所谓的“异种机器人”可以取代传统的金属或塑料机器人,而不污染地球,但它们提出了一些道德问题。
这些是异种机器人,是一种“活机器”,内部装有青蛙干细胞,采用计算机算法设计的新配置。
在实验室 迈克尔莱文 在塔夫茨大学(Tufts University),细胞可能会与众不同。
生命机器,现代的弗兰肯斯坦
在这里,青蛙皮肤前体细胞接近于在另一种生命中可能帮助两栖动物心跳的细胞。 他们是完美的陌生人: 到目前为止,没有任何业务关系的生物实体。然而,莱文和他的同事发现皮肤细胞和心脏细胞可以被推动合并。并排放置时,它们会自组织成复杂的非青蛙细胞的三维马赛克。
这些生活中的机器人由计算机算法进行工程设计,并由人的双手进行手术建模,它们像沙子一样大小的心皮混合体,与自然界中的任何事物都不相似。
但它们执行的任务却出奇地熟悉:无需任何外部输入,它们就可以在培养皿中移动,来回推动微观物体,甚至在被切割后“调整”自己。
莱文(也正确地)将这些细胞群定义为“新的生命形式”:它们既不是有机体也不是机器,而可能介于两者之间。
被称为“xenobots”以纪念 非洲爪蟾,从中衍生出它们的细胞的非洲青蛙,具有巨大的潜力,可以揭示控制生命组成部分的组装规则。
通过大量其他调整,异国机器人技术有朝一日也可以被利用来在身体周围传递药物,收集环境污染物等。 莱文和他的同事今天在杂志上写了它 美国国家科学院院刊。 与传统的机器人不同,未来的活着的,能够自我修复的异种机器人理论上可以在不污染地球的情况下完成这些壮举,并在发生损坏时自行修复。
随着塑料和其他难以降解的聚合物在环境中不断积累, “令人难以置信的创新方法” 由xenobots提供 “这对于可持续发展可能非常重要”他说 塔拉迪恩斯,犹他大学生物医学工程师和合成生物学家。
但是异种机器人也提出了许多道德问题
也许这听起来有点世界末日,但如果情况变得糟糕,人类可能需要保护免受这些和其他人造生命形式的侵害。 “当你创造生命时,你并不清楚它会走向什么方向,” 说: 妮塔·法拉哈尼(Nita Farahany),他在杜克大学研究新技术的伦理影响。 “每次我们试图利用生命,”他说,“我们都应该认识到它的结局可能很糟糕。”
在过去的几十年里,人类在机器人技术方面取得了令人难以置信的进步。 机器现在可以掌握困难的棋盘游戏并穿越困难的地形;他们可以驾驶自动驾驶汽车并在灾难后寻找幸存者。但即使在最具创意的配置中,金属和塑料也根本无法与电池相媲美。
生物系统:比机械机器人先进得多
“生物系统是机器人技术羡慕的对象”他说 莱文. “它们适应力强、灵活,能够自我修复。世界上没有任何机器人能够真正做到这一点。”
因此,莱文和他的同事决定制造一个。 与机器人专家一起 山姆·克里格曼 e 乔什·邦加德(Josh Bongard) 来自佛蒙特大学的教授要求计算机算法设计一系列活体机器,使用青蛙皮肤和心脏细胞作为原材料。该算法经过训练,可以优化每个 xenobot 的不同基本功能,例如来回移动或操纵物体。
在测试不同的配置后,算法会选择它认为最适合手头任务的数字项目。然后研究人员尝试在莱文的实验室中重新创建这些设计。
“细胞喜欢呆在一起”
即使从青蛙胚胎中刮出并砸碎成充满液体的椎间盘,皮肤和心脏细胞也将团结起来。 “细胞喜欢呆在一起”莱文说。 他是显微外科医师,他把新生的活着的机器人雕刻成计算机指定的形状。
异种机器人的所有成分都来自真正的青蛙,但它们的最终形态并不具有两栖性。 一些已经变成不相交的形状。 其他的则采取空心棱柱状结构的形式。 机器人缺少四肢,骨骼和神经系统。 但是他们可以轻松应对他们设计的任务。
它们没有嘴或消化系统,只能靠“鞭打”它们的胚胎蛋黄碎片来喂养。邦加德说,这就是为什么它们会在培养液干涸后大约一周后死亡。但他和他的同事认为,机器人有一天可以被用来将药物输送到人体或刮除动脉上的斑块。 它们被释放到环境中,可以监测毒素或清除海洋中的微塑料。
该团队已经在尝试使用不同类型的单元,以实现不同类型的功能。 莱文说,异种机器人似乎也能够创建自己的新版本,将各个单元放在一起直到它们开始合并。 他们也有抵抗力: 一旦损坏,机器人只需修复伤口并继续。
现在不可避免的问题和一些道德疑虑
这项技术可以带来很多好处,但考虑潜在风险也很重要。 它还指出了这一点 苏珊·安德森,康涅狄格大学哲学家和机器伦理学家。如果落入坏人之手,异种机器人的力量很容易被用作生物武器。它将毒物而不是药物带入人体。
人类已经有 修补生活的食谱。 近年来,生物工程师对细胞进行了重新编程,以生产出可以挽救生命的药物,将基因组剥离到最低状态,并使动物与其他动物(或人类细胞)杂交。
但是从头开始合成的多细胞生命形式仍然很少。 也因为许多生物发展仍然是个谜。 研究人员仍然不确定,例如组织,器官和附属器官如何表现出来。
研究异种机器人肯定有助于破解开发代码。但要实现这一目标,科学家首先必须进行实验。掌握他们不完全理解的技巧和技术。从设计这些生命形式的机器学习算法开始。
邦加德和他的同事们认识到他们工作的精致。 “围绕这个话题的道德问题并非微不足道”,这位学者说。 尽管研究人员尚未邀请生物伦理学家来研究他们的研究, “这是我们必须要做的事情。作为讨论如何使用这项技术的一部分,它很有用。”他补充说。 首先, “我们只是想证明这是可能的。”