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姜谷粉丝 2025-06-10 08:56
上海做了一件听起来像是科幻小说的事。
不是建一座更高的楼,也不是办一场更大的展,而是定位于早期技术筛选和概念验证,推出一项名为“先锋者计划”的科技资助项目。它没有喧哗,却触及根本。尤其是当你看到第一期主题时,会短暂失语:生物混合机器人
这不是一个容易消化的概念。它不像脑机接口那样自带流量,也不像AI大模型那样成为全民谈资。它听起来像是尚未完成命名的事物,结构模糊,边界未定,像个还在孵化中的难题。
上海市科委的态度也极为坦率:这是一个高风险项目,开发周期只有一年,每项资助不超过一百万,甚至不足以完成一台成熟机器人的研发流程。他们所要的不是安全回报,而是快速试错与前沿验证
这不是一场稳扎稳打的技术竞赛,更像带有悬疑色彩的概念试探——机器可以活着吗?我们是否真能制造出像生命一样的工具?
何谓生物混合机器人?不是模仿生命,而是融合生命
很多人第一次听说“生物混合机器人”,会想起宇树科技的机器狗,或者那些能微笑、眨眼、握手的人形机器人。但这两个概念,有本质的区别。它们之间,隔着一场范式的转弯。
仿生机器人,是在模仿生命;生物混合机器人,是在融合生命。它不是用电机模仿肌肉动作,而是真的用活细胞做“肌肉”来驱动机械臂;它不是用红外传感器测温,而是用神经细胞直接“感觉”到热的存在。
这是“先锋者计划”指南中给出的官方描述:生物混合机器人旨在通过生命系统与机电系统深度有机融合,使机器人兼具生物特性(高能量转换效率、强适应性、自我修复功能、环境互动能力等)与机电优势(高精度控制、复杂任务执行能力、可批量制造等)。该领域涉及生命科学、控制学、微机电系统、微纳加工技术、人工智能、新兴材料等多学科与前沿技术的交叉,是未来机器人发展的新范式。
上述解释读来有些技术感过重,拗口且复杂。但我们可以更直白地说:它是掺杂了生命组织的智能机器。
根据“先锋者计划”项目要求,这类机器人必须满足三个条件:由生物组件(组织/器官/微生物等)与非生物组件(机电系统/合成材料等)融合形成的智能系统;拥有传感器、处理器、执行器等基本单元;能与环境实现自主或半自主交互。
换句话说,它不是看起来像生命,而是真的“有一点活着”。
不确定时代的科研逻辑:换轨,而非加速
在“先锋者计划”的背后,潜藏着一个更深的判断:我们已经无法以旧的方式面对新的技术世界。过去二十年,技术进展像潮水。但现在,它像闪电。深度学习三年迭代三代,量子芯片从论文走进晶圆厂。传统那种“十年磨一剑”的科研方式正被现实淘汰。正如上海市科研所的吴文伟博士直言:“节奏慢的科研模式,已经很难适应技术不确定性。必须加速试错、动态优化,分散布局高风险高回报项目,主动应对未来技术的不确定性”。
而生物混合机器人,恰好是这样一个方向:跨学科,技术复杂,风险极高,但一旦突破,带来的不是改进,而是重构。这个方向不是延长已有技术路线,而是切换轨道。不是在“机器人”这条线往前走一点,而是从“工具”跳向“生命”的那一边。AI、合成生物、材料科学、微纳制造……多个技术的边界在这里交叉,而这恰恰是新物种诞生的交汇点。
“先锋者计划”的首选方向落在生物混合机器人上,瞄准的是一种新范式:融合生物性与机械性,超越“人造”的边界。一旦成功,将是人类科技路径的重大转折。
上海的野心并未全部放在“建一台机器”上,而在于寻找突破范式的原型,逼问什么才是未来科技的主语。“先锋者计划”设置了两条清晰的挑战路径:
一是造出能落地的原型。不是高科技玩具,而是真刀真枪地解决实际场景问题。比如:用昆虫触角构建高灵敏气味识别系统;用人工肌肉纤维做出能“疲劳”的机械臂;在微型细胞上安插纳米传感器,实现精准药物投递。
二是打通技术瓶颈,啃最难啃的技术骨头:不是赞助点子,而是逼着团队下场解决难题。生物与非生物之间,能量怎么交换?电信号怎么进入生物组织?生物组件在高温环境下会不会坏死?如何让一台“部分活着”的机器人在量产时保持一致性?
这是一次独特的资助。资助不多,周期极短,但要求极高。它的底层逻辑不是“项目完成”,而是敢于提出“不可完成”的目标。这像是科技界的试验田,或者说,是一场制度层面的放权实验:我不要求你成功,但你必须走最远的那一步。
实验室里的新物种:他们如何“制造生命”?
