人造生物
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二大好不少的高材们今天来讲一种机器人三年前 2020 年 1 月份的时候美国国家科学院院刊上发表了一篇震撼了整个生物学界的文章不过当时正好赶上疫情刚刚开始所以好多人没有注意到这个新闻就是美国著名的研究性大学冯蒙特大学和塔茨福大学的研究团队利用非洲爪哇的胚胎干细胞培养出了世界上第一个活体机器人

这个活体机器人被命名为叫 Dinobot 翻译成中文叫一种机器人或叫异形机器人直接从字面翻译的话应该叫爪哇机器人这个机器人的大小不到一毫米这么小对是人脑形状的这是它的全部全部红色的部分就是心肌细胞绿色的部分是表皮细胞都是从非洲爪哇的干细胞培养出来的

非洲爪蛙对我们普通人来说是非常陌生的但是在生物学界和医学研究领域是非常常见的一种青蛙经常用它来做实验之所以在研究上会大量使用这种青蛙是因为它的卵和胚胎大而透明就特别有利于观察它的发育

而且它发育速度非常快神经结构非常简单基因也已经完全被测序所以是一种对于生物研究基因工程都非常方便有意义的一种情况那么这个研究团队就从非洲爪哇的胚胎中提取出干细胞干细胞就能变成身体各种细胞的这种原细胞他们用了干细胞培养出了心肌细胞和表皮细胞然后用表皮细胞来做机器人的外壳和骨架

提供整体的一个刚性在这个皮肤细胞形成的结构上放入心肌细胞就形成这样一个完全由生物细胞组成的小机器人那么这个小小不到一毫米的机器人有几个能力第一个就是它能动心肌细胞有一个特点就是一堆心肌细胞凑在一起的时候它就突然开始动就像心脏跳动一样所以装有这个心肌细胞的小机器人它就会膨胀和收缩就可以带动它在水里游动像水母一样你知道

但是它这个膨胀的收缩也不是说一直会进行下去它会根据细胞里的能量来进行收缩有能量的时候它在收缩没有能量它就不动了这跟我们心脏是一样如果有能量了它在跳动没有能量它就死掉了那它怎么吸收能量它就是通过周围的营养液吸收能量没有嘴巴它不能吃直接就从营养液里获取能量那它就是个生物为什么说是机器人呢

这个问题一会儿我们会专门讨论它究竟是不是生物其实它有一些地方不太符合生物的定义那么造成它能够游动还有一个非常重要的因素就是爪哇的细胞尤其它胚胎细胞上面长上有一层毛就是青蛙都是把卵产在水里的不是在身体里的所以它就要抵御外面一些脏东西粘在上面上面就有一层毛可以把这些脏东西剥掉所以做成了小机器人上面有一层毛它一收缩这个毛就像一个能够辅助游动的东西

让它能够更好的游动还有就是它这个动也不是乱动它是可以编程的就设计人员可以设定它往什么方向游动或者朝着某一个目标游动而且还发现这种小机器人它有集团行动的能力就是当好几个这样小机器人凑在一起的时候他们就形成一个队伍去共同往一个方向移动它是自主的吗还是也是编程的不是编程的自主的它有这个特性

就是为什么这个细胞会有这种特性目前是不知道所以现在这个小机人做出来就在观察它它能干什么研究它那么这个小机人还有一个能力就是自我修复就是这个研究团队把它做好了之后就给它豁了个大口子结果把它剪断了结果它很快就自己愈合了恢复原先的样子就直接就好像粘上了就开始复原了我们目前设想的一种普通的机器人比如说有钢铁组成的机器人它是没有自我修复能力

它只能用一些新的部件替换原有的部件但它是自我修复一旦受伤了自己就愈合了那它是机器吗它不像机器对不对它第三个能力就是死狼就是说它能够死掉而且能够自然降级这个其实对于机器人来说是非常重要的

就是当机器人结束他的使命的时候我们有可能会希望他无声无息的自我消灭掉对吧你完成你任务就可以没了变成空气变成水都可以一般的机器人就没有这个能力但他呢到了生命结束的时候他就会死掉就自然降解成了还不是水啊其他有机物或者一些无机物他生命中结束多久这个第一个做出来的小机器人活了两周

