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一种惊叹与争议并存的全新生命形式

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发表于 2020-1-28 02:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
一种惊叹与争议并存的全新生命形式[color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]

[color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]Original [color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]Coghlan & Leins
原理 [color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]5 days ago
[color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]


1.

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”。


                               
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○ 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。

2.

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。


                               
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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。


                               
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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。

3.

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)

原文标题为“Not bot, not beast: scientists create first ever living, programmable organism”,于2020年1月19日首发于The Conversation,原文链接:https://theconversation.com/not- ... ble-organism-129980,略有编摘,中文内容仅供参考,一切内容以原文为准。



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