2021年11月29日，《美國國家科學院院刊》(PNAS)刊發最新研究：一支聯合科研團隊發現了一種全新的生物繁殖形式，並應用它建立有史以來首個可自我繁殖的活體機器人——Xenobots3.0。
該團隊由來自佛蒙特大學、塔夫茨大學和哈佛大學韋斯生物啟發工程研究所的科學家組成。
2020年問世的第一款活體機器人Xenobots1.0也出自該團隊——他們在超級計算機上完成設計，接著用非洲爪蟾早期胚胎裡的面板細胞和心臟細胞(500～1000個)組裝成全新的生命形式，也就是Xenobots。
而如今的Xenobots3.0所新增的技能點在於自主複製副本：
它們來到充滿單個細胞的培養皿中，然後自主尋找細胞並將其成百上千地聚集起來，組裝成機器人;過幾天，它們會變成外觀和動作都與建立了自己的親本一致的副本，接著外出建立自己的副本……
非洲爪蟾的這些胚胎細胞原本是會發育成面板的，但正如專案負責人之一、塔夫茨大學生物學教授邁克爾·萊文(Michael Levin)博士所介紹的：“它們擋在蝌蚪的外面，阻止病原體並重新分配黏液。而我們選擇將它們置於一個新的環境中，令其有機會重新利用自己的多細胞性。”
萊文等人的目標遠非簡單的胚胎細胞發育成面板，用另外兩位共同作者道格拉斯·布萊克斯頓
(Douglas Blackiston)和山姆·克里格曼(Sam Kriegman)
博士的話說：“長期以來，人類一直以為自己已經找到了生命的繁殖或複製的全部方式，但這些青蛙細胞的複製方式與以往大不相同。科學上已知的任何動植物細胞都不會以此種方式複製。”
道格拉斯·布萊克斯頓和山姆·克里格曼設計的(C形)生物體在環境中移動時將零散的幹細胞(白色)推攏成堆
由大約3000個細胞組成的Xenobot親本形成了一個球體。“親本可以‘生孩子’，不過之後系統往往會消亡。實際上，要讓系統繼續複製是非常困難的。”但研究團隊透過在DeepGreen超級計算機叢集上執行AI程式，成功利用進化演算法在模擬中對數十億種形狀進行了測試——三角形、正方形、金字塔形、海星形——讓細胞在複製中的效率更高。
“我們藉助超級計算機搞清楚瞭如何調整最初親本的形狀。經過幾個月的努力，AI想出了些奇特的設計，包括一個類似於'吃豆人'的設計。這其實是一種非常反直覺的設計，看起來很簡單，但人類工程師想不出來。比如‘吃豆人’為什麼只有一張而不是五張嘴巴?”
當‘吃豆人’形狀的機器人親本在周圍環境中移動時，它們會用“嘴巴”收集零散的幹細胞。隨著時間的推移，這些幹細胞會聚集在一起，形成子代的(或者說副本)機器人。子代會發育得和親代看起來一樣
不過雖然形狀怪異，但效果極佳。經測試，‘吃豆人’顯著延長了Xenobot系統的壽命。
AI設計的“親代”生物體(C形;紅色);其左邊的是被壓縮成球狀的幹細胞(“後代”;綠色)
從分子水平上看，這種‘吃豆人’式的運動複製相當常見——但我們過去從未在整個細胞或生物體的規模上觀察到此類複製。
研究者如此寫道：“生命表象之下隱藏著令人驚訝的行為，這些正等待被發現。”
研究團隊從這項新成果中看到了推動再生醫學發展的希望：
“如果我們知道如何告知細胞去做我們想讓它們做的事情，那最終就可得到針對創傷性損傷、先天缺陷、癌症和衰老的解決方案。而所有再生醫學的問題之所以成為問題，原因就在於我們不知道如何預測和控制想要構建的細胞群。現在，Xenobots相當於提供了一個新的探索平臺。”
資料來源：
Team builds first living robots—that can reproduce（原文有動圖）
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