彩色图像显示了人类机器人的多细胞结构，其表面被纤毛包围，使其能够移动和探索环境。Gizem Gumuskaya Tufts University

根据一项新的研究，科学家们已经从人类细胞中创造了微型活体机器人，这些机器人可以在实验室培养皿中四处移动，有朝一日可能能够帮助治愈伤口或受损组织。

塔夫茨大学（Tufts University）和哈佛大学威斯研究所（Harvard University's Wyss Institute）的一个团队将这些作品称为机器人。这项研究建立在一些科学家的早期工作之上，他们用来自非洲爪蛙（非洲爪蟾）胚胎的干细胞制造了第一个活体机器人或异种机器人。

“有些人认为异种机器人的特征很大程度上取决于它们是胚胎和两栖动物的事实，”该研究的作者、塔夫茨艺术与科学学院Vannevar Bush生物学教授Michael Levin说。

我不认为这与胚胎有任何关系。这与成为青蛙无关。我认为这是生物的更普遍的属性，他说。

我们没有意识到我们自己的身体细胞所具有的所有能力。

在活着的时候，花絮机器人并不是成熟的生物，因为它们没有完整的生命周期，莱文说。

它提醒我们，我们曾经使用过这些苛刻的二元类别：那是机器人，是动物，还是机器？这些事情对我们不是很好。我们需要超越这一点。

该研究于周四发表在《先进科学》杂志上。

吉泽姆·古姆斯卡娅（Gizem Gumuskaya）是塔夫茨大学（Tufts University）的博士生，他帮助创造了人类机器人。Gizem Gumuskaya, Tufts University

▊他们是如何制作的？

科学家们使用了来自不同年龄和性别的匿名捐赠者的气管或气管的成人人类细胞。研究人员将注意力集中在这种类型的细胞上，因为由于对Covid-19和肺部疾病的研究，它们相对容易获得，更重要的是，由于科学家认为可以使细胞能够运动的特征，该研究的共同作者，塔夫茨大学的博士生Gizem Gumuskaya说。

气管细胞上覆盖着称为纤毛的毛发状突起，可以来回摆动。它们通常帮助气管细胞排出进入肺部气道的微小颗粒。早期的研究还表明，这些细胞可以形成类器官——广泛用于研究的细胞团块。

古姆斯卡娅对气管细胞生长条件的化学成分进行了实验，并找到了一种鼓励纤毛朝外接触类器官的方法。一旦她找到了正确的基质，类器官在几天后就会变得可移动，纤毛的作用有点像桨。

“第一天、第二天、第四天或第五天什么也没发生，但就像生物学通常做的那样，在第七天左右，有一个快速的转变，”她说。这就像一朵盛开的花朵。到第七天，纤毛已经翻转并在外面。

在我们的方法中，每个机器人都是从一个细胞中生长出来的。

正是这种自组装使它们独一无二。莱文说，生物机器人是由其他科学家制造的，但它们是通过制作模具和播种细胞来手工建造的。

每个花絮机器人都是从一个细胞生长而来的。Gizem Gumuskaya, Tufts University

▊不同的形状和尺寸

该团队创造的人类机器人并不完全相同。

有些是球形的，完全被纤毛覆盖，而另一些则更像足球，不规则地被纤毛覆盖。它们也以不同的方式移动 - 一些直线，一些紧密的圆圈，而另一些则坐在那里摆动。它们在实验室条件下存活了长达 60 天。

Levin和Gumuskaya说，这项最新研究中概述的实验还处于早期阶段，但目标是找出人类机器人是否可以用于医疗应用。为了了解这种应用是否可行，研究人员检查了人类机器人是否能够在实验室培养皿中生长的人类神经元上移动，这些神经元被“划伤”以模仿损伤。

该研究指出，他们惊讶地看到人类机器人鼓励生长到神经元的受损区域，尽管研究人员还不了解其愈合机制。

德国弗莱堡大学弗莱堡互动材料和仿生技术中心（Freiburg Center for Interactive Materials and Bioinspired Technologies）的小组负责人Falk Tauber表示，这项研究为未来将生物机器人用于不同功能并使其以不同形式发挥作用的努力提供了基线。

一个人类机器人，绿色，穿过神经元组织的划痕，红色。Gizem Gumuskaya, Tufts University

没有参与这项研究的陶伯说，这些机器人表现出“令人惊讶的行为”，特别是当它们穿过并最终关闭人类神经元的划痕时。

他说，从患者自身细胞中创造这些结构的能力表明，无论是在实验室中，还是最终在人类中，都有不同的应用。

莱文说，他不认为人类机器人会带来任何道德或安全问题。他说，它们不是由人类胚胎制成的，研究受到严格限制，也不是以任何方式进行基因改造。

他们生活的环境非常有限，所以他们不可能以某种方式离开或住在实验室之外。他们不能生活在那个非常特殊的环境之外，他说。它们有自然的寿命，所以几周后，它们就会无缝地生物降解。