机器人是由“机器”或“人”的人类细胞制成的

文字| NextQuestion01介绍世界的眼睛致力于释放大型语言模型，例如雨季之后的蘑菇，生物学领域正在悄悄地重新开发学术认可的界限。生物学在现代科学场景中的重要性不再是细节的问题。这些领域的突破不仅促进了纪律本身的发展，而且继续为跨学科领域（例如工程和临床药物）提供现代范式。与人工设计相比，自然变化的生物学机制自然而然地调节了微观准确性，环境适应和自我修复破坏。因此，许多领域的技术突破通常是指现有的自然机制，并且该程序被称为“ Hello”。例如，将手帕变成春节晚会的机器人是通过对模仿Hu的不断纠正而实现的人的生理结构。但是，Robotics的最新技术留下了模拟的“人”，而是一步一步，直接借用人类细胞，以使机器人的结构永远接近“人”。塔夫茨大学迈克尔·莱文（Michael Levin）实验室的Gizem Gumuskaya揭示了一项最新技术，该技术使用人类细胞创建一种有机体，该生物在2023年11月的文章中称为Anthrobots，“来自成人人类人类体体Pogogogotitor种子细胞的Motile Live Biobot自我建立”。 Gizem Gumuskaya，Tufts University Allen Discovery Center和Harvard University的生物学和启发工程研究所生物学博士学位，是一位合成生物学家和建筑师，致力于整合设计和生物学，以与自我竞争力进行生物结构。他毕业于伊斯坦布尔理工大学的建筑系，后来去了麻省理工学院攻读建筑和合成生物学的双重硕士学位，并完成了她的生物学博士学位T塔夫茨大学和哈佛西部研究所。它的研究重点是形态发生工程，并通过设计作为解决可持续建筑，医学和航空航天领域问题的目标结构来指导生物组织的独立生长。在他的博士学位期间，他领导了人类源生物机器人人体体，并带领DARPA资助的面孔项目探索了三维工程结构，以自组装细胞。这项成就奠定了开发用于生物自我修复和碳捕获的建筑系统的基础，并促进了宏观量表的合成生物学的扩展。她计划进一步扩展自己的自我建设技术在大型低碳建设领域，并重塑未来的生活环境。这种类型的生物机器与传统的机械设备不同。它的本质是人类细胞的自我安排集合，从头发直径到铅笔尖端。 res耳管可以通过模块化装配技术根据需求调整其功能尺寸。研究还宣布了人类机器人的另一个主要优势：它不需要遗传变化，它可以改变人类细胞，并使它成为可能肿胀的人的机器人。尽管这项研究仍处于早期阶段，但它显示了出色的医疗应用前景，例如组织修复，药物输送，疾病检测等。来自成年人类体细胞祖细胞细胞的运动生物机构自我构建。 Adv Sci（Weinh）。 2024; 11（4）：E2303575。 doi：10.1002/advs.20230357502生物制造和“综合形态”，说明其工作结果，Gumuskaya指出，他的研究结果在工程和科学圈子中应该有不同的应用。在工程水平上，他希望使用本质上现有的生物学机制来打破传统人工系统的极限S并发展出不间断的结构和生命组织。特别是在构造方面。这些属性是通过合成形态发生在工程领域中引入的，该属性具有再生，治愈，复制基本成分，自我结构以及感觉和响应式环境的能力。在某种程度上，他希望自己的研究有助于了解形态发生 - 即，从单细胞到复杂的多细胞生物形成生物的形成方式。它不仅揭示了自然的基本定律，而且还为生物工程提供了新的想法。 ▷机器人人力资源。资料来源：Gizem Gumuskaya的形态发生是生命世界中的普通法，从细菌生物膜的种群到人体器官的发展，它遵循该组织的特定逻辑。在结合了工程和学术圈的目标之后，Gumuskaya提出了“合成形态发生”的方法。合成形态发生本质上是基于解码这些自然发展代码，积极干预并指导生物结构的发展以实现特定的功能。这种方法不同于传统基因编辑，但基于细胞的现有自组织能力并通过环境调节实现工程目标。此外，与传统的人造材料（例如金属，眼镜等）相比，这些材料通常非常脆弱，无法调整自己。自然界中的系统通常能够治愈自己。这种类型的“从自然研究”的研究方法确实非常现代。在20世纪之前，由于有限的理解性质，很难澄清某种自然现象背后的机制，因此更多的创新技术仍然是模仿的，例如那些通过观察鸟类飞行原则来建造飞机的人。 