通过神经机器人合成所有切片图像显示表面多纤细胞和中心神经元。图片来源Haleh Fotowat来源https://scitechdaily.com/scientists-create-neurobots-living-machines-with-their-own-nervous-systems/神经机器人——拥有神经元的异种机器人——展现出自组织的神经系统和增强的行为揭示了生物学如何构建功能结构的新见解。2020年塔夫茨大学的研究人员利用青蛙细胞开发了被称为异种机器人的微型生命结构。这些微观生物能够在水中移动、自我修复甚至收集松散的细胞以形成新的异形机器人。塔夫茨大学和怀斯研究所的科学家们现在进一步推动这项工作将神经细胞引入这些生物机器中。升级版被称为神经机器人可以变换形状并展现新的运动模式。这些发现最近发表在《高级科学》杂志上。该研究由生物学范尼瓦·布什教授迈克尔·莱文和怀斯研究所的哈莱·福托瓦特领导是更广泛理解细胞群体如何在陌生条件下组织成复杂结构的更广泛努力的一部分。这些知识有望支持合成生物学和再生医学的进步。研究神经机器人可能揭示指导神经系统形成的底层规则最终帮助科学家设计新的生物结构或修复受损组织。从青蛙细胞构建生命系统团队从非洲爪蛙Xenopus laevis早期胚胎中提取的细胞开始。当这些胚胎的前体皮肤细胞被分离并放入培养皿中时它们自然组装成覆盖着细小毛状突起的圆形小结构称为纤毛。一个神经机器人染色以突出多纤细胞——机器人周边有小簇毛状纤毛——以及中央看到的树突和轴突的神经元延伸。图片来源Haleh Fotowat这些纤毛的协调运动使异种机器人一种生物机器人能够在水中游泳。它们完全是生物结构且没有支架或基因改造而制造。这些生物体可以自我修复利用原始胚胎细胞中储存的营养物质存活约9到10天。研究人员已经研究了它们的结构和行为想看看添加神经元会如何改变它们尤其是这些系统没有进化历史塑造其神经组织。添加神经元创造神经机器人为了制造神经机器人科学家们将神经前体细胞簇插入形成生物机器人的中心这些细胞后来发展成神经元。这发生在球形结构还在发育的短暂阶段。植入的细胞成熟并将称为轴突和树突的分支结构向内部及表面延伸。“我们想弄清楚如果我们为这些生物机器人提供构建神经系统所需的原材料会发生什么”塔夫茨大学艾伦发现中心主任莱文说。他解释说神经机器人为研究神经元如何组织自身并影响运动提供了一种新途径。莱文说“这种方法不同因为你现在拥有了一个能够表现出行为的生物身体系统。”福托瓦特表示这项工作还旨在揭示神经系统形成的基本原理。“我试图理解现存动物如斑马鱼的神经行为及其行为的产生方式但神经机器人的目的是逆向工程。我们能否从一开始构建神经系统如果将神经元置于完全不同的环境中会发生什么它们组织和形成网络的基本、先天规则是什么”神经活动与结构变化显微镜显示神经机器人内部的神经元发展出了自然神经系统中存在的关键特征包括轴突和树突。研究人员还检测到与突触相关的蛋白质标记突触在神经元中进行交流。利用钙成像他们确认这些神经元具有电活动性并在简单的神经网络中发挥作用。一个神经机器人染色以突出多纤细胞——机器人周边有小簇毛状纤毛——以及中央看到的树突和轴突的神经元延伸。图片来源Haleh Fotowat神经元的加入带来了明显的变化。神经机器人通常比非神经机器人更大更细长。它们的运动也变得更加复杂。虽然两种类型都能游泳但神经机器人更活跃表现出重复的运动模式而非简单的路径。为了研究神经活动如何影响行为科学家们让神经机器人接触了戊二四唑这是一种已知会影响大脑活动并引发癫痫的药物。该药物改变了神经机器人的运动方式与非神经生物机器人不同表明新形成的神经网络正在积极塑造行为。这一结果表明即使是简单的自组织神经系统也能影响这些生物结构的运动方式。意外的遗传活动与未来可能性“如果你想用生物学创造新东西首先我们得了解细胞本身如何解决问题”福托瓦特说。研究人员还观察到了意想不到的基因活性。除了与主要脑受体相关的基因外他们还发现了参与视觉处理的基因激活包括与眼睛中光敏感细胞相关的基因。这提出了神经机器人最终可能对光做出反应的可能性。“我们不知道但我的假设是这些神经机器人正在上调基因组中可能对未来新功能有用的部分”莱文说。“如果它们活得更久是否也会发展出光感受器这是一个我们正在积极研究的有趣问题。”参考文献Haleh Fotowat、Laurie ONeill、Léo Pio-Lopez、Megan M. Sperry、Patrick Erickson、Tiffany Lin 和 Michael Levin《Advanced Science》2026年2月20日《Advanced Science》。DOI10.1002/advs.202508967该研究由美国国防部、约翰·坦普尔顿基金会和Northpond Ventures资助。