审核专家：纪十（生物学硕士）

机器人能生孩子了？看到这个消息，你是否怀疑自己：是我太久不关心科技，还是这个世界变化太快？机器人不应该还是那个由钢材、二极管和芯片组成的笨重家伙吗？怎么就能自我繁殖了？当然，这并非传统意义上的机器人繁殖，繁殖依然是生物的专利，这个能“生孩子”的新型活体机器人其实是由细胞构成的。

新型生物机器人有何不同？

这件事还要从2020年说起。由生物和计算机两大领域的科学家组成的团队，创造出了一个名为Xenobots的微型活体机器人。它既不是新物种，也不同于现有的器官和生物体，因此科学家称之为可编程生物体。选用的材料并不复杂，甚至你我平时也能看到——非洲爪蟾（Xenopus laevis）。非洲爪蟾的胚胎干细胞具有强大的分化能力，科学家将其分离后，在体外诱导分化为表皮细胞和心肌细胞。

为什么选择这两种细胞？因为作为机器人，首要的是运动能力。在众多细胞中，有运动能力的细胞只有骨骼肌细胞和心肌细胞，但骨骼肌细胞需要外界电信号刺激才能收缩，而心肌细胞却能在条件适宜时保持自主运动。表皮细胞则用于包裹心肌细胞，形成结构支撑。

构建过程如下：首先从非洲爪蟾胚胎中分离出胚胎干细胞，分别诱导为表皮细胞和心肌细胞。然后，利用显微镊子将这两团细胞按照计算机模拟的最优构型组合在一起。细胞表面的细胞外基质会自然地将它们黏合。最后，通过计算机推算模拟构型，分析不同组合在液体环境中的运动受力情况和运动轨迹，筛选出最符合设计要求的结构。

活体机器人是怎么“生孩子”的？

2021年，研究团队升级了Xenobots，使其具备了自我复制能力。实际上，这并不是真正的生育，而是通过把周围的干细胞聚集到一起，形成一个有纤毛的球状体。实验开始时，研究人员将大量干细胞放在活体机器人的培养皿中。这些活体机器人会自动将干细胞聚集在一起，当数量足够多时，干细胞就会形成一个球形带纤毛的“后代”。然而，最初形成的球状体寿命很短。科学家通过改变活体机器人的形状，利用超级计算机模拟，发现“吃豆人”形状的活体机器人能大大延长后代的寿命。

这些球状体后代在几天后会分化产生纤毛状的微小突起，这些突起可以帮助机器人实现来回移动或旋转。研究团队测试了单个Xenobots在不同宽度环境中的移动能力，发现它们能顺利通过包括迷宫在内的多种地形，甚至狭窄区域。然而，这些机器人繁殖的后代对环境条件非常敏感，温度、湿度或干细胞浓度的微小变化都可能导致其死亡。

目前，Xenobots仍处于实验室研究阶段，但其潜在应用前景广阔，例如在医学领域清除血栓、靶向给药等。未来，这种可编程生物体或许能成为造福人类的有力工具。