活体机器人是什么意思(活体机器人)

2022-09-20 22:10:02   编辑:司马菁浩
导读很多朋友对活体机器人是什么意思,活体机器人还不了解,今天小绿就为大家解答一下。北京1月15日消息,据国外媒体报道,在进化算法的帮助下...

很多朋友对活体机器人是什么意思,活体机器人还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

北京1月15日消息,据国外媒体报道,在进化算法的帮助下,科学家们从非洲爪蟾的皮肤细胞和心脏细胞中创造了一种新型的“活体机器人”,并将其命名为xenobots(非洲爪蟾和机器人的结合体)。在显微镜下,这些小“肉球”在液体中忙碌着,时而前进,时而后退,时而转圈。只要你往里面滴一些细胞碎片,它们就会把碎片聚集成一堆。如果一个小“肉球”被轻轻弹在它的背上,它会立刻躺下,就像一只脚在背上的乌龟。

它们的行为让人想起扁虫和水熊追逐猎物。水熊虽然体型很小,但是组织良好,可以进行一系列复杂的行为,但是这些异种机器人和水熊不是一回事。毕竟它只含有两种成分:非洲爪蟾的皮肤细胞和心脏细胞。

研究人员希望这种由收缩细胞和被动细胞组成的新型生物,以及它们奇特的行为,能够帮助科学家解开细胞通讯的奥秘。

塔夫茨大学的发展生物物理学家、这项研究的合著者迈克尔莱文(Michael Levin)指出,细胞的合作方式一直是一个“大谜团”。“我们最感兴趣的是细胞如何通过合作形成特定的功能结构。”一旦他们知道了这一点,他们可能会走得更远,发现更多细胞的神秘潜力。

在细胞本身和一些先进算法的帮助下,莱文和他的同事们开始一起设计异种机器人。他们首先从非洲爪蟾胚胎中提取干细胞,然后分化成可以自然收缩的心脏细胞和不能收缩的皮肤细胞。然后,他们利用细胞易于与其他细胞结合的天然特性,在显微镜下将两种成分结合起来。最终的产品有不同的形状,有些像楔形,有些像拱形。在本文所附的动画中,顶部的蓝绿色方块代表被动细胞,底部的红绿方块代表主动收缩细胞。

当异种机器人四处移动时,研究人员可以观察到其独特的结构和行为之间的对应关系,包括细胞的排列和“肉球”的整体形状。他们将这些信息发送给一组计算机科学家,他们为数字版的外星机器人建立了一个虚拟模型。然后,这些科学家使用一种类似于自然选择过程的进化算法来观察异种机器人的结构如何影响它们的生存。这个系统试图以多种方式操纵异种机器人的设计,以观察这些新设计将如何影响它们的功能。在模拟中能够很好地完成特定任务的异种机器人将被定义为自然选择中的“最适者”,可以与其他表现良好的同伴交配,生成新一代异种机器人的“进化版”。

在此基础上,莱文和他的同事们试图将这些数字设计变成现实。失败的作品被忽略,成功的作品发送给刚才提到的计算机科学家,要求他们根据实验室工作人员了解到的信息进一步调整模拟系统。

这些没脑子的“肉球”表现得很奇怪。"他们会不时改变锻炼方式。"莱文指出。如果遇到其他单独存在的细胞,就会把它们赶走,聚集在一起。如果一个异种机器人被切开,它可以自愈,就像电影《终结者2》中的T-1000一样。两个异种机器人可能会互相结合,就像一对“神仙眷侣”。如果xenobot中间有一个洞,它甚至可以捡起其他物体并随身携带。

进化算法设计了各种形式的异种机器人。

莱文和他的同事们希望找出异种机器人细胞(或所有细胞)是如何相互交流并产生各种复杂行为的。“最重要的是,我们还想知道如何控制细胞之间的通讯。”异种机器人是一种独特的生物。它不仅是一个有生命的有机体,也是一个可以被研究人员编辑并显示特定行为的机器。实验用的爪蟾细胞本身并不特别,但它们一起表现出来的行为才是最令人震惊的。

接下来,我们可以重新思考机器人未来的发展方向。目前,人形机器人通常由一系列笨重的部件组成,最终形成一个可以四处行走和操作物体的整体。但是人类的身体比这聪明多了。细胞可以相互交流,形成组织,组织形成器官,器官形成整个人体。“我们真的希望将这项研究的信息应用到工程和人工智能领域。”

但这条路注定是又堵又长的。“用活体组织制造机器人面临着许多与‘软机器人’领域相同的挑战。”奥斯陆大学进化机器人专家托尼斯尼加德指出。世界如此混乱嘈杂,任何机器人都难以适应,更何况是活细胞做的。但这种进化技术的好处是,机器人可以像真正的生物一样学习适应环境,尽管它们仍然要由人类来引导。

所以,让我们热烈欢迎“机器-生物混血儿”——异种机器人,祝他们在这个世界一切顺利。(树叶)

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