阅读最新前沿科技趋势报告请访问21世纪关键技术研究院的“未来知识库”未来知识库是“21世纪关键技术研究院”建立的在线知识库平台收藏的资料范围包括人工智能、脑科学、互联网、超级智能数智大脑、能源、军事、经济、人类风险等等领域的前沿进展与未来趋势。目前拥有超过8000篇重要资料。每周更新不少于100篇世界范围最新研究资料。欢迎扫描二维码或访问https://wx.zsxq.com/group/454854145828进入。截止到2月28日 ”未来知识库”精选的百部前沿科技趋势报告加入未来知识库全部资料免费阅读和下载牛津未来研究院 《将人工智能安全视为全球公共产品的影响、挑战与研究重点》麦肯锡超级智能机构赋能人们释放人工智能的全部潜力AAAI 2025 关于人工智能研究未来研究报告斯坦福2025 斯坦福新兴技术评论十项关键技术及其政策影响分析报告191 页壳牌2025 能源安全远景报告能源与人工智能57 页盖洛普 牛津幸福研究中心2025 年世界幸福报告260 页Schwab 2025 未来共生以集体社会创新破解重大社会挑战研究报告36 页IMD2024 年全球数字竞争力排名报告跨越数字鸿沟人才培养与数字法治是关键214 页DS 系列专题DeepSeek 技术溯源及前沿探索50 页 ppt联合国人居署2024 全球城市负责任人工智能评估报告利用 AI 构建以人为本的智慧城市86 页TechUK2025 全球复杂多变背景下的英国科技产业战略韧性与增长路径研究报告52 页NAVEX Global2024 年十大风险与合规趋势报告42 页《具身物理交互在机器人 - 机器人及机器人 - 人协作中的应用》122 页2025 - 2035 年人形机器人发展趋势报告 53 页Evaluate Pharma2024 年全球生物制药行业展望报告增长驱动力分析29 页【AAAI2025 教程】基础模型与具身智能体的交汇350 页 pptTracxn2025 全球飞行汽车行业市场研究报告45 页谷歌2024 人工智能短跑选手AI Sprinters捕捉新兴市场 AI 经济机遇报告39 页【斯坦福博士论文】构建类人化具身智能体从人类行为中学习《基于传感器的机器学习车辆分类》最新 170 页美国安全与新兴技术中心2025 CSET 对美国人工智能行动计划的建议18 页罗兰贝格2024 人形机器人的崛起从科幻到现实如何参与潜在变革研究报告11 页兰德公司2025 从研究到现实NHS 的研究和创新是实现十年计划的关键报告209 页康桥汇世Cambridge Associates2025 年全球经济展望报告44 页国际能源署2025 迈向核能新时代麦肯锡人工智能现状组织如何重塑自身以获取价值威立Wiley2025 全球科研人员人工智能研究报告38 页牛津经济研究院2025 TikTok 对美国就业的量化影响研究报告470 万岗位14 页国际能源署IEA能效 2024 研究报告127 页Workday 2025 发挥人类潜能人工智能AI技能革命研究报告20 页CertiKHack3D2024 年 Web3.0 安全报告28 页世界经济论坛工业制造中的前沿技术人工智能代理的崛起》报告迈向推理时代大型语言模型的长链推理研究综述波士顿咨询2025 亚太地区生成式 AI 的崛起研究报告从技术追赶者到全球领导者的跨越15 页安联Allianz2025 新势力崛起全球芯片战争与半导体产业格局重构研究报告33 页IMT2025 具身智能Embodied AI概念、核心要素及未来进展趋势与挑战研究报告25 页IEEE2025 具身智能Embodied AI综述从模拟器到研究任务的调查分析报告15 页CCAV2025 当 AI 接管方向盘自动驾驶场景下的人机交互认知重构、变革及对策研究报告124 页《强化学习自我博弈方法在兵棋推演分析与开发中的应用》最新 132 页《面向科学发现的智能体人工智能进展、挑战与未来方向综述》全国机器人标准化技术委员会人形机器人标准化白皮书2024 版96 页美国国家科学委员会NSB2024 年研究与发展 - 美国趋势及国际比较51 页艾昆纬IQVIA2025 骨科手术机器人技术的崛起白皮书创新及未来方向17 页NPLBeauhurst2025 英国量子产业洞察报告私人和公共投资的作用25 页IEA PVPS2024 光伏系统经济与技术关键绩效指标KPI使用最佳实践指南65 页AGI 智能时代2025 让 DeepSeek 更有趣更有深度的思考研究分析报告24 页2025 军事领域人工智能应用场景、国内外军事人工智能发展现状及未来趋势分析报告37 页华为2025 鸿蒙生态应用开发白皮书133 页《超级智能战略研究报告》中美技术差距分析报告 2025欧洲量子产业联盟QuIC2024 年全球量子技术专利态势分析白皮书34 页美国能源部2021 