21世纪之后，人民开始了自然SY的自然法则Stems并试图恢复和使用它们，既维持自然的独特特征（例如自我建筑或再生能力），并在这里嵌入人类工程设计，最终诞生了像生物机构一样的“天然”混合体。 03从“外来机器人”到“人类细胞机器人”拟人机器人。研究小组使用Xenopus laevis胚胎细胞产生“异种机器人”（Xenobots）和首批由整个MGA生物细胞组成的生物机器人。在此之前，存在生物机器人领域，但是很多研究实际上是细胞，凝胶或支架的混合物 - 通过这些脚手架或其他辅助材料，可以添加细胞，并且可以使用它们的生物学特性，因为它们通过光遗传学激活它们 - 这些生物学机器人称为Hybid。基于先前实验的固体实验基础，Xenobot不能依赖任何人工支架，而是完全由活细胞形成的，这些细胞显示自动培养皿中的MIC移动性，并具有一定程度的自我修复能力。 ▷Xenobot实际上是由道格拉斯·布莱克斯顿（Douglas Blackiston）直接在带有头皮的显微镜下“雕刻”的。这可能是克尼洛（Knilyo）第一次雕刻造物主的雕刻在人类的手中。资料来源：道格拉斯·布莱克斯坦汉诺特（Douglas Blackistonanthrobots）是Xenobot的医疗应用的升级版本，面临着使用胚胎细胞的伦理束缚。为了产生带有表面纤毛的球形结构以在生物环境中实现自发运动，研究小组选择气管上皮（NHBE）细胞作为替代。这种类型的细胞自然带有纤毛基因，纤毛是促进细胞运动的重要结构。在传统的培养方法中，气管细胞通常在基质木培养基上培养14天，之后获得的细胞通常形成球形结构，腔内纤毛，这与研究目标相反。不知所措这是问题，研究人员试图通过去除基质培养基并将细胞质量转移到低粘附环境的同时，同时增加视黄酸（RA）以使纤毛在外面暴露在外，从而激励球形细胞质量的形状进行“ Eversasion”。这样，细胞就可以实现独立运动的能力。 Naitala ng pangkat ng pananaliksik ang paggalaw ng paggalaw ng mga anthrobot, kinakalkula ang linear index (strightness index, 0-1 interval, 1 ay isang perpektong tuwid na linya) at ang pag-ikot ng index (index index), at ginamit ang hindi supervised clustering (ward.d2算法），hinati ang paggalaw ng paggalaw ng mga anthrobot sa apat na pangunahing uri ng paggalaw（linya，curve，curve，loop，loop，不规则运动）。在获得上述数据后，研究团队总结了检测到的细胞形态数据和运动数据。我们可以解释形态学特性（例如最大半径，表面纤毛密度等）如何影响细胞机器人的运动模式。 tra拟人动物运动的关键。 04通过显微镜成像和运动运动的评估，生物机器人的多样性和行为模式的研究团队，即使采用相同的细胞培养技术，形成的人源动物仍然显示出三种形态学形态学检测：全核覆盖类型也适应每个双胞胎与较小个体的颤抖；由于不对称性的分布，可以连续地将局部睫状覆盖物取向。由于单侧纤毛束的扭矩差异，这种不对称纤毛显示出连续的圆运动。该搜索表明，形态结构直接指运动模式，提供了进一步控制生物机器人行为的可能性。例如，在医疗应用中，可以选择一个旋转机器人以延长特定的位置，而线性机器人则用于大型巡航。 05潜在的组织修复：对神经细胞除运动能力外，这项研究的重要搜索是炭疽菌还可以促进神经组织修复。在实验中，研究团队通过机械划痕程序建立了对人皮质神经元损害的单层模型，然后系统地遵循这些机器人不仅是损伤区域的TCROSS，还促进了神经元的生长和运动。此外，当组合多个拟人机器以形成较大的结构时，它们也可以充当“桥梁”，这将有助于破坏连接的神经细胞。应当指出的是，大多数神经元在受伤后无法修复自己，并导致突触破裂。炭疽菌的能力为治疗神经退行性疾病（例如阿尔茨海默氏病）开辟了新的途径。