欢迎收看一周科技。本周，一条“全球首个活体机器人已可自我繁殖”的新闻广为流传，但在传播中也造成了不少误解，因此，本文将首先对这件事进行解释，再带大家回顾其他新闻。
本周你将看到：①“自我复制的活体机器人”到底是个啥；②比一粒米还小的相机；③打一针修复脊髓损伤；④无人机长出了“鸟腿”；⑤信天翁离婚。
“自我复制”
在本周发表的一篇论文中，有研究者表示，他们制造的“活体机器人”已经学会了“自我复制”[1]。
这两个词放在一起，简直能让人脑补出一部恐怖电影，但实际情况远没那么可怕。简单说，这里的“机器人”和“复制”其实都和你想的那种不同。
虽然叫“活体机器人”，但其实是爪蟾胚胎细胞变来的“小肉球” | Sam Kriegman et al.
“活体机器人”并不是机械，而是一团细胞组成的“小球”，细胞来自爪蟾的胚胎。挖下一块爪蟾胚胎，或是把打散的胚胎多能干细胞重新聚到一起，就能让这些细胞自发生长分化，形成一种表面有纤毛、会运动的小球体——这就是“活体机器人”的真身，研究者叫它“xenobots”。
而至于“自我复制”，过程是这样的：研究者在培养皿中准备了一些打散的胚胎细胞，如果把它们聚到一起，就能自发形成新的xenobots细胞球。接下来，他们在培养皿中放入了一些已经长好的初代细胞球，这些小球会四处游动，随着它们的移动，散装细胞就渐渐被聚在了一起——于是在5天后，新的小细胞球就从散装细胞中诞生了。
换句话说，就是初代小细胞球把散装细胞“搓”成了新的细胞球。不过，这真的算是自我复制吗……
细胞球为什么变成了吃豆人？答案也很简单：是人为修成这样的 | Douglas Blackiston
这种“复制”并不能持续。如果不做额外干预，小细胞球最多只能“搓”出两代新的细胞球，而且“子代”总是会越来越小。即使把初代细胞球修成更适合“搓丸子”的吃豆人形状，最多也只能把“复制”延长到四代。
现阶段，xenobots还只是实验室中的初步尝试。可以安心的是，这些小细胞球不会长大，也不会变成异形的：它们离不开实验室环境，而且也只能保持活性10-14天。
微缩相机
普林斯顿大学与华盛顿大学的研究者开发了一种非常微小的成像元件：它比一粒米还要小，同时还能拍出与传统相机画质接近的清晰照片。相关研究本周发表在《自然-通讯》上[2]。
微小的超表面成像元件 | Princeton University
传统相机镜头由透镜组成，而这个“超迷你相机”依靠的则是“超表面”（metasurface）技术——在微小的成像元件上，排列着由许多氮化硅纳米微结构组成的阵列，正是这些结构负责控制光线进行成像。以往也有利用超表面结构进行成像的尝试，但画质还不尽如人意。而这一次，研究者改良了微结构设计与图像后处理算法，使成像的清晰度与色彩大幅提升。
与以往的同类技术（左）相比，新技术的成像质量大幅提升（右） | Princeton University
非常微小的成像元件未来有望用于医疗，可减少内镜检查的侵入性。同时，它也可用于小型探测机器人等领域。
脊髓修复
只需要打一针，就能让瘫痪老鼠重新行走？这种新技术有望修复脊髓损伤，帮助患者避免瘫痪的命运。
视频：脊髓损伤24小时后利用新技术治疗的小鼠恢复了运动能力（右侧），而对照组小鼠则依然处于后肢瘫痪状态（左侧） | Samuel I. Stupp Laboratory / Northwestern University
在上个月发表于《科学》的一项研究中，美国西北大学研究者展示了一种促进脊髓神经修复的超分子聚合物材料[3]。它可以注射到脊髓损伤处，在局部形成模拟细胞外基质的凝胶网络结构，同时还能提供两种促进神经修复的分子信号。
动物实验显示，这种材料能促进神经轴突修复再生，并且能减少阻碍修复的瘢痕组织。同时，它还在4周时间内显著恢复了脊髓损伤小鼠的运动功能。注入的聚合物材料最终会在12周时间内降解。
鸟爪无人机
无人机又出了新的奇行种：这一次，它长出了“鸟腿”，并且还栖息在树枝上[4]。
无人机和鸟合体了？| William Roderick
这种“鸟爪”装置能帮助无人机在复杂的环境中自由起降，同时还能在空中抓握物体。它参考鸟类的降落动作与解剖结构制成，主体为3D打印，依靠马达、鱼线与弹簧控制运动。通过降落时触动弹簧，它可以在几十毫秒内快速抓住树枝，同时吸收冲击并调整平衡，让飞行器稳定地“栖息”在树枝上。
鸟爪无人机降落在树枝上 | Stanford
长出鸟爪的无人机虽然看起来诡异，但这样做确实有现实意义：如果能在树枝上休息而不是一直空中悬停，就能减少无人机的能量消耗，帮助它们飞得更远。研究者认为，这种无人机可以应用在森林中，负责进行自然环境探测。
信天翁离婚
气候变化可能会产生出人意料的影响——比如，随着海洋变暖，更多信天翁选择了离婚。
信天翁 | Francesco Ventura
信天翁是最著名的一夫一妻制动物，在长达数十年的鸟生里，它们每年都会回到海岛上，与固定的伴侣一起繁衍后代。繁殖失败的信天翁可能会“离婚”，但“离婚率”通常不高于4%。而最近一项研究发现，除繁殖之外，海水温度也是影响离婚率的重要因素——在海水最热的2017年，信天翁的离婚率达到了7.7%[5]。研究者通过南大西洋福克兰群岛的黑眉信天翁发现了这一现象。随后两年，当海水温度没那么高时，信天翁的婚姻也和睦了许多。
研究者猜测，在温度升高的年份，信天翁必须耗费更多力气去觅食，这可能会让它们推迟回海岛繁殖的时间，降低它们的吸引力，甚至可能让它们产生更多压力相关的激素，这些因素可能都影响着它们的婚姻稳定。研究者担心，海洋变暖导致的离婚，可能会影响信天翁的种群繁衍；而其他一夫一妻制动物的婚姻关系是否受影响，我们也尚未可知。
参考文献
[1] https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
[2] https://www.nature.com/articles/s41467-021-26443-0
[3] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3602
[4] https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abj7562
[5] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2021.2112
作者：麦麦，窗敲雨
编辑：窗敲雨