当我们说生物混合机器人时,它或许还只是一个新鲜名词。但世界各地的实验室里,它已经悄然“具象化”为几个新物种。
一条鱼:哈佛的“心跳鱼”
哈佛大学与埃默里大学的研究者,用人类心肌细胞制造出会游泳的机器鱼。它没有马达,靠细胞自发跳动驱动鱼鳍。随着细胞成熟,鱼的动作也变得协调而有节律,最终游速接近野生斑马鱼。
它不是被精密程序操控的机器人,而是一条“被制造出来的生命体”。
一只手:东京的“肌肉手”
东京大学与早稻田大学开发出一种由肌肉纤维构成的机械手。它在电流刺激下不仅能开合,还能做出“点赞”“比心”等复杂手势。和真正的肌肉一样,它也会疲劳、会颤抖、需要休息。甚至,一种“人类疲惫感”被注入到机械结构中。
一只蟑螂:新加坡的“半机械生物”
在新加坡,南洋理工大学将马达加斯加发声蟑螂进行改造,为其安装热成像、导航、无线通讯模块。它们能钻进废墟缝隙,进行灾难搜救。这种“半生物半机器”的昆虫机器人,靠本能导航,也靠算法辅助,展现出令人惊叹的适应性与灵活性。
这些例子乍看很远,像是实验室里的边缘故事,但它们正悄悄搭建起一个新范式的雏形
它们疲劳、生长、衰老,甚至罢工。它们有节律,有反应,有“身体记忆”。它们不再遵循传统机器“控制→响应”的闭环逻辑,而开始拥有一种令人难以预测的“自发性”。正是这种模糊:机器开始不可控,生命开始可编程,构成了生物混合机器人的根本魅力。
而这正是“先锋者计划”要鼓励的方向——在高度不确定性的边界地带,寻找一种尚未规模化、但足够颠覆的创新路径。
未来的光景:不再是工具,而是共生物种
让我们试着设想这样一些场景:在火星荒地,一队“软组织机器人”趴伏在冰冷岩面上,它们没有金属骨架,而是通过局部合成器重新“长出”肌肉组织,在极寒中缓慢前行。在医院手术台边,一只仿生“细胞蚂蚁”钻入血管,用自身代谢完成药物释放。它无需导航系统,只需生物律动和化学趋性,就能找到目标组织。在人体深处,几千个人工合成细胞像精密蜂群般潜伏于病灶区域,持续分解病灶,像一场有节律的、微观层面的手术。在深海无人区,一群仿生鱼借助人工神经驱动,自主协调导航与能源管理,完成对海底地形与矿源的复杂勘探。在农场,机器人蜂群悬停于作物上空,依靠“化学嗅觉”感知病虫信号,像神经末梢般扩展出农业的感官系统。
这一切里,真正颠覆性的不是任务的智能化,而是执行体的“物种化”。生物混合机器人,已不是传统机器人的延长线。它们是新型生命体:不被自然孕育,也不从人类进化而来,而是我们用科技拼接、调试、孵育出的“技术生命”。
当机器“有一点自己”,我们是否还能控制它?
东京大学的“肌肉手”能做出“比心”手势,但你无法用代码精确规定它的每一次动作。因为它的核心执行器是肌肉纤维,而不是电机。
生物混合机器人的奇异之处在于,它并不完全服从人类的控制命令。它可能会因细胞衰竭而“罢工”,可能会因神经信号模糊而误判意图。这不是故障,而是生理反应。这意味着,人类第一次制造出了不完全可靠的工具。更准确地说,我们制造出一种拥有边界意识的“次生命”
它不是被奴役,而是被“合成”。你无法用螺丝刀让它顺从,不能靠重启让它复原。你需要像对待某种生物那样:喂养它、护理它,甚至尊重它。人类从“主宰者”降格为“合作者”,从调度指令变成协商关系。
我们曾以为,生命的定义是DNA、代谢和呼吸。但当我们可以设计DNA、控制代谢、延续生命节律。那么,生命的含义,是否已经开始松动?
一个会疲劳的机械臂,一条靠心肌游动的机器鱼,一只能感知热源的半机械蟑螂,它们是否“活着”?它们需要“休息”、能“成长”、会“衰老”,甚至可能“死亡”。
这还只是工具吗?我们还只是主人吗?当“活的机器”出现,机器不再冰冷,生命不再自然。中间诞生出一个第三者,一种无法命名的存在。
上海不是押宝,它在设问
先锋者们从来不是答案的提供者,他们是新问题的设计者。生物混合机器人,不是为了更聪明的工具,而是为了更复杂的共生未来。
机器人?仿生系统?智能体?这些词开始显得不够用了。我们将不得不发明新的词汇,新的伦理,新的法则,去理解、管理,甚至约束这种我们一手制造出来的“新人类”。
未来可能不是被机器人统治,而是被我们制造的“类生命”悄悄重写人类的边界。我们能否共处?我们是否有勇气面对共生?这不是科学问题,也不是哲学问题——而是一个关于人类位置的命运问题。
而当上海抛出这个问题时,我们最好认真对待它。因为它可能是未来数十年里,最值得我们恐惧、期待和思考的命题之一。

