美科學家用青蛙幹細胞 打造「活體」機器人

科技 14:22 2020/01/15

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美國研究人員利用超級電腦設計藍圖,製作出全球首個以非洲爪蛙幹細胞組成的「活體」微型機器人。

美國研究人員利用超級電腦設計藍圖,製作出全球首個以非洲爪蛙幹細胞組成的「活體」微型機器人,最成功的案例是有兩條短腿,能靠自己的力量活動,更可自我修復及完全分解。研究人員透過程式編寫活體機器人,將來可望用於醫療、環境保護等用途。

研究成果於周一(13日)在美國《國家科學院學報》上發表。名為Xenobot的生物機器是由美國佛蒙特大學及塔夫茨大學的生物學家共同研發。研究團隊以超級電腦的演化算式,根據生物物理學法則模擬出不同的立體構造,再模擬其活動狀態,憑藉移動距離等指標,挑選出表現最好的設計加以改造發展。隨後,美國塔夫茨大學研究人員從非洲爪蛙的胚胎中提取幹細胞,並培育成皮膚細胞或心肌細胞,將其分割成單個細胞後,在顯微鏡下組裝成與設計方案相近的設計藍圖。

這些生物機械人的長度不到1毫米,由於心臟細胞能自主收縮擴張,所以能夠有序、自主地向前運動,並在水性環境下沿直線移動、繞圈運動,估計機器可存活一星期至10天左右。塔夫茨大學大學生物專家Michael Levin形容,這些活體生物機器是「全新的生命形態」。生物機器並非一般人認知中的「機械人」,亦非新的動物品種。由於它們是活體機械人,因此若是損壞或撕裂,能自行複製和修復;一旦完成任務後就會自我瓦解。

研究人員希望透過這些活體機械人在人類體內輸送藥物、穿過人體動脈清除斑塊,甚至製作人造眼等不同構造,解決因生物構造產生的疾病如癌症等。此外,未來亦可用於清理海洋中的塑膠微粒或有毒物質。

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不過,佛蒙特大學研究團隊博士生Sam Kriegman坦言,這種生物機器有可能引發道德問題,容易惹起公眾關注和討論。惟他指出,未來的活體機械人可能具有神經系統,並具有認知能力,進而變得更加活躍,但不太擔心會對人類構成威脅。

責任編輯:施雯雯

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