青蛙细胞制成的“活体机器人”升级版来了:不仅长记性,还能自我修复!

  一种用青蛙胚胎干细胞制成的微型活体机器人已被设计出具有自我修复能力和记忆能力。这项创新源自去年发布的名为Xenobots的机器人,现已经升级了,能更有效地移动,执行更复杂的任务

  一种用青蛙胚胎干细胞制成的微型“活体机器人”已被设计出具有自我修复能力和记忆能力。这项创新源自去年发布的名为Xenobots的机器人,现已经升级了,能更有效地移动,执行更复杂的任务。

青蛙细胞制成的“活体机器人”升级版来了:不仅长记性,还能自我修复!

  升级版的机器人被称为Xenobots 2.0,能够使用毛发状的纤毛“腿”进行自我推进,第一版的机器人则依靠肌肉移动,使其在物体表面移动得更快。

  相比之下,Xenobots 2.0最大的进步是能够回忆起放射性污染、化学污染物或身体疾病等情况,并向研究人员报告以供进一步分析。

  这两种机器都是由塔夫茨大学(Tufts University)和佛蒙特大学(UVM)的生物学家和计算机科学家开发的,“Xenobots”这个名字源于非洲蛙爪蟾(Xenopus Laevis),用来收集细胞。

  最初的机器人被编程来执行一系列任务,特别是将药物直接输送到身体的某个点。升级后的2.0版本以更快地运行,穿梭在不同的环境中,拥有更长的寿命,同时具备团队合作能力,并在受损时自愈。

  当塔夫茨大学的科学家们创造出物理有机体的时候,UVM大学的科学家们正忙着运行计算机模拟,模拟不同形状的Xenobots,看看它们是否会表现出不同的行为,无论是单独的还是群体的。

  在模拟之后,研究小组认为,新的Xenobots在收集水中或容器中的微塑料等任务上速度更快,也更熟练,而且比第一个版本的速度快得多。

  “我们希望Xenobots能做实事。目前我们给它们的任务很简单,但最终目标是研发一种新型的生活工具,比如清理海洋中的微塑料或土壤中的污染物。”

  一个成功机器人的关键在于它有记忆能力,它可以用记忆来改变自己的行为和能力。

  考虑到这一点,塔夫茨大学的科学家们设计了具有读写能力的外星机器人,使用一种名为EosFP的荧光报告蛋白来记录一点信息,这种蛋白通常会发出绿色的光。

  然而,当暴露在390nm波长的光线下时,蛋白质却发出红光。

  青蛙胚胎的细胞被注射了编码EosFP蛋白的信使RNA,然后干细胞被切除以制造Xenobots。

  成熟的Xenobots现在有一个内置的荧光开关,可以记录蓝光照射390nm左右的情况。研究人员测试了记忆功能,让10个Xenobots在一个表面上游动,其中一个点被390纳米的光束照亮。

  两小时后,他们发现有三个机器人发出红光。其余的则保持原来的绿色,有效地记录了机器人的“旅行体验”。

  这种分子记忆原理证明了在未来可以扩展到探测和记录光,以及放射性污染、化学污染物、药物或疾病的存在。

  对记忆功能的进一步设计可以记录多种刺激(更多信息位),或允许机器人释放化合物或根据对刺激的感觉改变行为。

  参考资料:

  http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9424159/Microscopic-living-robots-created-frog-embryo-stem-cells-memories.html

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