打開(kāi)活體機(jī)器人的包裝紙，看到“超算+生物科技”的禮物盒

前幾天佛蒙特大學(xué)研究者推出的第一個(gè)“活體”機(jī)器人xenobots，相信讓很多人吃了2020年的第一驚。全青蛙基因、可在水中存活、自我驅(qū)動(dòng)、可“編程”……這一系列關(guān)鍵詞聽(tīng)起來(lái)似乎是無(wú)機(jī)體已經(jīng)出現(xiàn)，屬于生物學(xué)的21世紀(jì)終將到來(lái)，指不定哪天生化危機(jī)就會(huì)在科學(xué)家的一次手抖下誕生……

當(dāng)然經(jīng)歷了幾天的各種解讀和消化，相信大家對(duì)于整個(gè)事件的態(tài)度也趨于冷靜。而今天我們的話題就是，從所謂活體機(jī)器人的成功中，是否能找到一些具有普適性的新進(jìn)展呢？

《孢子》尚未成為現(xiàn)實(shí)：科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里繡花

關(guān)于這個(gè)充滿了奇幻氣息的話題，當(dāng)然要從祛魅開(kāi)始。

如果用一句話來(lái)解釋這件事就是，科學(xué)家們通過(guò)非洲爪蟾的胚胎，分離出了干細(xì)胞并進(jìn)行培養(yǎng)，將一伸一縮具有自主運(yùn)動(dòng)能力的心肌細(xì)胞和用作杠桿的表皮細(xì)胞組合在一起，實(shí)現(xiàn)持續(xù)移動(dòng)能力，再通過(guò)超算進(jìn)行無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬，最終選擇了組合形式，讓兩種細(xì)胞組合出來(lái)的復(fù)合細(xì)胞能夠?qū)崿F(xiàn)定向移動(dòng)。

這種“機(jī)器人”最關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)就是可以隨著壽命耗盡自然降解，不會(huì)造成污染。當(dāng)然各位看客也不必?fù)?dān)心，沒(méi)有生殖系統(tǒng)讓這些機(jī)器人不具備繁殖的可能，基本沒(méi)有可能出現(xiàn)想象中的一個(gè)操作不慎，世界被“腐肉”占領(lǐng)的克蘇魯畫(huà)面。而細(xì)胞也不具備神經(jīng)系統(tǒng)，別說(shuō)思維了，就連反射的邊兒都碰不到，人造生物覺(jué)醒攻擊人類的夢(mèng)也可以醒一醒。

除去這些想象中的負(fù)面影響，活體機(jī)器人的應(yīng)用價(jià)值恐怕也沒(méi)那么容易實(shí)現(xiàn)。

在論文中，研究者提到了清理海洋中微塑料垃圾、為細(xì)胞設(shè)計(jì)囊袋在人體中精準(zhǔn)給藥、清理血管斑塊等等作用。從理論上來(lái)講，如果有一種可生物降解、能夠通過(guò)編程改變形態(tài)、自我驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞生物存在，似乎確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述能力。

但從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，這種未來(lái)還是比較遙遠(yuǎn)。就拿為細(xì)胞設(shè)計(jì)囊袋實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療來(lái)說(shuō)，為細(xì)胞設(shè)計(jì)囊袋這件事情雖然在計(jì)算模擬中實(shí)現(xiàn)了，但科學(xué)家卻無(wú)法在現(xiàn)實(shí)中重現(xiàn)。至于清理血管甚至清理廢水，則需要海量這樣的細(xì)胞機(jī)器人才能夠?qū)崿F(xiàn)。

那么科學(xué)家是如何制作這些細(xì)胞機(jī)器人的呢？

答案并非是像大家想象中，如同游戲《孢子》一樣輸入幾行代碼就能生成不同的細(xì)胞組合，而是像繡花一樣，在顯微鏡下用鑷子捏。如此以來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)囊袋的設(shè)計(jì)，就無(wú)需意外了。

工程能力上本身的限制，決定了細(xì)胞機(jī)器人在短時(shí)間以內(nèi)沒(méi)法批量生產(chǎn)，更別提有關(guān)平衡成本收益的商業(yè)化應(yīng)用了。

從細(xì)胞機(jī)器人，到細(xì)胞編輯系統(tǒng)

總的來(lái)說(shuō)這一科學(xué)研究成果更多還處在學(xué)術(shù)、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，只是因?yàn)椤盎铙w機(jī)器人”這個(gè)概念太過(guò)令人咋舌，因而引起了媒體和普通人的過(guò)度反應(yīng)。實(shí)際上不論是為此恐慌或是過(guò)度興奮，都沒(méi)有什么必要。

其實(shí)在這次實(shí)驗(yàn)中，還有一位主角被大家忽略，那就是背后提供計(jì)算能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)深綠。

不難發(fā)現(xiàn)，讓復(fù)合細(xì)胞動(dòng)起來(lái)的原理并不困難