家团队来说 , 下一步的目标是更深入的了解 。
「我们正在努力了解这个特性:复制 。 世界和技术正在迅速变化 , 对于整个社会来说 , 研究和了解它是如何运作的很重要 , 」Bongard 说 。
一位 Xenobot 的关注者表示:「这是机器人学和生物学的交叉路口 。 」
当被问及 Xenobot 是否「智能」时 , Blackiston 更愿意将其称为可编程生物 , 智能则发生在设计和编程阶段 , 而不是在实际的 Xenobot 中 。 「我的观点是它们并不智能 , 」Blackiston 说 。 但他也认同 , 这项工作挑战了科学定义 。 「由于这些技术 , 定义正在走向消亡 , 」Bongard 说 。 「Xenobots 是 AI 的产物 , 而 AI 本身正在帮助人类消灭人类原本对智能的标准定义 。 」
推荐阅读
- 测试|图森未来完成全球首次无人驾驶重卡在公开道路的全无人化测试
- ASUS|华硕预热ROG Flow Z13:称其是“全球最强悍的游戏平板”
- IT|全球汽车行业价值两年突增至3万亿美元 中国电动车企立大功
- IT|全球供应25亿剂疫苗 科兴上半年营收110亿美元
- IT|全球每日新增确诊病例首超100万例 世卫:两大毒株正掀起“疫情海啸”
- Tesla|特斯拉在美国召回约47.5万辆汽车 接近其去年全球交付总量
- 堆芯|全球首座,世界领跑!
- 集聚|向全球应用创新策源地持续迈进 上海“双千兆”应用体验中心正式揭牌
- 疫苗|中国生物:全球首支获批使用二代新冠疫苗将在阿联酋用于序贯接种
- 电子商务|国际品牌崛起 亚马逊在全球购物应用安装量中下滑至第四位