超级高铁技术Hyperloop对电网和交通能源的影响研究报告60 页罗马大学2025 超级高铁Hyperloop第五种新型交通方式 - 技术研发进展、优势及局限性研究报告72 页兰德公司2025 灾难性网络风险保险研究报告市场趋势与政策选择93 页GTI2024 先进感知技术白皮书36 页AAAI2025 人工智能研究的未来报告17 大关键议题88 页安联 Allianz2025 新势力崛起全球芯片战争与半导体产业格局重构研究报告威达信2025 全球洪水风险研究报告现状、趋势及应对措施22 页兰德公司迈向人工智能治理研究报告2024EqualAI 峰会洞察及建议19 页哈佛商业评论2025 人工智能时代下的现代软件开发实践报告12 页德安华全球航空航天、国防及政府服务研究报告2024 年回顾及 2025 年展望27 页奥雅纳2024 塑造超级高铁Hyperloop的未来监管如何推动发展与创新研究报告28 页HSOAC2025 美国新兴技术与风险评估报告太空领域和关键基础设施24 页Dealroom2025 欧洲经济与科技创新发展态势、挑战及策略研究报告76 页《无人机辅助的天空地一体化网络学习算法技术综述》谷歌云Google Cloud2025 年 AI 商业趋势白皮书49 页《新兴技术与风险分析太空领域与关键基础设施》最新报告150 页《DeepSeek 大模型生态报告》军事人工智能行业研究报告技术奇点驱动应用加速智能化重塑现代战争形态 - 25030940 页真格基金2024 美国独角兽观察报告56 页璞跃Plug and Play2025 未来商业研究报告六大趋势分析67 页国际电工委员会IEC2025 智能水电技术与市场展望报告90 页RWS2025 智驭 AI 冲击波人机协作的未来研究报告39 页国际电工委员会IEC2025 智能水电技术与市场展望报告90 页RWS2025 智驭 AI 冲击波人机协作的未来研究报告39 页未来今日研究所 2025 年科技趋势报告第 18 版 1000 页模拟真实世界多模态生成模型的统一综述中国信息协会低空经济分会低空经济发展报告2024 - 2025117 页浙江大学2025 语言解码双生花人类经验与 AI 算法的镜像之旅42 页人形机器人行业由 “外” 到 “内” 智能革命 - 25030651 页大成2025 年全球人工智能趋势报告关键法律问题28 页北京大学2025 年 DeepSeek 原理和落地应用报告57 页欧盟委员会 人工智能与未来工作研究报告加州大学伯克利分校面向科学发现的多模态基础模型在化学、材料和生物学中的应用电子行业从柔性传感到人形机器人触觉革命 - 25022635 页RT 轨道交通2024 年中国城市轨道交通市场数据报告188 页FastMoss2024 年度 TikTok 生态发展白皮书122 页Check Point2025 年网络安全报告 - 主要威胁、新兴趋势和 CISO 建议57 页【AAAI2025 教程】评估大型语言模型挑战与方法199 页 ppt《21 世纪美国的主导地位核聚变》最新报告沃尔特基金会Volta Foundation2024 年全球电池行业年度报告518 页斯坦福2025 斯坦福新兴技术评论十项关键技术及其政策影响分析报告191 页国际科学理事会2025 为人工智能做好国家研究生态系统的准备 - 2025 年战略与进展报告英文版118 页光子盒2025 全球量子计算产业发展展望报告184 页奥纬论坛2025 塑造未来的城市研究报告全球 1500 个城市的商业吸引力指数排名124 页Future Matters2024 新兴技术与经济韧性日本未来发展路径前瞻报告17 页《人类与人工智能协作的科学与艺术》284 页博士论文《论多智能体决策的复杂性从博弈学习到部分监控》115 页《2025 年技术展望》56 页 slides大语言模型在多智能体自动驾驶系统中的应用近期进展综述【牛津大学博士论文】不确定性量化与因果考量在非策略决策制定中的应用皮尤研究中心2024 美国民众对气候变化及应对政策的态度调研报告气候政策对美国经济影响的多元观点审视28 页空间计算行业深度发展趋势、关键技术、行业应用及相关公司深度梳理 - 25022433 页Gartner2025 网络安全中的 AI明确战略方向研究报告16 页北京大学2025 年 DeepSeek 系列报告 - 提示词工程和落地场景86 页北京大学2025 年 DeepSeek 系列报告 - DeepSeek 与 AIGC 应用99 页CIC 工信安全2024 全球人工智能立法的主要模式、各国实践及发展趋势研究报告42 页中科闻歌2025 年人工智能技术发展与应用探索报告61 页AGI 智能时代2025 年 Grok - 3 大模型技术突破与未来展望报告28 页上下滑动查看更多