因为它没有进食的系统没有消化系统没有循环系统所以细胞死掉它就死掉了那么上面我提到它这三个能力结合起来能动而且不会乱动能够自我修复能够死亡你就会觉得它几乎就是一个生命体

可能唯一差的一个就是自我复制的能力就是繁殖能力所以目前它还是不完全符合生命的定义的虽然在表面上它非常像一个生命在这个地方我要解释一下虽然它是用青蛙的干细胞培养出来这么一个东西但是最终它就算是吸收周围的养分它也不会长成青蛙或者青蛙身体的一部分它就是这个机器人样子一直到死为止这个样子是设计过的设计过的让它长成这个样子这个是完全由人类搭建出来的

那么说到这大家可能会觉得这个机器人看上去也没有很复杂结构也很简单是不是很容易做出来其实这个东西非常难做首先它的设计就非常困难据说很多研究团队都想做这么一个生物机器人但是都苦于不知道把它设计成什么样子才能用几个简简单单的肌肉细胞或者心肌细胞就带动它游动而且这个东西要能够存活下来它这不活了两周吗你不能这个东西一造出来它就立刻就死掉它必须能够完成一定的使命就需要有一定的生命周期才行

而且你设计出来这个结构必须能够把它用细胞针的搭建成整个机器人不是我想象成什么样它就能做成什么样必须能做得出来所以一种机器人的设计和制作是超高难度的这个史上第一个一种机器人是佛莫特大学的超级计算机中心用超级计算机设计出来然后由塔夫茨大学的生物学家一点点搭建出来的这个都是超难的所以是一个非常了不起的事情

那么这是第一代的生物机器人创作出来过了一年多 2021 年的 3 月份同样是这个团队又制作出了一种机器人的一个升级版这个升级版不是用人培养出来的细胞结合成而是把一堆干细胞就放在一起然后结果就看着干细胞自己就结合成一个生命体然后不是就像一个饼一样的然后产生这个个体渐渐成长起来各部分就演化成一些器官的细胞比如表皮的细胞肌肉的细胞然后肌肉细胞自己就冻起来了

也就是说不用搭建这干细胞也有可能自己形成一个简单结构的生物机器然后这些细胞上面也长出了一个切毛而且长得很合理特别有利于运动它这个运动速度比人设计的运动速度快一倍但是和人设计的外形不大一样

不得一样各式各样就是说它结合成什么样的可能性都是有的后来他们还尝试单纯把一些皮肤细胞的干细胞放在一起这皮肤细胞聚在一起它不就没有肌肉吗他们就觉得这个东西是动不了的结果发现这个东西成长起来之后按理来说就是块皮它动不了结果这个皮上面长出一根边毛来就像大肠杆之间后面那个边毛这个边毛就开始转动就造成它可以游动

自己就发展出了一种可以游动的结构为什么呀不知道这都是不知道的是放在水里的吗对放在水里的这个皮肤组织形成的小型的机器人在糖水里活了 4 个月是地球上的水有这什么能特殊的能量可能有可能它这个变毛的游动力量就要比切毛的那种肌肉收缩的速度快很多了

就可以在正常的水里游了就像个蝌蚪或者鱼那种感觉而且是它自主生成的究竟为什么会产生这种情况不太知道那么现在研究人员只是把这些干细胞混在一起然后观察它们会变成什么把它记录下来以后可能会用到就知道皮肤细胞凑在一起它可能产生一个编毛就不用自己特意去植入一个编毛才让它才能动

据说这第二代的个体当中还有一些具有记忆力就是说它能够储存一定的信息然后根据这个信息做出一些判断虽然它没有脑后来又过了仅仅 8 个月 2021 年 11 月 30 号这个研究团员再次在美国国家科学院院看上发表论文说他们已经成功的让一种机器人拥有了自我繁殖能力

这个新闻我是看到了当时相当的震撼刚才就不是机器人对啊就不像机器人但是他这个自我繁殖有点特别其实自从一种机器人诞生以来学界就特别担心一个问题就是有一天他拥有了自我繁殖的

因为如果有了自我繁殖能力它和生命就没有区别了但是学界普遍认为生命如何拥有自我繁殖能力这个事情到现在我们都是不知道的所以要想实现这个事情是非常困难的几乎就没有可能所以这个担心普遍认为是没有必要的担心没想到这么快就被他们攻克了那他们也不知道是怎么了

