科學界一直在探索將微型機器人放入人體內的想法，分配給它們的任務包括向目標點輸送藥物、進行手術、在活體組織內進行 3D 打印以及在血液中漂浮時組裝醫(yī)療設備等。我們甚至聽說過在腸道內振動的膠囊可以解決慢性便秘等問題。但人體并不總是能很好地對待異物，尤其是當它們碰巧是電子電路的融合體時。
　　　
　　為了避免這種嚴重的不相容性，哈佛大學維斯研究所和塔夫茨大學的專家利用從人類氣管中提取的細胞創(chuàng)造了生物機器人。這些微型生物機器人被稱為“機器人”，可以在表面上滑行并幫助神經(jīng)細胞生長，但到目前為止，這種進展只能在實驗室培養(yǎng)皿中觀察到。這些機器人的大小從人類頭發(fā)絲細到削尖的鉛筆尖不等。
　　每個機器人都根據(jù)其細胞的獨特角色及其協(xié)作來執(zhí)行特定的工作。這是開創(chuàng)性的，由于它們具有潛在的多功能性，科學家們希望在不久的將來，機器人可以部署在目標部位進行再生、愈合和疾病治療。
　　盡管聽起來很創(chuàng)新，但這些機器人還解決了一個關鍵的復雜性問題。研究小組表示，這些生物機器人不需要任何專門的細胞，或任何類型的基因改造。研究小組指出，通過重新編程這些氣管細胞相互作用的方式，它們可以觸發(fā)多細胞腫塊的形成，有點像重新排列磚塊以形成不同的結構。
　　此外，它們可以以不同的方式在實驗室培養(yǎng)皿中鋪有人類神經(jīng)元的表面上移動。它們可以刺激新的生長， 這類似于修復因刮擦細胞層而產(chǎn)生的間隙。塔夫茨大學艾倫探索中心主任邁克爾·萊文說：“我們現(xiàn)在正在研究治愈機制如何發(fā)揮作用，并詢問這些結構還能做什么。”
　　但如上所述，機器人由生物物質組成，解決了身體排斥這些機器人的關鍵問題。在醫(yī)學中，經(jīng)常發(fā)生這樣的情況：每當異物進入我們的系統(tǒng)時，人體的免疫反應就會啟動并試圖消除威脅。有時，醫(yī)生必須給予免疫抑制劑來解決某些藥物的接受問題。
　　但由于機器人以人類氣管細胞為基礎四處移動，因此它們可以毫無阻力地完成工作。此外，它們不存在污染風險，因為它們無法在人體外生存，只能在非常專業(yè)的實驗室條件下茁壯成長。此外，不存在突變或繁殖造成傷害的額外風險。
　　除了熟悉身體系統(tǒng)之外，機器人還提供了另一個重要的好處——基本的多功能性和易于創(chuàng)建。通過整合不同細胞的各種屬性，機器人可以被設計為在體內導航和執(zhí)行任務，或協(xié)助在實驗室中構建人造組織。讓我們從治療開始。該團隊指出，機器人可以很容易地“由數(shù)千人創(chuàng)造”。
　　為了檢查他們的愈合問題，研究小組測試了一個由從人類干細胞中提取的神經(jīng)元層組成的模型。然后，他們繼續(xù)用金屬棒“傷害”表面，形成單元間隙。接下來，他們采用了一群具有纖毛生長的機器人（以將它們固定在該位置），并注意到機器人“引發(fā)了大量的再生”。機器人成功地證明，它們可以通過在損傷部位建立神經(jīng)元橋來有效地治愈活的人類神經(jīng)組織。
　　但除了細胞愈合之外，該團隊現(xiàn)在正在探索更雄心勃勃的想法。其中一些包括使用機器人清除動脈粥樣硬化患者動脈中的斑塊沉積。此外，研究人員還試圖了解這些機器人是否可以修復脊髓、修復視網(wǎng)膜損傷以恢復視力、向目標組織輸送藥物，甚至找到癌細胞。程序是通過注射或類似的方法將這些生物機器人放入體內，讓它們完成預先編程的工作。
　　研究小組觀察到機器人具有不同的形狀和大小，并執(zhí)行不同的運動模式。有的小至30微米，大的可達0.5毫米。就它們的形狀而言，有一些看起來像足球，上面長有斑駁的毛發(fā)狀突起，稱為纖毛，以幫助運動；有些是球形的，整個表面都生長著均勻的纖毛；還有一些人的臉上只有一張臉。
　　在這些微型生物機器人的運動中也觀察到了類似的變化。有些只是擺動，有些則沿著圓形路徑或直線移動。就壽命而言，機器人在實驗室條件下平均可以存活兩個月。值得注意的是，在其使用壽命結束時，它們會“自然生物降解”。
　　佛蒙特大學、塔夫茨大學艾倫探索中心和哈佛大學懷斯生物工程研究所的專家在異種機器人上進行了類似的工作，在人類機器人方面開展了類似的工作。早在 2021 年，該團隊就報告稱，在青蛙細胞的幫助下，開發(fā)出了首個可自我復制的活體機器人?！癤enobot”一詞源自“Xenopus laevis”，一種非洲青蛙。這只青蛙的胚胎提供了該項目必需的干細胞。研究人員指出，這些自我復制、手動組裝的生物機器人的繁殖方式在自然界中是前所未有的。