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革命性的生物雜交機器人將要到來,我們準備好了嗎?

2024-08-31科技

人工智慧和機器人將越來越接近我們的現實生活,發揮越來越重要的作用。機器人將是我們新世紀的重大科技課題和龐大的技術產業。目前的機器人大多是用機械、電子器件來來模擬人類的器官,如電子眼、機械臂、機械手等等。雖然這些人造器官能做一些生物器官做不到的工作,如力度、重復動作的一致性、抗疲勞等。但它仍然無法完美模擬復雜的人類器官,如肌肉、神經和各種器官,它們是幾萬年自然前進演化的傑作和產物。

生物雜交機器人才可能使未來的機器人更加完美,甚至全面超越人類的人體。

然而,隨著生物和機器以越來越先進的形式融合在一起,它已經引起了倫理學家的註意。

  • 生物雜交機器人將生物材料和合成材料結合在一起,以肢體和器官甚至整個生物體的形式出現。

  • 從哲學上講,生物雜交機器人揭示了許多科學家和思想家所思考的事實,人類和其他生物只是有機的機器。

  • 借助生物混合機器人的經驗與發展,科學家們有朝一日可以從零開始建造一個復雜的生物體。


  • 用老鼠心肌細胞制作的人造「機器人」

    2014年,美國伊利諾大學的研究人員發明了一種微型遊泳機器人。光是這一成就可能不會引起太多的註意。但重點在於他們是如何構建他們的創造物的:用取自大鼠的心肌細胞。這是最早的「生物混合機器人」之一。

    由於幾十年的科幻小說塑造了人們的認知,公眾長期以來一直把機器人視為非生物實體。他們的骨骼是金屬,他們的心臟是電池,他們的肌肉是馬達、活塞和齒輪。他們可能被真實的合成皮膚包裹,但這仍然只是他們無機內部的披風。

    現在,科學進步越來越多地表明,生物不僅僅是天生的;它們是可以被造出來的。在這些生物雜交遊泳者誕生兩年後,哈佛大學的研究人員擴大了這個想法,制造了第一個生物雜交「動物」——一個16公釐長的長形身體。這個小東西的身體由彈性體組成,骨架由黃金制成,肌肉由老鼠細胞組成,在光的引導和驅動下,以一種曲折而有意義的步伐在水中滑行。

    最近,一個團隊制造了一個小型的生物混合機器人,以人類的步態行走。另一個人制造了一個機器手,可以用內建的生物神經網路感知。

    隨著生物和機器以越來越高級的形式融合在一起,倫理學家開始註意到這一點。南安普敦大學( University of Southampton)的拉斐爾·梅斯特博士專門研究新興技術,最近與來自世界各地的同事合作,研究生物混合機器人的倫理影響。

    生物雜交機器人

    本質上,生物混合機器人將生物材料和合成材料結合在一起。例如,它們可能由肌肉細胞作為執行器,神經元作為運動控制器,感官細胞作為觸覺傳感器。有些甚至建立在活的有機體本身上。生物雜交機器人利用生命系統數百萬年的前進演化,賦予機器人諸如自愈、更強的適應力和更高的傳感器分辨率等優點。

    但是,我們準備好迎接一個美好的新世界了嗎?在這個世界裏,人工和生物的結合模糊了生命和非生命的界限。這是梅斯特和他的同事們用一個假設情景來探討的一個倫理問題。想象一個未來,生物雜交系統已經前進演化到在肌肉組織和神經肌肉連線的輔助下,形成可以與人類互動並以非常有機的方式執行復雜動作的全尺寸機器人。隨著不斷地發展,它們變得更加復雜,不同型別的組織被加入到混合物中......隨著它們的復雜性增加,人們會想知道他們是否感覺到疼痛和有感覺,以及他們應該與它們互動。

    在這些假想的生物機器人中,它們更像一個生命體,而不是一台機器的意義在哪裏?早期版本可能只有幾個生物部份,但隨著非生命系統被活的系統取代,最終會「升級」到包含更多的組織而不是金屬。它們需要一個活的大腦來值得我們同情嗎?

    誠然,這種設想目前還處於科幻小說的範疇,但這種設想越來越接近現實。研究人員預見到人機介面:利用現有的神經組織來控制人工肢體。

    生物雜交機器人手臂,利用從活體動物中提取的「真實且適應力強的肌肉」,可能在不久的將來出現。生物雜交器官也可能出現。此外,這些肢體和器官很可能會超過我們自己的能力。迫切需要移植和假肢的患者可能會盼望這些進步。然而,尖端技術的高成本可能會限制只有富人獲得這些技術。

    生物雜交的未來

    紐約大學格羅斯曼醫學院人口健康系醫學倫理學分部創始負責人,生物倫理學教授亞瑟·卡普蘭和威廉F.康諾利同意未來生物雜交肢體和器官的成本和獲取可能是一個關鍵的倫理問題,正如任何重大的醫學進步一樣。

    他們在接受科技媒體采訪時表示:這是一項復雜的技術;一開始肯定會很昂貴。除了已開發國家以外,任何地方都不會有這種技術。而在已開發國家,這項技術很可能會先得到發展。

    卡普蘭建議,研究高級生物雜交機器人的研究人員可以做出規定,確保獲得這項技術的多樣性。

    人們可能會從生物人工器官中受益,無論是腎臟替代、肌肉替代,還是連結器官替代。但要做到這一點,還需要一段時間,並確保它在某種程度上具有永續性和耐用性。這是一個相當大的研究努力。」

    對生物雜交器官的研究仍處於初級階段。在過去,人們一直關註於制造人造腎臟。這些細胞以植入生物反應器中的腎細胞的形式存在。

    生物雜交機器人是理解生命本身的一個平台,開發這些機器人的部件,如肌肉驅動器、神經元電路作為傳感器,或神經肌肉連線以形成智慧機器人,需要對細胞及其行為進行更深入的探索,超越傳統的PETRIQ 培養皿平台。每個生物雜交的機器人都是模仿體外發育的。

    借助生物混合機器人的經驗,科學家們有朝一日甚至可以從零開始建造一個復雜的生命體。但是,要想讓突破性的生物雜交機器人成為一個成功故事,而不是一個悲劇,就要同時必須考慮其後果。我們是否為此做好準備?