对福盟特别大学的研究团队说他们一直以来有个目标就是能够快速大量制造各种各样这种生物机器人现在用培养米培养的话一个一个做很困难很花时间而且这种生物机器人可以组成各种各样的形貌

他们想要知道各种各样的这种生物机人都有什么样的效果但是问题是如果靠自己想自己去试的话既要靠运气而且要花时间要等到猴年马月才能试完据说可能性可能有十几亿种人力根本就试不完后来这个团队把这个难题丢给 AAR

这个团队跟 AA 说我们想要一个能够有自我复制能力的这么一个机器人我们现在做的机器人大概是这样一个结构了你觉得怎么去设计它它能够拥有这样的能力 AA 很快给出了一个答案说你把它设计成 C 字形就行了就形状有问题你给它弄成这个形就可以了对啊不知道为什么虽然演员人员的话都在自己试才知道他可能通过各种演算发现这个形就可以

然后研究团队就把一堆干细胞放在一起让它先形成了一个圆饼它就结合在一起形成圆饼然后给圆饼挖去个缺口让它形成 C 字形结果不可思议的事情发生了 C 字形的小机器人就开始转圈在培养米里转圈他们就把一些干细胞放到培养里面培养米里就分散着各种各样的干细胞这个东西转圈就把周围的那些干细胞收集到 C 型口里了时间长了收集在口里的这个地方就形成了一个新的生物机器人

就形成了一个新的饼但是不属于它自己分支对跟它长得不一样但是一个原胚然后研究人员把这个原胚拿出来再剪去一个口形成一个 C 字形这个家伙越来越转就可以形成其他的新的机器人了那还长得一样吗也是个原饼只能形成这种原饼但是它收集的时候因为收集的心脏细胞或者是其他表皮细胞它比例是不一样的就能形成各种各样的机器人

就有利于他们研究各种各样的机器人能够干什么不能干什么然后他们也可以给这个圆饼剪成各种各样的形状让它看过会不会有各种各样的新的发展之类的天啊他这么直对啊而且科学家们也信了

没有办法你要人自己试的话根本没有机会的几十亿种呢也就是说这个生物机器人不是实现了自我的繁殖和克隆而是形成了一个机器人工厂他就每天 24 小时不停的在转圈形成一个新的圆瓶在形成一个新的圆瓶不停的在做这个机器人的圆培那他收集那些细胞是从哪来的

就是人放进去那就是还得人放进去对但是人不用管了以前的人一个一个的做把它固定在那个形上去看行不行现在不用管了你睡觉它就跟着走早上起来可能就形成好几个是这样的那这个 C 字形放到大自然里它是不是会弄出来好多新生命没错这个也可能是以后利用它一个重要的方向一会我会讲的话

由于设计说这个 C 字型的机器人长得特别像以前吃豆游戏里边那个吃豆人呱呱呱呱吃豆那个人所以现在就把这个机器人叫做吃豆人好那么目前他如果具备了这样一种自我复制能力你觉得他是不是生命了

不太一样对不对好那么这个东西研究出来究竟能干什么其实这个东西可以做很多事情目前提到几个比较重要的应用领域第一个就是医疗领域它很小还能游动还能搬运一定的物体所以它就可以用来把药物传输到特定的部位进行针对性治疗

其实我们现在有很多的药物是很好用的但是它可能会杀死正常的细胞所以就不能服用了也就是所谓的副作用我们不能够精准地把它放在病患的地方尤其是病患在体内的时候就可以用这个机器人把这个药放在缺口的地方让它游过去专门送到病患的地方这样的话就不会有副作用已经开始用了吗还没有这是一个可以想见的运用方向那是不是有点像奈米机器人的地方

很像但是它和纳米机器人不一样纳米机器人的优势在于小它是纳米级的这个是细胞级的细胞级要比纳米级高 1000 倍以上所以它还是挺大纳米机器人非常非常小也就可以去到更深层的一些地方但是生物机器人有几个优势是纳米机器人没有的第一个就是材质上的优势它是以生命为材质的所以和生命的亲和性更好不排斥

