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Xenobot

十月 20, 2023

Xenobot（异种机器人）得名於 Xenopus laevis （非洲爪蛙，非洲爪蟾），是一种利用电脑设计的人工合成生物体，设计的主要目的是为了执行某些期望的功能。Xenobot 是由不同的生物细胞组织而合成[1]，因此对于 Xenobot 的定义（机器人，生物，或其他）在科学界还存争议。 有一位研究人员表示：“它们（ Xenobots）并非传统的机器人或一种已知的动物种类。它是一种崭新的人工制品： 一个能生存以及可编程的有机体。”

Xenobot
计算机设计的机体。左：模拟计算搜索法发现的图样。右：配置的实物机体，其完全由生物组织构建（绿：蛙皮肤，红：蛙心肌）。
產業机械, 合成生物
應用药物, 环境舒缓
尺寸微量
燃料來源营养
自行推進Yes
組件蛙细胞
發明者Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, Josh Bongard
Invented2020

现有的异种机器人 编辑

首批的 Xenobots 是由道格拉斯·布莱克斯顿（Douglas Blackiston）依照山姆·克里格曼（Sam Kriegman）的人工智能程序编写出来的蓝图而制造。 迄今为止， Xenobot 的宽度不到1毫米（0.039英寸） ，仅由两部分组成：皮肤细胞和心肌细胞，这两种细胞都源自从早期（囊胚阶段）青蛙胚胎中收获的干细胞。 [2]皮肤细胞提供刚性支撑，心脏细胞就如小型马达一样，能收缩和扩大体积以推动异种机器人前进。 Xenobot 的身体形状及其皮肤和心脏细胞的分布，是在模拟中自动设计的，以执行特定任务，使用试错过程（进化算法）。 Xenobot可被设计用来行走、游泳、推动颗粒、携带有效载荷，并在群体中协同工作，将散落在盘子表面的碎片聚集成整齐的堆。

Xenobot可以在沒有食物的情况下存活數周，並且在撕裂傷後自行痊癒。[1]

其他类型的电机和传感器已被集成到异种机器人中。虽然不能生长出心肌细胞，但 Xenobot 却能长出纤毛，并将它们用作游泳的小桨。 然而，纤毛驱动的异种机器人运动目前不如心脏驱动的异种机器人运动可控。 也可以将 RNA 分子引入异种机器人，以赋予它们分子记忆：如果在行为过程中暴露于特定类型的光线下，在荧光显微镜下观察时，它们会发出预先指定的颜色。Xenobot 能被塑造而满足特定任务。

Xenobot亦可自我複製，它们可以在环境中收集松散的细胞，並將它們形塑成具有相同能力新的Xenobot。[3][4][5]

潜在应用 编辑

目前，Xenobot 的主要用途是为了更加充分理解形态发生过程中如何合作构建复杂身体的科学工具。 然而，当前 Xenobot 的行为和生物相容性表明它们将来可能会有几种潜在的应用。

鉴于异种机器人仅由青蛙细胞组成，它们是可生物降解的。由于成群的异种机器人倾向于共同努力将盘中的微小颗粒推入中心堆， [1]据推测，未来的异种机器人（ Xenobot ）可能能够对海洋中的微塑料做以下的事情：找到并聚合微小的塑料碎片成一个大塑料球，传统的船只或无人机可以收集并带到回收中心。与传统技术不同，异种机器人在工作和降解时不会增加额外的污染：它们使用来自组织中自然储存的脂肪和蛋白质的能量来运作，持续大约一周，然后它们就会变成死皮细胞。

在未来的临床应用中，例如靶向药物输送，异种机器人可以由人类患者自己的细胞制成，这将绕过其他类型的微型机器人输送系统的免疫反应挑战。这种异种机器人有可能用于从动脉上刮下斑块，并通过其他细胞类型和生物工程来定位和治疗疾病。

参考 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Kriegman, Sam; Blackiston, Douglas; Levin, Michael; Bongard, Josh. A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms. Proceedings of the National Academy of Sciences. 13 January 2020, 117 (4): 1853–1859. ISSN 0027-8424. PMC 6994979  . PMID 31932426. doi:10.1073/pnas.1910837117   （English）.  引用错误：带有name属性“PNAS”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Ball, Philip. Living robots. Nature Materials. 2020-02-25, 19 (3): 265. Bibcode:2020NatMa..19..265B. PMID 32099110. doi:10.1038/s41563-020-0627-6 （英语）.  无效|subscription=free (帮助)
  3. ^ Kriegman, Sam; Blakiston, Douglas; Levin, Michael; Bongard, Josh. Kinematic self-replication in reconfigurable organisms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 7 December 2021, 118 (49). PMC 8670470  . PMID 34845026. S2CID 244769761. doi:10.1073/pnas.2112672118  . 
  4. ^ These living robots made of frog cells can now reproduce, study says. Washington Post. [2021-12-01]. ISSN 0190-8286 （美国英语）. 
  5. ^ Team Builds First Living Robots That Can Reproduce. November 29, 2021 [December 1, 2021]. 

十月 20, 2023
xenobot, 异种机器人, 得名於, xenopus, laevis, 非洲爪蛙, 非洲爪蟾, 是一种利用电脑设计的人工合成生物体, 设计的主要目的是为了执行某些期望的功能, 是由不同的生物细胞组织而合成, 因此对于, 的定义, 机器人, 生物, 或其他, 在科学界还存争议, 有一位研究人员表示, 它们, 并非传统的机器人或一种已知的动物种类, 它是一种崭新的人工制品, 一个能生存以及可编程的有机体, 计算机设计的机体, 模拟计算搜索法发现的图样, 配置的实物机体, 其完全由生物组织构建, 蛙皮肤, 蛙心肌, . Xenobot 异种机器人 得名於 Xenopus laevis 非洲爪蛙 非洲爪蟾 是一种利用电脑设计的人工合成生物体 设计的主要目的是为了执行某些期望的功能 Xenobot 是由不同的生物细胞组织而合成 1 因此对于 Xenobot 的定义 机器人 生物 或其他 在科学界还存争议 有一位研究人员表示 它们 Xenobots 并非传统的机器人或一种已知的动物种类 它是一种崭新的人工制品 一个能生存以及可编程的有机体 Xenobot计算机设计的机体 左 模拟计算搜索法发现的图样 右 配置的实物机体 其完全由生物组织构建 绿 蛙皮肤 红 蛙心肌 產業机械 合成生物應用药物 环境舒缓尺寸微量燃料來源营养自行推進Yes組件蛙细胞發明者Sam Kriegman Douglas Blackiston Michael Levin Josh BongardInvented2020现有的异种机器人 编辑首批的 Xenobots 是由道格拉斯 布莱克斯顿 Douglas Blackiston 依照山姆 克里格曼 Sam Kriegman 的人工智能程序编写出来的蓝图而制造 迄今为止 Xenobot 的宽度不到1毫米 0 039英寸 仅由两部分组成 皮肤细胞和心肌细胞 这两种细胞都源自从早期 囊胚阶段 青蛙胚胎中收获的干细胞 2 皮肤细胞提供刚性支撑 心脏细胞就如小型马达一样 能收缩和扩大体积以推动异种机器人前进 Xenobot 的身体形状及其皮肤和心脏细胞的分布 是在模拟中自动设计的 以执行特定任务 使用试错过程 进化算法 Xenobot可被设计用来行走 游泳 推动颗粒 携带有效载荷 并在群体中协同工作 将散落在盘子表面的碎片聚集成整齐的堆 Xenobot可以在沒有食物的情况下存活數周 並且在撕裂傷後自行痊癒 1 其他类型的电机和传感器已被集成到异种机器人中 虽然不能生长出心肌细胞 但 Xenobot 却能长出纤毛 并将它们用作游泳的小桨 然而 纤毛驱动的异种机器人运动目前不如心脏驱动的异种机器人运动可控 也可以将 RNA 分子引入异种机器人 以赋予它们分子记忆 如果在行为过程中暴露于特定类型的光线下 在荧光显微镜下观察时 它们会发出预先指定的颜色 Xenobot 能被塑造而满足特定任务 Xenobot亦可自我複製 它们可以在环境中收集松散的细胞 並將它們形塑成具有相同能力新的Xenobot 3 4 5 潜在应用 编辑目前 Xenobot 的主要用途是为了更加充分理解形态发生过程中如何合作构建复杂身体的科学工具 然而 当前 Xenobot 的行为和生物相容性表明它们将来可能会有几种潜在的应用 鉴于异种机器人仅由青蛙细胞组成 它们是可生物降解的 由于成群的异种机器人倾向于共同努力将盘中的微小颗粒推入中心堆 1 据推测 未来的异种机器人 Xenobot 可能能够对海洋中的微塑料做以下的事情 找到并聚合微小的塑料碎片成一个大塑料球 传统的船只或无人机可以收集并带到回收中心 与传统技术不同 异种机器人在工作和降解时不会增加额外的污染 它们使用来自组织中自然储存的脂肪和蛋白质的能量来运作 持续大约一周 然后它们就会变成死皮细胞 在未来的临床应用中 例如靶向药物输送 异种机器人可以由人类患者自己的细胞制成 这将绕过其他类型的微型机器人输送系统的免疫反应挑战 这种异种机器人有可能用于从动脉上刮下斑块 并通过其他细胞类型和生物工程来定位和治疗疾病 参考 编辑 1 0 1 1 1 2 Kriegman Sam Blackiston Douglas Levin Michael Bongard Josh A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms Proceedings of the National Academy of Sciences 13 January 2020 117 4 1853 1859 ISSN 0027 8424 PMC 6994979 nbsp PMID 31932426 doi 10 1073 pnas 1910837117 nbsp English 引文格式1维护 未识别语文类型 link 引用错误 带有name属性 PNAS 的 lt ref gt 标签用不同内容定义了多次 Ball Philip Living robots Nature Materials 2020 02 25 19 3 265 Bibcode 2020NatMa 19 265B PMID 32099110 doi 10 1038 s41563 020 0627 6 英语 无效 subscription free 帮助 Kriegman Sam Blakiston Douglas Levin Michael Bongard Josh Kinematic self replication in reconfigurable organisms Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 7 December 2021 118 49 PMC 8670470 nbsp PMID 34845026 S2CID 244769761 doi 10 1073 pnas 2112672118 nbsp These living robots made of frog cells can now reproduce study says Washington Post 2021 12 01 ISSN 0190 8286 美国英语 Team Builds First Living Robots That Can Reproduce November 29 2021 December 1 2021 取自 https zh wikipedia org w index php title Xenobot amp oldid 78852323, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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