全球首個活體機器人的倫理隱憂

郭爽

《美國科學院院報》發表的一項最新研究顯示，美國佛蒙特大學和塔弗茨大學研究團隊利用從青蛙胚胎中提取的活細胞，制造出了全球首個用細胞做成的活體機器人。

它們，或者他們，被命名為Xenobot。按照研究人員邁克爾·萊文的說法，這些“生命機器”，是全新的、“從未在地球上出現過的”生命形式。

新物種？

多年來，人類一直在嘗試組裝一些人工有機體。但這項研究，是有史以來第一次“從一開始就設計完全生物的機器”，研究小組在他們的文章中說。

佛蒙特大學的計算機科學家和機器人專家、論文通訊作者約書亞·邦加說：“它們既不是傳統的機器人，也不是已知的動物物種，而是一類新的人工制品：一種活的、可編程生物。”

論文顯示，這種機器人長度不到1毫米，是非洲爪蛙心肌細胞（收縮細胞）和表皮細胞（被動細胞）的結合。這兩種細胞都是研究人員從爪蛙胚胎干細胞中分化得到的。

佛蒙特大學研究人員在具有2萬臺筆記本電腦計算能力的超級計算機“深綠”（Deep Green）上使用了一種進化算法，創建了大量候選設計，然后由塔弗茨大學的生物學家組裝和測試。每個候選設計完成科學家的一項任務，比如朝一個方向移動，計算機會一遍又一遍地將幾百個模擬細胞重組成各種形狀。

程序運行時，這些模擬細胞受有關青蛙皮膚和心肌細胞可以做什么的生物物理基本規則的驅動，研究人員用類似自然選擇的方式，將運行失敗或性能較差的模型剔除，成功的模擬有機體則會被保留和完善。這樣，在算法獨立運行一百次之后，研究人員選出了最有前途的設計。

最后，按照超級計算機模擬出來的設計，研究人員用鑷子和更小的電極“雕琢”從爪蛙胚胎中收集的干細胞。他們將細胞切割，并在顯微鏡下連接成計算機指定設計的近似值。這些“重塑”的細胞以自然界中并不存在的身體形態開始協同工作，有的是楔形，有的是拱形。爪蛙的皮膚細胞形成了更為被動的結構，而曾經隨機收縮的心肌細胞在計算機設計的指導下得以有序地向前運動。

新能力？

這種活體機器人可進行編程修改，可以攜帶有效載荷朝目標自由移動，哪怕被切開也能夠自動愈合。令人吃驚的是，這些生物機器人還展現了協同能力，如共同繞圈、推動物體移動等。

“我們可以想象，這種活體機器人的許多應用是其他機器人無法做到的。”塔弗茨大學再生與發育生物學中心的負責人邁克爾·萊文說。

通過心肌細胞的收縮，這種機器人能在水性介質中移動。研究者認為，這一特性展示了未來無限的可能性。比如它們可以被用來清理海洋中的微塑料污染，定位和消化有毒物質，或者作為可生物降解的機器人進入人體血管，精準輸送藥物、清除動脈壁上的斑塊等等。

迄今幾乎所有的金屬、塑料機器人，都有一個缺點，就是不能完全降解，Xenobot完全可生物降解。

這些機器人雖然不能“進食”，其運動也只能靠細胞內原有的儲能物質供能，但當儲能物質消耗殆盡，這些機器人就會自我毀滅，留下有機細胞，很容易被完全降解。

不僅如此，它還具有自我修復能力。研究人員介紹說，把機器人切成兩半，它不僅能把自己縫合起來，其后還能繼續活動。但有趣的是，如果你將這個機器人翻轉過來，它就像烏龜翻了個個兒背朝下，會失去移動能力。

新恐慌？

這些用青蛙表皮細胞和心肌細胞重組的生命機器誕生后，引發了不少人的恐慌。

有網友在社交媒體上說：“嚇死我了！這讓人想到《異星覺醒》：一個單細胞就能毀滅天地。”

著名的《連線》雜志也用四個字來形容這個“新物種”：“毛骨悚然”。

邁克爾·萊文指出，這種恐懼并非不合理。但他認為，他們的工作是在幫助人們更好地理解這類系統。

“這項研究正是對人們所擔憂的事情的直接貢獻。”萊文說，“如果人類要考慮未來的生存，就需要更充分地了解，簡單規則是如何形成復雜的特征的。”他說，“許多科學都是在控制底層規則，但我們更需要了解高層規則。”

論文作者之一山姆·克里格曼指出，這項研究帶來了新的道德問題：這類機器人的未來變體可能具有神經系統和認知能力。

這些機器人是誰？是它們，還是他們？從基因上講，這些機器人是青蛙，科研人員用的是100%的青蛙DNA。然而，這些機器人卻不是青蛙。

“我認為重要的是，這項研究是公開的，社會可以對其進行討論，政策制定者也能有針對性地制定最佳行動方案。”克里格曼說。

斯坦福大學法學教授、生物醫學倫理學研究中心指導委員會主席漢克·格里利也指出：倫理問題需要及早關注。

研究者表示，設計這種生物機器人使用了人工智能領域的進化算法。這項研究可“用于設計可重構生物的更廣闊的新方法”，是將關于生物電代碼的理念應用于生物學和計算機科學的第一步。

下一個問題是，人類還能造出什么？

摘編自《環球》2020年第6期