目前，研究人员仍在调整这种机制的具体原理，初步证据表明细胞因子或生物电信号恢复西里亚（Cilia）租用。尽管没有阐明确切的机制，但该发现为将生物机器人应用于车道再生和组织修复提供了重要的基础。此外，这些研究仍然需要体内实验，以证明人类实际生物渠中人类动物的行为和生物相容性。 06未来的前景：从医学到可持续建筑的人类动物的成功标志着未来对体内机器人的可能方向，但这项研究也有一些缺点。当使用Ciliobrevin d验证运动中的运动时，很明显，运动是神经修复的必要条件，但是不可能研究Cilia Swing的时空配位机制。另外，拟人动物的运动方式仍然很强烈。现有技术不仅通过调节MGA环境参数（例如矩阵的紧密度）直接影响人口运动的趋势，而且仍然不可能实现VE单细胞水平的准确操纵。尽管它仍处于研究的主要阶段，但人类动物显示出了良好的应用前景。在短期内，它可用于医疗领域，例如神经生活变化，药物输送，工程工程等。此外，Gumuskaya希望在可持续发展领域介绍“生物建筑”的概念。目前，建筑行业是全球发行的重要来源，生物系统能够开发和储存碳。如果可以在生物工程的帮助下设计自发和引人注目的材料建筑，则将减少传统环境建筑的影响。 07道德挑战和道德内容，尽管生物机器人在医学和工程领域表现出巨大的潜力，但它们也有R提出了一些安全和道德问题。例如，如何确保体内机器人的控制？机器人会带来潜在的健康风险吗？人类手机机器人是一个人还是机器？ Gumuskaya认为，目前，人类动物在本质上仍然是人类细胞衍生物，并扩大了稳定形式的发生率，可以创造自然材料的人。换句话说，研究人员不会创建不存在但自然形成的青蛙胚胎。但是，通过使用它们，我们制造了完全由细胞组成的稳定的形态稳态结构。此外，拟人机器人可能没有自我动力或自我支持。目前，研究小组探索了许多控制机制，例如“杀死开关”，该机制使用特定的分子根据需要打动机器人衰减。此外，拟人动物是人类细胞不可或缺的一部分，不参与外源基因编辑，因此它们不是理论上触发免疫拒绝反应的理论上。这种“生物相容性”是IM其安全性的负面优势。 08 Gizem Gumusy Research摘要代表了一种全新的生物制造模型，结合了以工程为重点目的的目的的自组织能力，为许多领域（例如医学，工程和可持续发展）提供创新的可能性。尽管该领域仍处于早期阶段，但随着技术的发展，生物机器人有望成为21世纪生物工程的革命性工具。将来，随着基因编辑，合成生物学和自我修复技术的进一步发展，我们可以看到越来越多的生物系统设计用于特定活动，以真正实现“活机”在人类社会中的应用。参考文献1。Gumuskaya，G.，Srivastava，P.，Cooper，B.G.，Lesser，H.，Semegran，B.，Garnier，S.，Levin，M。（2024）。来自成年人类体细胞祖细胞细胞的运动生物机构自我构建。高级科学，11（4），2303575。https：//dii.org/10.1002/advs.2023035752。科学家从人类细胞中建造小型生物机器人|塔夫特现在。 （2023年11月30日）。 https://now.tufts.edu/2023/11/11/scientists-build-tiny-tiny-biological-robots-human-cells3。 Gizem Gumuskaya在人类细胞的机器人形成中 - 肖恩·卡罗尔（Sean Carroll）。 （n.d。）。 Retrieved February 12, 2025, from https://www.preposterousuniverse.com/podcast/2024/04/29/274-gizem-gumuskaya-on-Building-Robots-from- --bells/4. Kriegman S，Blackiston D，Levin M，Bongard J.固定组织中的Kinematic自我复制。 Proc Natl Acad Sci U S A. 2021; 118（49）：E2112672118。 doi：10.1073/pnas.2112672118回到Sohu以查看更多