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全球首个活体机器人诞生:可编程,会自愈,由超级计算机设计【bbin宝盈国际】

发布日期:2021-04-09 23:30浏览次数:
本文摘要:科学家们建造了世界上第一个被分解成青蛙干细胞的活治愈机器人。

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科学家们建造了世界上第一个被分解成青蛙干细胞的活治愈机器人。当地时间1月13日,美国佛蒙特大学(University of Vermont)在官方网站上发布新闻稿,称佛蒙特大学和塔夫茨大学(Tufts University)研究小组利用非洲蟾蜍早期胚胎的皮肤细胞和心脏细胞制作了第一个生物,该研究于1月13日在世界顶级学术杂志《美国国家科学院院刊》(PNAA)上发表[图片来源:University of Vermont所有者:University of Vermont]佛蒙特州大学的计算机科学家、机器人专家Joshua Bongard回答说,他是这项研究的领导者,既不是传统的机器人,也不是未知的动物物种。这是新的人工产品——的活的、可编程的有机体。

Xenobots由佛蒙特州大学的超级计算机设计,然后由塔夫茨大学的生物学家组装和测试。塔夫茨大学再造和发育生物学中心主任Michael Levin表示:“不难想象,这些机器人拥有许多其他机器,包括寻找有害化合物或放射性污染物、在海洋中收集微塑料、穿过动脉、清除牙菌斑等。”威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视),“定制”生命体系深知,自从农业频繁出现以来,人类仍然为了自身利益操纵生物,基因编辑也更加广泛。过去几年里,人类已经模仿其他动物的体形生产了一些人工生物,但研究小组回应说,“几乎从一开始就设计好的生物机器”是历史上第一次。

xenobots的配置过程通常分为两个阶段。第一步是利用佛蒙特州大学佛蒙特州高级计算核心(Vermont Advanced Computing Core)的Deep Green超级计算机群集、研究团队(包括第一作者和博士生Sam Kriegman)几个月来利用进化算法创造了这个新生命。

为了完成的工作,例如朝一个方向移动,计算机不会将数百个模拟细胞重新组合成无数个形状或身体形状。随着程序的运行,——被生物物理学关于单个青蛙皮肤和心脏细胞能做什么的基本规则保存、优化并最终抛弃了比3354更顺畅的模拟生物。

对算法进行了100次独立国家运营后,科学家们投票选出了最令人失望的设计,作为下一次研究。[图片来源:University of Vermont所有者:University of Vermont]第二阶段,Michael Levin带领的塔夫茨大学团队和显微外科医生Douglas Blackiston需要做的是3354将计算机设计变为现实的重要步骤。他们从非洲青蛙种非洲爪蟾的胚胎中收集干细胞,分离成单个细胞孵化,然后用小镊子和更小的电极将细胞切割成显微镜连接起来,与电脑登录的设计非常相似。

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这样,这些细胞被组装成自然从未见过的形式,后来开始共同工作。经过上述操作者,皮肤细胞形成更被动的结构,心肌细胞原本无序的膨胀,在计算机设计的指导下,在自我组织模式的帮助下,创造出有序的前进运动,是机器人自我移动的关键。当然,在研究过程中可能会有意想不到的结果,但有时这些结果会触发新的发现。研究人员注意到,这些可重组的有机体需要以一致的方式移动,需要通过胚胎能量储存探索它们的水环境几天或几周,但相反,它们就像甲虫在翻跟头一样结束了。

(约翰肯尼迪,北方执行部队)。后来的实验表明,xenobots群不会绕圈,而是主动将小球引到中心方向。其他xenobots在中间挖洞,增加阻力。

在模拟过程中,科学家们可以用袋子找到这个洞,顺利地装载物体。佛蒙特大学计算机科学及简单系统中心教授乔什本加德表示,计算机设计生物正处于向智能药物运输领域迈进的阶段。“生命”技术我们说很多机器、硬件产品等是钢、混凝土、塑料等材料制造的,这当然有道理(例如质量保证),但有时会导致生态和人体健康问题——。

相比之下,Josh Bongard回应说:“xenobots具有自我修复机制,停止工作和死亡时通常会对外部环境造成损害,几乎可以生物降解。”7天后他们完成工作时,他们只是杀死了皮肤细胞。[图片来源:University of Vermont:Josh Bongard]此外,笔记本电脑也很强,但如果掉一半可能无法正常工作。

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但是科学家们把xenobots的小块切成两半,找到可以治疗的东西继续前进,这是传统机器不能做到的。结合密码密码,研究人员回答说,对细胞交流、连接潜力的研究已经知道计算科学和对生命的解读。Michael Levin表示:“目前最重要的问题之一是解释需求和功能的算法。”基因组需要编码蛋白质,但硬件如何使细胞在不同的条件下合作,展开功能解剖学,等着我们找到。

(约翰肯尼迪,Northern Exposure(美国电视),健康)同时,为了发展和发挥有机体,有机计算仍然在有机体的细胞内和细胞之间展开,某种程度上在神经元内。这些几何特性是通过生物电、生化和生物力学过程构成的。正如Michael Levin所说,这些过程在DNA登录硬件上工作,可重构,并允许新的生命形式。

今天,很多人担心技术的迅速发展和更简单的生物操作者不会产生负面影响。回应,Michael Levin回应:这种不安是没有道理的。如果我们开始摆弄我们自己也无法解释的简单系统,那就很难想象了。如果人类想在未来生存下去,就应该更好地解释简单的性质是如何从非常简单的规则中产生的。

约翰肯尼迪,学)大部分科学都集中在“低级规则”控制上,我们还需要理解“高级规则”。Michael Levin指出,该研究对解决问题的人的不安感具有积极意义,这是研究组的交通事故进入。


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