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一种惊叹与争议并存的全新生命形式

2020-1-24 11:50| 发布者: | 查看: 45| 评论: 0

摘要:   1  人工智能与生物学的非凡结合,创造了世界上第一个活体机器人。  一组科学家和工程师组成的研究小组近日公布,他们从干细胞中制造出了一种新的生命形式,它被命名为Xenobot。Xeno一词来源于制造它们的非洲 ...

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  人工智能生物学的非凡结合,创造了世界上第一个“活体机器人”。

  一组科学家和工程师组成的研究小组近日公布,他们从干细胞中制造出了一种新的生命形式,它被命名为“Xenobot”。“Xeno”一词来源于制造它们的非洲爪蟾(Xenopus laevis)细胞。其中一位研究人员将这一新的发明描述为“既不是传统的机器人,也不是已知的动物物种”,而是“一种新的非自然存在:一种活的、可编程的生物体”。


Xenobot。 图片来源:Douglas Blackiston & Sam Kriegman

  虽然这些“可重构的生物机器”或许有望极大地改善人类、动物和环境健康,但它们也引起了法律和伦理方面的关注。

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  Xenobot 的长度都不足 1 毫米,由 500 到 1000 个活细胞组成。它们有着各种简单的形状,其中有一些还有“腿”,可以在线性或圆形方向上推动自己,或者聚集起来共同行动,还能移动微小的物体。它们利用自身的细胞能量最多可以存活 10 天。

  为了制造 Xenobot,研究小组借助一台超级计算机,对随机设计出的数千种可执行特定任务的简单生物进行了测试。这台计算机用人工智能“进化算法”编程,预测哪些生物体或许可以执行有用的任务,比如向着目标移动。在选出最理想的设计后,科学家用青蛙皮肤或心脏细胞来复制虚拟模型,这些细胞是通过显微手术工具手工连接的,它们的收缩和放松可以使生物体得以运动。


超级计算机设计的 Xenobot 模型(第一行,蓝色色块代表皮肤组织,红色色块代表心脏组织)与创造出的 Xenobot 生物体(第二行)。 图片来源:Douglas Blackiston & Sam Kriegman

  Xenobot 是开创性的。尽管被称为“可编程活体机器人”,但实际上它们完全是由活的组织构成的有机体。之所以使用“机器人”一词,是因为 Xenobot 可以被配置成不同的形式和形状,并被“编程”成特定的目标,然后它们会不知不觉地寻找这些目标。它们在受损后同样可以自行修复。

  Xenobot 具有很大的潜力。一些推测认为它们可以收集微塑料,清洁被污染的海洋。类似地,它们可以进入密闭或危险的区域,清除毒素或放射性物质。具有精心设计的特殊“袋子”结构的 Xenobot 或许还能携带药物进入人体。Xenobot 未来的版本,可能是用病人自己的细胞来构建机器人,用来修复组织或靶向治疗癌症。由于 Xenobot 是生物可降解的,它们将比塑料或金属制造的技术更有优势。


一群 Xenobot(蓝色)在合力聚集一些碎片(红色)。 图片来源:Douglas Blackiston & Sam Kriegman

  生物“机器人”的进一步发展可以加速我们对生物和机器人系统的理解。生命是极其复杂的,所以操纵生物可以揭示生命的一些奥秘,并提高我们对 AI 的应用

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  与所有应用潜力形成对比的是,Xenobot 同样引发了法律和道德问题。它们可以帮助癌症靶向治疗,但也能以同样的方式被用来恶意操纵生命机能。正如我们在物理、化学、生物和 AI 等领域所看到的,一个更令人担心的问题在于无意或恶意使用这种技术,比如,Xenobot 可能被用于国际法禁止的生物目的。

  也有人认为,人为制造生物是反自然的,或许还带着“扮演上帝”的一种傲慢。未来的那些更先进,特别是寿命更长、繁殖能力更强的 Xenobot,还有可能会出现“故障”,变得不受控,甚至超越其他物种。

  对于复杂的任务,Xenobot 可能需要感官和神经系统,这或许会导致它们拥有感觉能力。一个有知觉的被编程的生物体会引发更多伦理问题。2019 年,一头猪的大脑复苏就引起了人们对不同物种遭受痛苦的担忧。

  Xenobot 的创造者已经正确地认识到,围绕这项新的发明还需进行大量伦理讨论。当 CRISPR 被广泛使用时,有的专家呼吁暂停可遗传的基因组编辑,还有的人则认为其收益大于风险。尽管每一项新技术都应该在其优点的基础上,公正地加以探讨,但为 Xenobot 赋予生命却引发了一些重大问题:

  1. Xenobot 是否应该有生物上的自毁开关,以防它们不受控?
  2. 应该由什么人来决定,哪些人可以操控它们?
  3. 如果“自制 Xenobot”成为可能了呢?在建立监管框架之前,是否应该中止研究?什么程度的监管是必要的?

  过去从其他科学领域的进步中吸取的经验教训,可以帮助人们管理未来的风险,同时带来潜在的收益。

  在生物和机器人领域,Xenobot 发明之前已经有许多先例。基因工程已经创造出在紫外线下发出荧光的转基因老鼠。设计微生物可以让它们生产药物和食品中的某些成分,最终可能取代动物农业。2012 年,科学家从老鼠细胞中培育出一种“类水母体”的人工水母。机器人技术也在蓬勃发展。纳米机器人可以监测人们的血糖水平,并有望帮助清除堵塞的动脉。当工程师和生物学家发明了一种魔鬼鱼机器人,它们由光激活细胞驱动,我们看到了机器人与生物物质的结合。

  在未来的几年里,我们肯定会看到更多像 Xenobots 这样的发明,它们既能引起惊叹,又会引发应有关注和讨论。重要的是,我们要始终保持开放的心态,也要保持批判的态度。

  撰文:

  Simon Coghlan(墨尔本大学计算机与信息系统学院数字伦理高级研究员)

  Kobi Leins(墨尔本大学数字伦理高级研究员)


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