姜谷粉丝 2025-06-10 08:58
生物混合机器人:当机器开始“活着”
生物混合机器人的定义与特点
生物混合机器人(Biohybrid Robotics)是一种将生命系统与机电系统有机融合的机器人形态,由生物组件(组织、器官、微生物等)与非生物组件(机电系统、合成材料等)融合形成智能系统,包含传感器、处理器和执行器等基本功能单元,具备自主或半自主的环境交互功能。它兼具高能量转换效率、强适应性、自我修复功能、环境交互功能等生物特性和高精度控制、复杂任务执行能力、可批量制造等机电优势。

生物混合机器人领域发展的背景与影响
随着生物研究和生物工程的发展,生物混合机器人领域进展迅速,为传统机器人提供了创新的技术框架,开启了半机械化生物时代。生物技术的双重用途属性使其成为影响国家安全、军事竞争和未来战争形态变革的关键技术领域。随着生物工程、人工智能和材料科学等学科的进一步融合,生物混合机器人有望为未来战场提供新型作战力量,同时预计将对工业、医学、农业、环境修复和军事行动等各个领域带来革命性影响。

生物混合机器人的当前进展
组织工程生物混合机器人
基于细胞代谢的自我组装与修复能力:2020 年,美国塔夫茨大学利用非洲爪蟾胚胎细胞创造出全球首个具备移动能力和自我修复功能的多细胞生物机器人 Xenobots;2022 年,哈佛大学与埃默里大学利用人类心脏细胞制造出合成鱼,性能最终达到与野生斑马鱼相近水平;2023 年,塔夫茨大学与哈佛大学利用人类气管细胞构建出微型生物机器人 Anthrrobots,具备自我组装能力和一定的细胞愈合作用;2024 年,美国康奈尔大学将杏鲍菇的菌丝体培育成机器人的电子控制装置。
基于肌肉组织的灵活性和自适应能力:2023 年,美国伊利诺伊州大学香槟分校和西北大学开发出具有远程控制功能的微型生物机器人 eBiobots,依靠小鼠肌肉组织驱动;2024 年,日本东京大学将骨骼肌肉组织与人造材料结合,设计出可在水下操作的双足生物混合机器人;2025 年,日本东京大学和早稻田大学开发出基于 3D 打印和实验室培养肌肉纤维的生物混合手 MuMuTA,可通过电流刺激抓取、移动物体并做出复杂手势。
基于昆虫感觉器官的嗅探能力:2021 年,日本东京大学开发出搭载蚕蛾触角的生物混合型无人机,能识别气味方向;2022 年,以色列特拉维夫大学制造出配备沙漠蝗虫触角的生物混合机器人,可检测并识别多种气味。
半机械人生物混合机器人
基于动物先天生物学与行为特征的机器人开发:2020 年,美国斯坦福大学将鸽子的羽毛作为飞行器的翅膀,开发出鸽子机器人(PigeonBot);2024 年,上海交通大学开发出带有生物混合感知系统的扑翼机器人,能高精度识别关键飞行参数。
基于完整动物体的机器人构建:动物自身的驱动能力使机器人具备天然的避障能力,无需额外添加传感器或设计复杂算法,通过电刺激即可控制其运动,动态性能显著优于传统执行器,且电子有效载荷的功耗极低。
生物混合机器人面临的挑战
虽然组织工程和生物打印的进步为多细胞和基于组织的生物混合机器人的制造提供了新途径,但如何实现具有高度一致特性和行为表现的生物混合机器人的可重复制造,仍然是该领域面临的重大挑战。同时,生物与非生物之间能量交换、电信号进入生物组织、生物组件在高温环境下的稳定性等问题也需要进一步研究解决。

生物混合机器人的应用前景
基于全球扫描,生物混合机器人具有变革性,未来有望应用于工业制造、医学诊断与治疗、灾害救援、未知地形探索、环境污染治理等领域。例如,新加坡南洋理工大学研制的“半机械蟑螂”已用于地震救援,它能携带热成像相机、导航传感器和无线通信设备,进入废墟缝隙搜寻被困者

jjybzxw 2025-06-10 17:52
  上海推出的“先锋者计划”确实是一个听起来像是科幻小说的项目。这个科技资助项目专注于早期技术筛选和概念验证,特别是针对那些高风险、前沿的科技领域。其中,第一期的主题就是生物混合机器人,这是一个融合生命科学和工程技术的新兴领域。

  生物混合机器人不是简单的仿生机器人,它们不仅仅是模仿生命,而是真正融合了生命。这种机器人使用活细胞作为“肌肉”来驱动机械臂,用神经细胞直接“感觉”到热的存在,从而兼具生物特性和机电优势。它们必须满足三个条件:由生物组件和非生物组件融合形成的智能系统;拥有传感器、处理器、执行器等基本单元;能与环境实现自主或半自主交互。

  上海市科委对这一项目的态度非常坦率,他们明确表示这是一个高风险项目,开发周期只有一年,每项资助不超过一百万,这甚至不足以完成一台成熟机器人的研发流程。他们的目标不是安全回报,而是快速试错与前沿验证。

  这个项目背后的科研逻辑是换轨而非加速。在技术不确定性日益增加的时代,传统的“十年磨一剑”的科研方式已经难以适应。上海市科研所的吴文伟博士提到,必须加速试错、动态优化,分散布局高风险高回报项目,主动应对未来技术的不确定性。

  “先锋者计划”的挑战路径包括造出能落地的原型和打通技术瓶颈。它鼓励团队解决难题,如生物与非生物之间的能量交换、电信号如何进入生物组织、生物组件在高温环境下的稳定性等。

  这个项目不仅是关于制造机器,而是寻找突破范式的原型,逼问什么才是未来科技的主语。它瞄准的是融合生物性与机械性,超越“人造”的边界的新范式。一旦成功,将是人类科技路径的重大转折。

  总的来说,“先锋者计划”是一个大胆的尝试,它试图在高度不确定性的边界地带寻找一种尚未规模化、但足够颠覆的创新路径。这个项目可能会引发我们对生命、机器和人类未来的深刻思考。



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