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人工智能用活组织创造了可繁殖机器人认

发布时间:2023/10/10 12:16:01   
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当我们想到机器人时,通常会想到某种合成仆人——一种由电子设备控制的金属外壳机器。虽然它可能会为我们做家务,甚至可能以看起来很聪明的方式与我们交谈,但我们不会认为它是活的。

但是,如果我们不是用坚硬、无生命的材料制造机器人,而是用大自然赖以生存的软材料制造它们呢?如果我们用细胞建造它们会怎么样?

这正是美国佛蒙特大学JoshBongard教授实验室的研究人员正在采用的方法。

在过去的四年里,他们一直在设计和创造“xenobots”:由活青蛙细胞制成的微型机器。

Bongard解释了该团队的方法:“[如果你]用金属和塑料制造机器人……这些部件本身没有智能。

“我们正在以一种完全不同的方式研究机器人技术。我们正在构建本身就是非常智能机器的组件。”

几十年来,大自然一直在启发机器人技术。它导致了基于真实肌肉的执行器,使机器人能够更轻松地移动。在其他地方,模仿壁虎脚的垫子可以让机器人爬上垂直的玻璃。相比之下,Xenobot是由大自然自身的构建模块制成的。

根据卡内基梅隆大学仿生机器人专家VictoriaWebster-Wood博士的说法,这种方法“使我们能够直接利用生物材料的自然适应性。”

Bongard的异种机器人的迷人之处在于它们可以由从青蛙胚胎中提取的正常细胞制成——不需要进行基因调整。

尽管科学家们已经知道这些细胞可以自行移动,但在这种情况下,它们被用作材料来产生可预测的、类似机器人的行为,例如在培养皿周围聚集粒子,像牧羊犬一样合作,甚至是其他细胞的分娩球那可能被视为异种机器人婴儿。

人工选择

虽然尚不清楚异种机器人的内部运作方式,或者更确切地说是青蛙细胞的内部运作方式,使它们以这种方式行事,但它们的能力确实使它们有可能用于各种任务。

例如,清理微塑料,或者正如研究人员在他们于年发表的第一篇关于异体机器人的论文中概述的那样,爬行到人体患病组织的部位,帮助它们恢复健康。

所以如果你要制造一个xenobot,你从哪里开始呢?好吧,佛蒙特州的团队从计算机上的虚拟培养皿开始,人工智能(AI)程序根据它们的形状“进化”成群的青蛙细胞,以执行科学家感兴趣的任何任务。

一群异种机器人通过四处移动碎片并将其收集成一堆来“整理”培养皿

Bongard解释说:“它创建了一个虚拟异种机器人种群,删除了那些做得不好的,并随机修改了幸存者的副本。”

科学家们告诉人工智能要完成多少轮的人工选择过程,然后在短短几秒钟内,他们就完成了自己的设计。

例如,该设计可能是一个中间有孔的细胞球,就像一个袋子,非常适合运输物体。

德国弗莱贝格大学的仿生技术专家FalkTauber博士表示,基于人工智能的设计过程才是该团队方法的“真正杰作”。

他指出,如果没有虚拟培养皿,使用真实细胞测试数百种不同的细胞配置可能需要数周甚至数月的时间。

“这不仅代表了巨大的时间优势,而且还提供了只实施已在[计算机]中证明成功的最有前途的方法的机会,”他说。

他建议人工智能方法在其他情况下也很有用——比如快速设计精确适合患者解剖结构的个性化器官移植。



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