对尤其现在这个东西它是用青蛙的干细胞做的也可以用人的干细胞来做自己的对甚至有患者自己的

就完全不会排斥了也可以自然降解了纳米机器人的主要材质都是纳米材料就是一些化学物质或者什么它终究和身体的材质是不一样就有可能引起免疫系统攻击当然也不光是送药这个功能它可以用来杀死特定区域的癌细胞也可以清理血管内的有害物质比如说你血管里油分比较多了它就可以把油分转圈形成一个东西自己给它吃掉也不是客他自己最后也会死掉自然降解不会生存

对身体也没有害它是成本会很高也不是啊它都来自于生命也没有很麻烦纳米机人相对来说自作成本要高很多

而且纳米机人如果不能自然降解的话它在体内就会形成垃圾非常的危险所以在医疗领域上应用生物机器人有先天的优势那么除了医疗领域之外还有一个领域是生物机人可能会率先投入使用的地方就是海洋和淡水的污染处理在实验室里机器人就是用青蛙的细胞做的所以直接在水里就可以生活的而且目前看到 C 字形的机器人它能不停转圈就能不停的收集水里边的垃圾

大家知道目前海洋污染一个重大的课题就是塑料颗粒塑料这个东西没有办法降解进到海里之后经过长定冲刷它就会变成非常微小的塑料颗粒这个塑料颗粒会被鱼虾吃到体内然后我们人在吃这些鱼虾最终会毒害我们自己所以如何清理这个东西现在是一个非常大的难题这个东西是可以通过一些比如说化学物质给它降解掉的但是它在海里你不能向海里大量投放这些化学物质会变相的污染海里

所以必须精准的把它们去掉怎么办呢就想靠它让它找到这个东西在这边转圈把它收集起来之后然后让它体内带有这种降解物质把它给降解掉说 降解掉塑料对用某种方法给它降解掉降解掉之后据说还能产生能量它自己能吸收让它继续去降解其他的塑料

所以这是一个非常理想的应用方式除此之外研究团队说这个东西还可以通过基因工程调整它的 DNA 之后让它对特定的有害物质或者是一些污染物表现出一些特别的身体特征就比如说它遇到一些有毒的成分它就会变色这样就很利于我们发现水质的一些变化或者有毒或者受到污染以前可能会用生物但是生物有一定的抗性

表现不出来的可能性是有这个就直接可以编成让它变什么色就变什么色一眼就可以看到而且它不是生命所以你没有罪恶感拿它做实验就没有罪恶感了你要是硬说它不是生命的话当然这种生物机器人可以做的事情还有很多大家也可以随意想象但是目前这个项目争议也是很大是吗

这么理想的对一般能力越强的东西争议就会越大争议主要来自三方面第一方面就是它究竟是不是生命体是个定义的问题这也是它最大的一个争议就是如果它是一个生命体的话那这个研究团队目前就在人工创造生命这就会涉及到很多伦理道德的问题而且就算你不把它定义为生命也有可能有人滥用这种技术把它加强了之后去故意产生一种生命

目前这个研究团队是强调说这个绝对不是生命它只是个活着的机器人当然它也和已知的机器人是不一样的所以这个研究团队希望把它定义为一个新的人造王主

人造物他们强调叫人造物一个工业产品而不是一个生命体他们就是坚决一口咬定这绝对不是生命体你想他们把他的事业上复制方式都不是自我复制可能就为了避除一些问题其实他是不是可以自己复制有可能可能给了几个方案他们选择了这个看上去比较可爱那么这个项目还有一个非常大的争议就是这个项目的出资方这个项目出资方是美国国防高级研究计划局

他是美国国防部专门用来研究高精尖端的武器的什么一个部门当然这个部门自己其实没有那么多人也不做那么多的科研他们主要的工作就是看谁有希望就给谁投资所以他们会向很多的大学机构公司出资研究一些军事项目举个例子就是大家可能在网上看过一个叫做波士顿动力公司的机器人影片就是一个很像人的机器人在搬运东西你踹他也踹不倒打死

就几乎和人是一样的有些人甚至觉得这个机器人的动画都是西纪的其实不是那是真实的我把这机器人给他一拳这个公司就是美国国防高级研究计划局出资赞助这些机器人将来可能都会用在军事问题上前两天我们讲了天网天网在电影中设定就是美国国防部出资间那么既然他们出资到这个项目里边就有很多人觉得它可能会作为生化武器的一部分用在未来的战争还不先用在治病救人上

