結合生物學與機器人學，異種機器人成為史上首款活體機器人

科學家在未進行基因改造的情況下，利用青蛙的幹細胞創造了一種名為「異形機器人」（xenobot）的新型機器人般生物。

幹細胞是基礎且未分化的結構。在成熟之前，它們在體內沒有特定的目的，但其用途卻非常廣泛。幹細胞可以發育成多種細胞原型之一：肌肉細胞、血液細胞、神經細胞以及其他各種細胞。這些特化細胞具備生物體運作所需明確且重要的能力。

來自哈佛大學、佛蒙特大學和塔夫茨大學的研究人員從非洲爪蟾的胚胎中採集幹細胞，將其組成一堆堆的細胞物質並使其生長。纖毛（即顫動的毛髮狀細絲）會在這些細胞團上出現，並在擾動周圍溶液時激發運動，這使得幹細胞能夠以旋渦狀的模式游動。

在呈螺旋形游動時，這些細胞結構偶爾會拾取路徑中漂浮的游離幹細胞。由於這些異形機器人最初呈球形，這種情況相當罕見。研究人員利用演化演算法來解決這個問題，藉此假設異形機器人的理想形狀。演化演算法是人工智慧的一個分支，重點在於複製生物的行為。

他們的計算表明，將幹細胞排列成新月形，可以讓它們以最佳狀態拾取孤立的幹細胞。透過手動塑造異形機器人的幹細胞，研究人員有效地「編程」了它們。細胞的基因完全沒有被改變，但它們的相對位置導出了科學家所期望的特定展現行為。

當螺旋結構收集到足夠的幹細胞時，它們會分離成自己的細胞堆，並遵循類似的生命週期：生長纖毛、開始呈螺旋狀游動、收集更多幹細胞。當然，這些新的細胞堆缺乏研究人員手工製作的精細新月形，但仍然可以緩慢地執行相同的任務。它們正在透過被稱為「運動學自我複製」（kinematic self-replication）的過程進行自我複製。

透過以不同方式對青蛙細胞進行「編程」，異形機器人可以執行完全不同的任務。科學家希望它們能夠作為奈米機器人發揮作用，執行諸如將藥物輸送到人體特定部位等任務。這將是一個特別強大的應用，因為這些「機器人」完全是有機且可生物降解的，這意味著它們對患者的負面影響將會降低。

憑藉其可編程性與自我複製能力，異形機器人站在了機器學與生物學的交叉點上。這些「活體機器人」可能會為醫學以及其他領域帶來革命性的進展。