以生命為代碼，喚醒機器新紀元。

在電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》里，醫(yī)生用一束能量喚醒了只剩一顆大腦的少女，將她置于一個全機械的軀體中。這個科幻的"喚醒"場景，如今正在全球頂尖的實驗室里，以另一種形式上演。

 圖源《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》電影

電影情節(jié)是完整的大腦與機械軀體的融合，而在實驗室里，科學家們操作的則是機器人更微縮、更基礎的生命單元。

然而，兩者背后的核心邏輯是相通的：能否用活的生物組織，作為驅(qū)動機器人的"靈魂"？

近日，發(fā)表于《科學·機器人》的一項突破性研究，對這一問題給出了初步答案。美國伊利諾伊大學香檳分校、西北大學等機構(gòu)的聯(lián)合團隊，成功開發(fā)出一款光遺傳調(diào)控的神經(jīng)肌肉驅(qū)動生物混合爬行機器人，在現(xiàn)實世界中邁出了"濕件"控制機器的關鍵一步。

01"濕件"如何被喚醒？

我們熟悉的機器人，由物理軀體（硬件）和程序代碼（軟件）構(gòu)成。然而，在實驗室最前沿的舞臺上，一個全新的角色已經(jīng)登場——"濕件"。

"濕件"與其名字一樣形象，特指活的生物神經(jīng)系統(tǒng)或細胞組織，因其富含水分與生命特質(zhì)而得名。和我們熟悉的硅基芯片不同，這些"濕件"天生就具備自組織、自適應、超低能耗等特性，無需復雜編程即可處理信息并做出反應。

那么，這種"生物智能"如何被駕馭？《科學·機器人》上的這款生物混合爬行機器人，提供了一個精妙的范本。

它的構(gòu)建始于一個精心設計的"軀體"。研究人員采用3D打印技術(shù)，使用PEGDA水凝膠為機器人制作了結(jié)構(gòu)支架。這個支架不僅是細胞的載體，其不對稱的腿部設計更是一種"結(jié)構(gòu)智能"，能將微觀的肌肉收縮高效轉(zhuǎn)化為宏觀的定向爬行。就像人的骨骼決定了我們的基本形態(tài)與運動方式一樣，這個微小的支架決定了機器人未來的"生命形態(tài)"。

生物混合機器人的肌肉驅(qū)動示意圖

在支架之上，研究團隊培育了兩個核心生命單元，分別是經(jīng)過光遺傳學改造的神經(jīng)元與骨骼肌組織。

神經(jīng)元扮演"生物控制器"的角色，而肌肉則作為"生物執(zhí)行器"。關鍵在于，兩者之間成功形成了功能性的”神經(jīng)肌肉接頭”，就像一座天然的生物橋梁，使得電信號能夠無縫傳遞，建立了真正的生命連接。從此，"大腦"的指令可以直接傳遞給"身體"。

神經(jīng)肌肉接頭（NMJ）的鈣成像

控制這一微小生命系統(tǒng)的，是集成的無線供電微型LED。通過特定波長的藍光進行刺激，研究團隊實現(xiàn)了對神經(jīng)元集群的遠程、無創(chuàng)、精準喚醒與控制。

這套系統(tǒng)，帶來一場機器人控制邏輯的根本性顛覆。

傳統(tǒng)的機器人遵循"傳感器-芯片-電機"的路徑，它的核心是計算，每一步都由預設的代碼決定。而生物混合爬行機器人則是"光信號-神經(jīng)元處理-肌肉收縮"的路徑，核心是基于生命系統(tǒng)內(nèi)在邏輯的生物反應。

機器人的操作決策權(quán)從確定的代碼，移交給了動態(tài)且有活性的生物組織本身，這展示了一種控制核心從”軟件”向”濕件”轉(zhuǎn)移的可能性。

02 從機器到生命：為何稱它為"第二賽道"？

當這個"濕件"系統(tǒng)被喚醒，最令人驚嘆的并非其能動，而是其"如何"動，也就是那些超越了傳統(tǒng)機器邏輯、充滿生命特質(zhì)的行為方式。

那么，這些特質(zhì)具體體現(xiàn)在何處？其答案，正隱藏在這個生物混合爬行機器人如嬰兒學步般稚拙卻復雜的行為中。

例如，給它一束光，它就能自主爬行，在光刺激停止后，它并不會立即停下，而是能繼續(xù)爬行長達20分鐘，仿佛其神經(jīng)元記住了剛才的指令，也展現(xiàn)出生命系統(tǒng)特有的短時程可塑性。

單神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)肌肉接頭（NMJ）機器人：光刺激關閉后的自主爬行

雙神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)肌肉接頭（NMJ）機器人的自主爬行

更奇妙的是，當加快光刺激的頻率，它反而慢下來了。這不是故障，而是它正在展現(xiàn)生命系統(tǒng)特有的"非線性響應"。就像我們在疲憊時越想努力效率越低一樣，其神經(jīng)網(wǎng)絡內(nèi)部正在發(fā)生著復雜的互動，最終產(chǎn)生了這種看似”任性”的行為。

神經(jīng)肌肉接頭機器人的顫搐

這種難以預測的特性，恰恰是它最迷人的地方�？茖W家稱之為"涌現(xiàn)行為"，意思是整體表現(xiàn)出了各個部件簡單相加所不具備的復雜特性。這就像無數(shù)個簡單的水分子匯聚在一起，卻形成了波濤洶涌的海浪。

