首個活體機器人誕生可編程會自愈超級計算機設(shè)計(2)

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2020-01-15 09:33:39 雷鋒網(wǎng)

大體上,，xenobots 的創(chuàng)造過程有兩步,。

首個活體機器人

第一步，利用佛蒙特大學(xué)的佛蒙特高級計算核心（Vermont Advanced Computing Core）的 Deep Green 超級計算機集群，研究團隊（包括第一作者和博士生 Sam Kriegman）用了幾個月的時間,，用進化算法為這一新的生命形式設(shè)計了上千個設(shè)計。

為完成任務(wù)（比如朝一個方向移動）,，計算機會一遍遍地將幾百個模擬細胞重新組合成無數(shù)的形式或身體形狀,。隨著程序的運行——由關(guān)于單個青蛙皮膚和心臟細胞能做什么的生物物理學(xué)基本規(guī)則驅(qū)動——更成功的模擬生物被保存、優(yōu)化,，而失敗的則被拋棄,。在對算法進行 100 次獨立運行之后，科學(xué)家選出了最滿意的設(shè)計,，用于下一步研究,。

第二步，Michael Levin 帶領(lǐng)的塔夫茨大學(xué)團隊和顯微外科醫(yī)生 Douglas Blackiston 要做的就是關(guān)鍵一步——將電腦設(shè)計變成現(xiàn)實,。

他們先從非洲蛙種非洲爪蟾的胚胎中收集干細胞,，將其分離成單個細胞并孵育,，然后用小鑷子和更小的電極，將細胞切割并在顯微鏡下連接,，使其非常接近于計算機指定的設(shè)計,。

這樣，這些細胞被組裝成了自然界從未見過的形體,，隨后它們便開始一起工作了,。經(jīng)過上述一番操作，皮膚細胞形成了一個更加被動的結(jié)構(gòu),，而心肌細胞原本無序的收縮則在電腦設(shè)計的指導(dǎo)下,，在自組織模式的幫助下，產(chǎn)生有序的向前運動,，這也就是機器人實現(xiàn)自行移動的關(guān)鍵,。

當(dāng)然，在研究過程中,，難免會有一些意想不到的結(jié)果,，但有時這些結(jié)果也促成了新的發(fā)現(xiàn)。

研究者們注意到,，這些可重組的有機體能夠以一種連貫的方式移動,，并且在胚胎能量儲存的驅(qū)動下，用數(shù)天甚至數(shù)周時間探索它們的水環(huán)境,，但是反過來的時候卻失敗了,，就像甲蟲翻跟頭一樣。

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