先说第一项进展，首个活体机器人诞生。

2020年1月13日，来自美国的联合研究团队在顶级期刊《美国科学院院报》上，发表了人类首个“由细胞构成的活体机器人”。它是一团直径大概0.7毫米，有两条小粗腿的“肉球”。我在文稿里放了一张论文里的图，你可以点开看看。

在两条腿的驱动下，这个活体机器人可以在水中完成前进、转圈等动作。而且，它还有着很强的自我修复功能。当研究人员通过剪刀把机器人几乎剪成两瓣之后，这团“肉球”，竟然神奇地慢慢自我愈合，并且在水中继续活动。

要知道，传统观念里，生命和机械之间有着明确的边界，你绝对不会把路上飞奔的汽车和鸵鸟归成一类。

但这个小“肉球”，既可以说是一种人为设计、能完成一定功能的机械装置，也可以说它是一种地球上从未出现过的生命形式。所以，著名的《连线》杂志甚至用“毛骨悚然”这个词来形容这项研究。

不过，如果仅仅停留在引发人们的惊慌，你就太小看这项研究背后的意义了。用一句话来说：这种全新机器人门类，是基于新的材料、在新的设计理念之上诞生的，背后蕴藏着非常巨大的想象空间。

接下来我详细说说。

先看第一个突破，新的材料。

以前的机器人都是由金属、塑料等无机物组成的，这次是研究人员第一次将生命体最基础的单元——细胞，作为搭建机械结构的原材料。可以说，这是一个非常创新的举动。

这个创新其实来源于一个重要的思想脉络——仿生设计学。

在仿生设计学的观念里，大自然才是完美的工程设计师，经过上亿年的进化留存到今天的生命体，是完美的工程杰作。人类目前最顶尖的机械设计，不管是能量的使用效率、复杂环境的适应性，或者自我修复能力，都没办法和自然生命体相比。

所以，工程师们就设想，能不能把生命体最基础的单元——也就是细胞本身，作为搭建机械结构的原材料呢？——这就是这项研究的第一个突破。

研究人员很巧妙地使用了青蛙的心脏细胞和皮肤细胞，作为搭建机器人的材料。心脏细胞类似发动机，能不断地伸缩产生动力；而皮肤细胞类似结构框架，用来附着和固定这些动力细胞。动力和框架在一起，就能搭建出具备一定运动能力的“活体机械”。

这个设想当然好，但是没有任何一个理论告诉研究人员应该怎么用细胞搭建一个有特定功能的结构。

这就涉及到了这项研究的第二个突破，全新的设计理念。

为了把细胞搭建起来，研究人员使用了“进化算法”来设计活体机器人，我简单介绍一下。

研究人员用上面两种细胞，先随机设计了几个搭建方案，然后在一台超级计算机上开始模拟配对和筛选过程。先让几个初始方案之间相互“配对产生后代”，再在新产生的后代里，筛选出运动性能最好的继续配对。

重复100多次“配对”和“筛选”后，就逐渐进化出了运动性能比较好的方案——也就是我们最初看到的那个小“肉球”。

这一整个设计过程，虽然是计算机全程模拟，但是很像自然界里物种进化的过程。所以被叫做“进化算法”。

这种设计理念最具价值的地方，在于它的可扩展性。也就是说，未来的研究者能利用同样的方法，设计出各种不同功能的活体机器人来。

比如说，使用的细胞种类增加为三种，只需要在模拟过程里增加一个基础单元。如果设计的目标不是运动性能最优，而是其他功能，只需要替换进化中的筛选机制。

运用这种可扩展的设计思路，就可以创造出一个新的机器人门类。这就是实验的第三个突破。

这种“活体机器人”，介于生物体和机器之间，跟自然环境甚至是人体内环境的兼容性非常高，摆脱了电池技术的制约，应用场景非常广泛。比如，可以用细菌和藻类做材料，设计更高效的污水处理机器人。或者用人体细胞做材料，设计可以在血管中精确投放药物的医疗机器人。

不过值得注意的是，虽然前景很光明，但这项技术由于游走在机械和生命的交叉地带，不可避免地将会遇到一些伦理问题。比如刚刚提到的医疗机器人，为了避免排异反应，很可能需要使用患者本人的细胞作为生产原料。这在伦理上会遇到一些复杂的障碍。

总而言之，全新机器人门类，背后蕴藏着非常巨大的可能性和发展潜力。活体机器人技术，非常值得你继续关注。