大體上,xenobots 的創(chuàng)造過(guò)程有兩步,。
首個(gè)活體機(jī)器人
第一步,,利用佛蒙特大學(xué)的佛蒙特高級(jí)計(jì)算核心(Vermont Advanced Computing Core)的 Deep Green 超級(jí)計(jì)算機(jī)集群,研究團(tuán)隊(duì)(包括第一作者和博士生 Sam Kriegman)用了幾個(gè)月的時(shí)間,,用進(jìn)化算法為這一新的生命形式設(shè)計(jì)了上千個(gè)設(shè)計(jì),。
為完成任務(wù)(比如朝一個(gè)方向移動(dòng)),計(jì)算機(jī)會(huì)一遍遍地將幾百個(gè)模擬細(xì)胞重新組合成無(wú)數(shù)的形式或身體形狀,。隨著程序的運(yùn)行——由關(guān)于單個(gè)青蛙皮膚和心臟細(xì)胞能做什么的生物物理學(xué)基本規(guī)則驅(qū)動(dòng)——更成功的模擬生物被保存,、優(yōu)化,而失敗的則被拋棄,。在對(duì)算法進(jìn)行 100 次獨(dú)立運(yùn)行之后,,科學(xué)家選出了最滿意的設(shè)計(jì),,用于下一步研究。
第二步,,Michael Levin 帶領(lǐng)的塔夫茨大學(xué)團(tuán)隊(duì)和顯微外科醫(yī)生 Douglas Blackiston 要做的就是關(guān)鍵一步——將電腦設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí),。
他們先從非洲蛙種非洲爪蟾的胚胎中收集干細(xì)胞,將其分離成單個(gè)細(xì)胞并孵育,,然后用小鑷子和更小的電極,,將細(xì)胞切割并在顯微鏡下連接,使其非常接近于計(jì)算機(jī)指定的設(shè)計(jì),。
這樣,,這些細(xì)胞被組裝成了自然界從未見(jiàn)過(guò)的形體,隨后它們便開(kāi)始一起工作了,。經(jīng)過(guò)上述一番操作,,皮膚細(xì)胞形成了一個(gè)更加被動(dòng)的結(jié)構(gòu),而心肌細(xì)胞原本無(wú)序的收縮則在電腦設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下,,在自組織模式的幫助下,,產(chǎn)生有序的向前運(yùn)動(dòng),這也就是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自行移動(dòng)的關(guān)鍵,。
當(dāng)然,在研究過(guò)程中,,難免會(huì)有一些意想不到的結(jié)果,但有時(shí)這些結(jié)果也促成了新的發(fā)現(xiàn),。
研究者們注意到,,這些可重組的有機(jī)體能夠以一種連貫的方式移動(dòng),并且在胚胎能量?jī)?chǔ)存的驅(qū)動(dòng)下,,用數(shù)天甚至數(shù)周時(shí)間探索它們的水環(huán)境,,但是反過(guò)來(lái)的時(shí)候卻失敗了,就像甲蟲翻跟頭一樣,。
首個(gè)活體機(jī)器人 科學(xué)家們創(chuàng)造了世界上第一個(gè)由青蛙干細(xì)胞生成的有生命的自愈機(jī)器人。