他们强调了也是用在制品救人但是可不可能用在一些其他的地方就不知道了那么这个东西还有一个非常大的潜在威胁就是它可以编程所以它可以按照设计者的意图去运作你感觉它现在傻傻的好像只能做一些非常简单的事情但是未来它有可能可以做一些很复杂的事情具有可能被利用来直接做一些坏事你又看不见它那么小的在你体内做了什么坏事你也不知道

而且它既然是可以变成的理论上它是有可能出现 bug 它一旦出了 bug 后果可能不堪设想比如说它投入我们体内之后本来应该治病结果它自己开始不断的繁殖自己把自己变成癌症堵塞人的血管造成人身体的损伤等等这都是有可能的就算它不在人体里使用就是在江河户外去去除垃圾的话一旦它暴走了把所有东西都吃掉了

怎么办破坏了生态环境怎么办其实这个担忧在纳米基因人这个概念刚刚提出的时候就已经有了而且这个问题里有一个名字叫灰色粘质问题什么意思就是说在 1986 年的时候美国有个科幻杂志叫全方位就提到纳米基因人是人类终结的一种可能性就是说纳米基因人的构想是很好的它可以进入我们身体直接针对病患投药甚至可以直接杀死癌细胞因为纳米基因人就病毒那么大所以它可以找到每一个癌细胞把它们分分杀死不伤害好的细胞

听上去非常的完美但是有一个问题就是由于纳米基因人太小就需要很多才能起效你投入一个是没有用怎么办呢一个比较简单合理的想法就是让他自己具有复制的能力他利用人体的一些营养液自己造出自己来在体内就可以繁殖他这种自我繁殖就可能存在霸准和不可确定性他一旦暴走把我们身体的所有营养都吸收掉了我们人就会变成灰色粘稠的一种液体这个科幻杂志上是这么说的这个液体的主要成分可能都是纳米基因

然后由于纳米基人非常小它是可以漂浮在空气中就空气传播它就可以去吃其他的人按照作者的推算从第一个纳米基人暴走到它吃光地球上所有的生物只需要两天因为它是从几何极数增长它吃完就不断分裂自己就像蝗虫一样只要两天谁就整个地球吃光了就不再有生命了说如果它还能吃其他的无机物之类的吃光太阳气只要再多加四个小时

就这么快所以很有可能以前其他星球上也是有生命的到处都有生命完了都因为纳米基因这个地方没有控制好全部变成灰图固了什么都没有这虽然是个科学幻想但是没有人保证这个事情绝对不会发生所以很多人还是反对项目继续研究下去的不过生物基因人在这方面的问题其实比纳米基因人是要小的因为生物基因人比较大目前的大小的话它是无法在空气中传播的但是在海洋里头它就是可以一直活下去的

所以投放海洋的时候还是要谨慎一些的因为一旦投下去你就回收不回来就像那个 AI 的问题是一样的一旦启动了就停不了那给它设定一个生命周期呢是你可以给它设定生命周期人有生命周期但是人也可以发展到七八十亿就是一旦它没有天敌它就可以无限繁殖最终霸占整个地球吃光地球上所有的东西就像人现在正在做的事情所以我们有可能但是我们现在也在守着是在守着吗到黄虫一样到一定极限就可以互相吃了

像人类的话就叫互相战争了他有可能有这种机制最后会互相自己消灭自己但是最终他是要把地球祸活一遍有这个可能性所以从这个角度来说人有可能是一种纳米机器人那能不能给他植入智慧他如果有智慧他就不会吃光我们有智慧照样吃光

但是我们现在也有一天提倡环保你指望他有一天提倡环保关键问题是什么是智慧我们都不知道了你可不可以问一下 AI 对对对主要是因为人家知道的所以 AI 相当的可怕研究团队一开始他要放弃说十几亿种我什么时候试完问问 AI 吧 AI 说 C 还是团队已经把各种形状提供给他了他选出来的其实团队设计的十几亿种形状也是 AI 设计的

就是可以有这么多种组合这么多种情况你可以试吧团队说你是你是那我不是我就选 C 看来不会就选 C 是对的对对对