为了生存，生命必须繁殖。经过数十亿年的进化，生物已经发展出多种复制方式，从发芽的植物到有性繁殖的动物，再到入侵的病毒。现在，佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学怀斯生物启发工程研究所的科学家们发现了一种全新的生物繁殖形式，并将这一发现应用于创造出首个自我复制的活体机器人。
这一团队是首次构建活体机器人（“异种机器人”，由青蛙细胞组装而成，2020年报道）的团队，他们发现这些计算机设计和手工组装的生物可以在其微小的培养皿中游泳，找到单个细胞，将数百个细胞聚集在一起，并在其“吃豆人”形状的“嘴”中组装“婴儿”异种机器人。几天后，这些“婴儿”异种机器人会变成新的异种机器人，看起来和移动方式与它们自己完全相同。然后这些新的异种机器人可以出去，找到细胞，并建立自己的副本。
“有了正确的设计，它们将自发地自我复制。”佛蒙特大学的计算机科学家和机器人专家Joshua Bongard博士说。这项新研究的结果于2021年11月29日发表在《美国国家科学院院刊》上。
在非洲爪蟾中，这些胚胎细胞会发育成皮肤。“它们会坐在蝌蚪的外面，防止病原体并重新分配粘液。”塔夫茨大学的生物学教授和艾伦发现中心主任Michael Levin博士说。“但我们把它们放在一个新环境中。我们给了它们重新想象其多细胞性的机会。”
“人们已经思考了很长时间，我们已经弄清楚了生命可以繁殖或复制的所有方式。但这是以前从未观察到的事情。”合著者Douglas Blackiston博士说。“这些细胞有青蛙的基因组，但摆脱了变成蝌蚪的束缚，它们利用集体智慧，一种可塑性，来做一些令人惊叹的事情。”
“这些是青蛙细胞以一种非常不同于青蛙的方式复制。没有已知的动物或植物以这种方式复制。”该研究的主要作者Sam Kriegman博士说。
在没有人工智能程序的情况下，异种机器人父母，由约3000个细胞组成，形成一个球体。“这些可以制造孩子，但系统通常在那之后就会消亡。实际上，很难让系统继续复制。”Kriegman说。但是，通过佛蒙特大学佛蒙特高级计算核心的Deep Green超级计算机集群上的人工智能程序，进化算法能够在模拟中测试数十亿种身体形状，以找到使细胞在基于运动的“运动学”复制中更有效的形状。
“我们发现异种机器人可以行走。我们发现异种机器人可以游泳。现在，在这项研究中，我们发现了可以运动学复制的异种机器人。还有什么在那里？”Bongard说。
“我们正在努力理解这一特性：复制。世界和技术正在迅速变化。对我们整个社会来说，研究和理解这是如何工作的很重要。”Bongard说。
“我们需要创造与我们所面临的挑战增长速度相同的技术解决方案。”Bongard说。
“如果我们知道如何告诉细胞集合做我们希望它们做的事情，最终，这就是再生医学——这是对创伤性损伤、出生缺陷、癌症和老化的解决方案。”Levin说。“异种机器人是一个新的平台，可以教我们。”