南野拓实出生1天日本就遭大地震儿时偶像是大罗

日本足球小将来到利物浦

同时,研究者也表示,他们对细胞交流、连接潜力的研究,已经深入到对计算科学和对生命的理解中。

我们知道,许多机器、硬件产品等都是由钢、混凝土或塑料等材质制成的,这固然有其道理(比如质量有保证),但有时也难免会造成生态和人类健康问题——比如日益严重的海洋塑料污染。

佛蒙特大学计算机科学家、机器人专家 Joshua Bongard 是这项研究的联合负责人,他表示:

xenobots 有自我再生修复机制,而且当它们停止工作、死亡时,通常也不会对外界环境带来破坏,它们是完全可生物降解的。七天后当它们完成工作时,它们就只是死皮细胞。

同时,为了使有机体发展并起作用,有机计算一直在有机体的细胞内和细胞间进行,而不仅仅是在神经元内。这些几何特性是通过生物电学、生物化学和生物力学过程形成的,正如 Michael Levin 所说:

众所周知,至少自农业出现以来,人类就一直在为自身利益操纵生物,基因编辑也越来越普遍。过去几年里,人类已经通过模仿其他动物的体型,制造出了一些人造生物,但研究小组表示,这是有史以来第一次“完全从头开始设计的生物机器”。

这种恐惧不是没有道理,当我们开始摆弄连我们自己都不理解的复杂系统时,结果可能很难想象。如果人类要在未来生存下去,就需要更好地理解复杂的性质是以何某种方式从简单的规则中产生的。大部分科学都集中在控制“低级规则”上,我们还需要了解“高级规则”。

如今,许多人担心技术的飞速发展和越来越复杂的生物操作会带来负面影响。对此,Michael Levin 表示:

另外,笔记本电脑固然强大,但要是把它摔成两半,可能就无法工作了。但科学家们把 xenobots 切成两半后,发现它们可以自愈,然后继续前进,这是传统的机器无法做到的。

这些过程在 DNA 指定的硬件上运行,是可重新配置的,也使得新的生命形式成为可能。

他们先从非洲蛙种非洲爪蟾的胚胎中收集干细胞,将其分离成单个细胞并孵育,然后用小镊子和更小的电极,将细胞切割并在显微镜下连接,使其非常接近于计算机指定的设计。

研究者们注意到,这些可重组的有机体能够以一种连贯的方式移动,并且在胚胎能量储存的驱动下,用数天甚至数周时间探索它们的水环境,但是反过来的时候却失败了,就像甲虫翻跟头一样。

 它们既不是传统的机器人,也不是已知的一种动物物种。这是一种新的人工制品——一种活的、可编程的有机体。

为完成任务(比如朝一个方向移动),计算机会一遍遍地将几百个模拟细胞重新组合成无数的形式或身体形状。随着程序的运行——由关于单个青蛙皮肤和心脏细胞能做什么的生物物理学基本规则驱动——更成功的模拟生物被保存、优化,而失败的则被抛弃。在对算法进行 100 次独立运行之后,科学家选出了最满意的设计,用于下一步研究。

2015年,南野拓实加盟萨尔茨堡红牛,当时他得到了“日本内马尔”的绰号,对此他十分谦逊的说:“如果我真能变得像内马尔一样出色,我才会开心的接受这个赞誉。”

如今,24岁的南野拓实来到英超豪门利物浦,职业生涯又上了一个台阶。周日对埃弗顿的足总杯,他很可能获得首发机会,这位来自日本的足球小将,将迎来人生中的全新机会。

 这是电脑设计的生物向智能药物输送领域迈出的一步。

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Michael Levin 认为,这项研究对于解决人们心中的恐惧有积极意义,这也是研究团队的一项意外收获。

雷锋网了解到,xenobots 以非洲爪蛙的名字“Xenopus laevis”命名,不到 1 毫米宽的 xenobots 可以向目标移动,也可拿起物体(比如需要运送到患者体内特定位置的药物),受伤后还可自愈伤口。

几年后,在家旁边的一个停车场上,父亲开始训练南野两兄弟(南野拓实、南野健太)踢球,最常用的方式是摆上几个锥桶,让孩子进行带球练习,磨练球感和基本功。7岁时,南野拓实受到2002年日韩世界杯激励,对巴西球星罗纳尔多十分痴迷。10年后,拓实在大阪塞雷佐队上演处子秀,开始了职业足球之旅。

后来,试验表明,成群的 xenobots 会绕着圈移动,并集体自发地把一个小球推到中心位置。其他 xenobots 则在中间挖开一个洞,从而减少阻力。而在模拟过程中,科学家们发现把这个洞作为一个袋子,它们能成功地携带物体。

大体上,xenobots 的创造过程有两步。

1995年1月17日,震级达里氏7.3级的阪神大地震袭击日本关西地区,摧毁了7万多所房屋,官方宣布死亡人数6343人。当时只有1天大的南野拓实,家在泉佐野市,离地震中心只有80公里,所幸他们一家逃过了一劫。

第一步,利用佛蒙特大学的佛蒙特高级计算核心(Vermont Advanced Computing Core)的 Deep Green 超级计算机集群,研究团队(包括第一作者和博士生 Sam Kriegman)用了几个月的时间,用进化算法为这一新的生命形式设计了上千个设计。

南野拓实出生后第二天,阪神大地震发生,20世纪日本第二大地震

第二步,Michael Levin 带领的塔夫茨大学团队和显微外科医生 Douglas Blackiston 要做的就是关键一步——将电脑设计变成现实。

这样,这些细胞被组装成了自然界从未见过的形体,随后它们便开始一起工作了。经过上述一番操作,皮肤细胞形成了一个更加被动的结构,而心肌细胞原本无序的收缩则在电脑设计的指导下,在自组织模式的帮助下,产生有序的向前运动,这也就是机器人实现自行移动的关键。

当前一个重要的问题便是理解决定形式和功能的算法。基因组能够编码蛋白质,但硬件如何让细胞在各种不同的条件下合作,从而进行功能性解剖,这还等着我们去发现。

南野拓实的家离地震中心只有80公里

佛蒙特大学计算机科学与复杂系统中心教授 Josh Bongard 表示:

日本球星南野拓实出生在1995年1月16日,他出生一天后,日本迎来了20世纪史上第二大的地震:阪神大地震。

不难想象,这些机器人有很多其他机器做不到的应用,比如寻找有害化合物或放射性污染物、在海洋中收集微塑料、在动脉中穿行,清除牙菌斑等等。

当然,在研究过程中,难免会有一些意想不到的结果,但有时这些结果也促成了新的发现。

xenobots 由佛蒙特大学的超级计算机设计,然后由塔夫茨大学的生物学家组装和测试。塔夫茨大学再生与发育生物学中心主任 Michael Levin 说: