史上首见！“活体机器人”5分钟恢复“致命伤”

2020年1月13日，美国佛蒙特大学与塔夫茨大学的研究人员提取非洲爪蟾（Xenopus laevis）的干细胞，共同製造出史上首见的“活体机器人”，并命名为“Xenobots”，震撼全球。过去1年里，科学家对这款全球首个活体机器人进行了升级。与第一代相比，第二代“Xenobots”不仅能实现单细胞的自主组合，移速还更快，讯息读写功能和自癒能力也大大增强，5分钟就能从“致命伤”复元，而且寿命从数周增加到数个月。

美国科学家创造出史上首见的“活体机器人”，它具有不同的型态，还能进行自我修复。图为后肢比前肢大的活体机器人，中间则是红色的心肌层。（图撷自《美国国家科学院院刊》网站）

活体机器人既非传统意义上的机器人，也不是某个已知的动物品种，科学家们对它下的定义是“可编程生物体”。研究人员从青蛙胚胎中刮取了活的干细胞后，重塑成超级电脑所设计出的特定形态，而这些形态从未在自然界出现过。“活体机器人”的宽度不到1毫米，可在人体内部以“走路”、“游泳”的方式移动，还能够一起合作完成任务。

从细胞构建上看，第一代Xenobots采用了“自上而下”的构造方式，透过手工重组青蛙皮肤和心脏细胞，使心脏细胞在底层收缩来实现机器人的移动。

相比之下，第二代Xenobots则采用“自下而上”的方法进行构造，由单个的细胞自主形成生物体。塔夫茨大学生物学家用非洲爪蟾的胚胎干细胞进行生长和增殖，几天后一些干细胞就分化形成了纤毛。这些能移动、旋转的纤毛充当了第二代Xenobots的“腿”，使它无需肌肉细胞就能快速移动。

由于构造升级，第二代Xenobots的移速更快，寿命更长，也能更好地适应各种环境。

这一最新研究成果已于美国时间3月31日发表在《科学·机器人学（Science Robotics）》期刊上。

研究显示，Xenobot可用于清理放射性废料、在海洋中收集塑胶微粒、携带药物后进入人体投药、进入动脉清除斑块。除此之外，Xenobot还可以帮助科学家更进一步了解细胞生物学，从而为人类的健康和长寿做出贡献。

例如，未来也许可以按照需求製作出3D生物形式，修复人类的先天缺陷，或将肿瘤重新编程为正常组织，甚至是在外伤或退化部位诱导组织再生，这些将对再生医学产生巨大影响。