机器之心报导
参加：一鸣、杜伟、泽南
克隆现已不能让咱们满意了，人类正在测验直接用生物细胞制作出软体「机器人」，并且还成功了。近来，全球首个活体机器人诞生的新闻让世人冷艳。
迄今为止，人们创造出的大多数「机器」都是由金属、塑料、混凝土等资料制作的。但关于许多作业来说，由生物体进行造物或许才是最好的办法。例如，将药物精准释放在人体的特定方位而不损害健康的安排。近来，美国佛蒙特大学的研讨者运用进化算法研发了一种名为「Xenobot」的生物机器人。它由生物细胞构成，可进行编程修正、自在移动，即便被切开也能够主动愈合。
以下是 Xenobot 生物机器人的作用展现：
显微镜下正在缓慢移动的 Xenobot。
Xenobots 能够集体行动（转圈圈）。
Xenobot 能够推进外部方针。
Xenobot 在被切开后还能够主动修正。
尽管形状还很原始，尺度也很小，但 Xenobot 现已向咱们展现了科幻电影里「生物机器人」该有的一切功用，除了自我仿制。据悉，规划可编程器官的代码现已开源。
论文地址：https:///skriegman/reconfigurable_organisms
用进化算法进行规划
研讨者表明，规划这种生物机器人运用了人工智能范畴的进化算法。
图 1：运用 AI 规划和拼装可编程器官的进程。
首要，研讨者会界说一个行为方针（如最大化的移动），并供给两种构建块（赤色：可缩短的细胞，以及青蓝色：被迫细胞）。赤色的构建块经过生物办法完结活体机器人必要的功用（如移动等）。只要将这两种细胞经过特定的规划有机结合起来，才干做成一个功用正常的生物机器人。
整个规划机器人的进程是运用进化算法进行操控的。这一进化算法的方针是用来发现各种能够将两种构建块组合起来的办法，使其能到达行为方针。这一算法在开端有随机的样本量，然后每种规划都会放在虚拟物理环境下进行模型，并主动被打分。体现欠好的规划被删去，由体现更好的规划的随机改造副本替代。这一进程被重复屡次，用于生成功用更好的、各式各样的规划。
进化算法在佛蒙特大学先进核算中心的 Deep Green 超级核算集群进步行了数月的处理，为新的生命方式创建了数千个候选规划。
图 2：运用进化算法进行规划、物理模仿和打分的进程图示。
当然，虚拟物理环境和方针物理环境有很大的不同，因而这些规划都会经过一个鲁棒性过滤器，过滤掉那些在噪声中不能够保存要求行为的规划。
保存下来的规划会再经过一个 build 过滤器，这个过滤器会移除那些无法经过现有的办法构建，或许没有对未来更杂乱使命有扩展性的规划。
从干细胞到生物机器人
经过了 build 过滤器的规划会被用于树立活体安排。详细流程如下：
构建 Xenobot 的榜首步是：显微打针受精的非洲爪哇胚胎（直径 1.15-1.2 毫米）。
第二步：在 14°C 条件下培育 24 小时后，用显微手术钳子取出每个胚胎的卵黄膜。
第三步：运用显微钳取出每个胚胎的动物帽（animal cap），然后在离解媒质中培育 10 分钟。
第四步：将离解内细胞与外细胞别离。
第五步：悄悄搅动剩下安排，以更好地进行离解。
第六步：很多的细胞转化为琼脂糖壁（agarose well），使得细胞再聚合。
第七、八步：从头粘附时细胞集合体逐步紧缩，然后在 14°C 条件持续培育两天。
第九步：运用微炙烤设备调整 Xenobot 的形状。
最终一步：运用显微手术钳确认最终的造型。
最终的产品是一个活体的，和规划在三维结构相似的活体机器人。这种机器人在没有额定养分的情况下能自我移动，在水状环境中探究数天到数周时刻。
图 3：依照规划规划出来的活体机器人形状和运动轨道。
这种规划出来的机器人有什么样的功用和特性？研讨团队表明，它们能够自我移动、探究、协作，哪怕被切开也能够主动愈合。惊人的是，这些生物机器人还展现出了协同才能，如一起绕圈、推进物体移动。
这种生物机器人移动时留下的轨道一览。这些简略的细胞机器人展现出了惊人的杂乱行为特性。
一些规划中能够正常的看到，这些机器人是有中空结构的，这在某种程度上预示着他们能够带着一些物体（如药物）到指定区域。
这些生物机器人的特性和功用无疑在医疗、生物学、化学等范畴有很高的研讨价值和远景。
研讨团队——首要作者有核算机科学布景
Xenobot 的研讨登上了最新一期的美国国家科学院期刊 PNAS。制作出首个「活体机器人」的科研团队，来自美国佛蒙特大学（the University of Vermont）和塔夫斯大学。榜首作者 Sam Kriegman 是佛蒙特大学核算机科学院的一名在读博士，他的导师则是核算机科学院的 Josh Bongard。
佛蒙特大学教授 Josh Bongard。
Xenobot 研讨的发布，招引了很多科技新闻媒体报导，人们关于这种全新类型的机器议论纷纷：异形的年代快来临了，我需求惧怕了吗？
这些细小的「机器」或许会在未来成为咱们身体的一部分。
参阅链接：博客地址：https://cdorgs.github.io (https://cdorgs.github.io/)新闻稿：https://www.uvm.edu/uvmnews/news/team-builds-first-living-robots论文：https://www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1910837117
