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全球首个活体机器人来了!可自愈和死亡 仅1毫米能进入人体“送药杀癌”
2020-01-15 11:37 前瞻网   

 

 

现在,一组科学家重新利用了从青蛙胚胎中提取的活细胞,并将它们组装成全新的生命形式。

这些仅有1毫米的“异种机器人”(被称为xenobots)可以朝目标移动,可以根据需要将药物输送到患者体内特定位置、摧毁癌细胞、或者清除人体动脉斑块等等。并且它们在被切割后还可以“自行治愈”,一旦完成任务又能“自然死亡分解”。

佛蒙特大学的计算机科学家和机器人专家Joshua Bongard说:“这些都是新颖的活体机器。” “它们既不是传统的机器人,也不是已知的动物物种。它是一类新的人工制品:一种活的可编程生物。”

这些新生物是在UVM的超级计算机上设计的,然后由塔夫茨大学的生物学家组装和测试。塔夫茨再生与发育生物学中心的负责人迈克尔·莱文说:“我们可以想象这些活人机器人在许多有用的应用中是其他机器无法做到的,就像寻找令人讨厌的化合物或放射性污染,收集微塑料一样。

这项新研究的结果于1月13日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

在莱文(Levin)的带领下,在塔夫茨(Tufts)的团队以及显微外科医生道格拉斯·布莱克斯顿(Douglas Blackiston)的关键工作下,计算机技术的设计得以实现。首先,他们收集了从非洲蛙(非洲爪蟾)的胚胎中收获的干细胞,将它们分成单个细胞,然后进行孵育。然后,使用微小的镊子和均匀的电极,将细胞切割并在显微镜下连接成计算机指定设计的近似值。

这些细胞组装成自然界中从未见过的身体形态,开始协同工作。皮肤细胞形成了更加被动的结构,而曾经随机收缩的心肌细胞开始工作,在计算机的设计指导下,并在自发的自组织模式的帮助下,创造了有序的向前运动。

这些可重配置的生物体能够以连贯的方式移动——在胚胎储能的支持下,探索其水环境数天或数周。

后来的测试表明,异种机器人会绕圈运动,将颗粒自发地和集体地推到中心位置。其他的则建有一个穿过中心的孔,以减少阻力。在这些的模拟版本中,科学家们能够将这个孔重新定位为可成功携带物体的小袋。 UVM的计算机科学和复杂系统中心系教授Bongard说:“这是朝着使用计算机设计的生物体进行智能药物输送迈出的一步。”

未来,这些“活体机器人”还有望实现搜集海洋找中的微塑料、寻找放射性污染或危险化合物等高难度的任务。

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责任编辑: 3976DBC

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