此外，它還在無人干預的情況下，于培養(yǎng)皿中保持了超過兩周的功能活性，展現(xiàn)了生命內(nèi)在的韌性。

對比來看，我們熟悉的傳統(tǒng)"硅基"機器人如同精密的鐘表，其精髓在于絕對控制，但需要持續(xù)供電、動作僵硬，學習新技能必須重新編程，而且一旦損壞往往難以自我修復。

而這款"碳基"生物混合爬行機器人，走的完全是另一條路。其能耗極低，具備天生的生物柔韌性和相容性，而且其神經(jīng)網(wǎng)絡帶來的可塑性，為未來機器人實現(xiàn)具有生命特質(zhì)的能力提供極大可能。

重點是，這些不是靠編程實現(xiàn)的，而是生命物質(zhì)與生俱來的稟賦。

我們正在見證的，不是技術(shù)的改良，而是一場認知的革命。從此，機器人不再只是冰冷的機械，它們開始擁有了生命的特質(zhì)，比如會記憶，會任性，會疲憊，也會堅持。

這或許就是"濕件"帶給我們的最大禮物，不是要造出更強大的機器，而是要創(chuàng)造出更有溫度的生命伙伴。

03 從實驗室到產(chǎn)業(yè)化

生物混合機器人雖處于實驗室階段，但其產(chǎn)業(yè)生態(tài)的基石已經(jīng)開始快速構(gòu)建。目前，政策、資本與產(chǎn)業(yè)鏈正形成合力，為其鋪平未來走向市場的道路。

在政策布局上，上海市科學技術(shù)委員會在2025年專門設立了“先鋒者計劃”，針對生物混合機器人領域進行項目征集與資助，第一批的4個項目被予以立項，資助總額400萬元。

同年3月，浦江創(chuàng)新論壇也以“從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的跨越”為主題，探討了生物混合機器人的未來應用場景和重大命題。

政策的明確信號迅速獲得了市場的回應。在資本投入方面，行業(yè)分析報告顯示，2025年上半年針對生物混合機器人領域的風險投資額達37億美元，同比激增210%，這些資金主要流向了神經(jīng)接口設備、活體材料等核心環(huán)節(jié)，為技術(shù)轉(zhuǎn)化注入了關鍵燃料。

在產(chǎn)業(yè)賦能的具體路徑上，生物混合機器人的發(fā)展軌跡，與仿生學的產(chǎn)業(yè)化路徑有著某些相似之處。

回顧仿生學的發(fā)展歷程，我們看到的是一條從基礎研究到產(chǎn)業(yè)變革的清晰路徑。比如，研究鳥類飛行的原理，不僅造出了飛機，更催生了萬億美元規(guī)模的航空產(chǎn)業(yè)；分析蝙蝠回聲定位機制，不僅幫助我們發(fā)明雷達，更奠定了現(xiàn)代自動駕駛技術(shù)的感知基礎。

如今，生物混合爬行機器人正在這條路徑上實現(xiàn)新的突破，它不再滿足于外部形態(tài)的模仿，而是將生命系統(tǒng)億萬年進化出的內(nèi)在智慧，直接轉(zhuǎn)化為機器架構(gòu)的核心部件。

基于此，醫(yī)療領域被視為最現(xiàn)實的突破口。傳統(tǒng)手術(shù)機器人是體內(nèi)揮舞精密器械的"巨人"，而生物混合爬行機器人則可能成為潛入人體的"微雕師"。它們能憑借生物相容性，在特定場景下發(fā)揮不可替代的作用。

例如，搭載干細胞模塊的生物混合機器人有望穿透血腦屏障，實現(xiàn)帕金森病等神經(jīng)疾病的靶向治療與修復，其價值正在于利用生命系統(tǒng)的固有特性，解決傳統(tǒng)機械無法逾越的生物學障礙。

環(huán)境監(jiān)測則是另一個極具潛力的方向。相較于在無人機或探測車這些外來者，生物混合爬行機器人能像一片落葉般融入敏感的生態(tài)系統(tǒng)，執(zhí)行任務后自然降解，實現(xiàn)"來過，卻未曾打擾"的無痕監(jiān)測。

然而，當技術(shù)突破照亮應用前景的同時，也必然將其引發(fā)的倫理思考投射到我們面前。

當這些"濕件"系統(tǒng)開始表現(xiàn)出學習能力，甚至某種程度的自主性時，我們不得不思考一個問題：它們究竟是工具，還是某種新形態(tài)的生命？

這個問題與基因編輯的爭議有些類似，但此次無疑更加復雜，因為我們面對的是創(chuàng)造一個兼具生命與機器特性的全新實體。

回望科技發(fā)展史，從原子能到人工智能，每一項顛覆性技術(shù)都經(jīng)歷過從狂熱到理性，從放任到規(guī)范的過程，生物混合爬行機器人技術(shù)正處在類似的歷史節(jié)點。

04 結(jié)語

盡管目前研發(fā)的生物混合爬行機器人相比電影中的阿麗塔還相差甚遠，但它標志著，我們不再僅僅用代碼定義機器人的行為，而是開始學習與生命本身合作，利用神經(jīng)系統(tǒng)的內(nèi)在智慧來創(chuàng)造機器。

從喚醒一個爬行機器人，到未來可能喚醒更復雜的生物混合系統(tǒng)，"濕件"開啟的"第二賽道"，既通向技術(shù)的星辰大海，也指向產(chǎn)業(yè)的深層重構(gòu)。

在這條充滿未知的賽道上，每一次微小的突破，不僅是在探索機器的未來形態(tài)，更是在重新定義下一個十年的產(chǎn)業(yè)格局。

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       原文標題 : "濕件"登場：生物混合機器人開辟"第二賽道"