＂湿件＂登场：生物混合机器人开辟＂第二赛道＂

文 | 机器最前线

在电影《阿丽塔：战斗天使》里，医生用一束能量唤醒了只剩一颗大脑的少女，将她置于一个全机械的躯体中。这个科幻的 " 唤醒 " 场景，如今正在全球顶尖的实验室里，以另一种形式上演。

  图源《阿丽塔：战斗天使》电影  

电影情节是完整的大脑与机械躯体的融合，而在实验室里，科学家们操作的则是机器人更微缩、更基础的生命单元。

然而，两者背后的核心逻辑是相通的：能否用活的生物组织，作为驱动机器人的 " 灵魂 "？

近日，发表于《科学 · 机器人》的一项突破性研究，对这一问题给出了初步答案。美国伊利诺伊大学香槟分校、西北大学等机构的联合团队，成功开发出一款光遗传调控的神经肌肉驱动生物混合爬行机器人，在现实世界中迈出了 " 湿件 " 控制机器的关键一步。

01" 湿件 " 如何被唤醒？

我们熟悉的机器人，由物理躯体（硬件）和程序代码（软件）构成。然而，在实验室最前沿的舞台上，一个全新的角色已经登场—— " 湿件 "。

" 湿件 " 与其名字一样形象，特指活的生物神经系统或细胞组织，因其富含水分与生命特质而得名。和我们熟悉的硅基芯片不同，这些 " 湿件 " 天生就具备自组织、自适应、超低能耗等特性，无需复杂编程即可处理信息并做出反应。

那么，这种 " 生物智能 " 如何被驾驭？《科学 · 机器人》上的这款生物混合爬行机器人，提供了一个精妙的范本。

它的构建始于一个精心设计的 " 躯体 "。研究人员采用 3D 打印技术，使用 PEGDA 水凝胶为机器人制作了结构支架。这个支架不仅是细胞的载体，其不对称的腿部设计更是一种 " 结构智能 "，能将微观的肌肉收缩高效转化为宏观的定向爬行。就像人的骨骼决定了我们的基本形态与运动方式一样，这个微小的支架决定了机器人未来的 " 生命形态 "。

生物混合机器人的肌肉驱动示意图

在支架之上，研究团队培育了两个核心生命单元，分别是经过光遗传学改造的神经元与骨骼肌组织。

神经元扮演 " 生物控制器 " 的角色，而肌肉则作为 " 生物执行器 "。关键在于，两者之间成功形成了功能性的"神经肌肉接头"，就像一座天然的生物桥梁，使得电信号能够无缝传递，建立了真正的生命连接。从此，" 大脑 " 的指令可以直接传递给 " 身体 "。 

神经肌肉接头（NMJ）的钙成像

控制这一微小生命系统的，是集成的无线供电微型 LED。通过特定波长的蓝光进行刺激，研究团队实现了对神经元集群的远程、无创、精准唤醒与控制。

这套系统，带来一场机器人控制逻辑的根本性颠覆。

传统的机器人遵循 " 传感器 - 芯片 - 电机 " 的路径，它的核心是计算，每一步都由预设的代码决定。而生物混合爬行机器人则是 " 光信号 - 神经元处理 - 肌肉收缩 " 的路径，核心是基于生命系统内在逻辑的生物反应。

机器人的操作决策权从确定的代码，移交给了动态且有活性的生物组织本身，这展示了一种控制核心从"软件"向"湿件"转移的可能性。

02 从机器到生命：为何称它为 " 第二赛道 "？

当这个 " 湿件 " 系统被唤醒，最令人惊叹的并非其能动，而是其 " 如何 " 动，也就是那些超越了传统机器逻辑、充满生命特质的行为方式。

那么，这些特质具体体现在何处？其答案，正隐藏在这个生物混合爬行机器人如婴儿学步般稚拙却复杂的行为中。

例如，给它一束光，它就能自主爬行，在光刺激停止后，它并不会立即停下，而是能继续爬行长达 20 分钟，仿佛其神经元记住了刚才的指令，也展现出生命系统特有的短时程可塑性。

单神经递质神经肌肉接头（NMJ）机器人：光刺激关闭后的自主爬行

双神经递质神经肌肉接头（NMJ）机器人的自主爬行

更奇妙的是，当加快光刺激的频率，它反而慢下来了。这不是故障，而是它正在展现生命系统特有的 " 非线性响应 "。就像我们在疲惫时越想努力效率越低一样，其神经网络内部正在发生着复杂的互动，最终产生了这种看似"任性"的行为。 

神经肌肉接头机器人的颤搐

这种难以预测的特性，恰恰是它最迷人的地方。科学家称之为 " 涌现行为 "，意思是整体表现出了各个部件简单相加所不具备的复杂特性。这就像无数个简单的水分子汇聚在一起，却形成了波涛汹涌的海浪。

此外，它还在无人干预的情况下，于培养皿中保持了超过两周的功能活性，展现了生命内在的韧性。

对比来看，我们熟悉的传统 " 硅基 " 机器人如同精密的钟表，其精髓在于绝对控制，但需要持续供电、动作僵硬，学习新技能必须重新编程，而且一旦损坏往往难以自我修复。

而这款 " 碳基 " 生物混合爬行机器人，走的完全是另一条路。其能耗极低，具备天生的生物柔韧性和相容性，而且其神经网络带来的可塑性，为未来机器人实现具有生命特质的能力提供极大可能。

重点是，这些不是靠编程实现的，而是生命物质与生俱来的禀赋。

我们正在见证的，不是技术的改良，而是一场认知的革命。从此，机器人不再只是冰冷的机械，它们开始拥有了生命的特质，比如会记忆，会任性，会疲惫，也会坚持。

这或许就是 " 湿件 " 带给我们的最大礼物，不是要造出更强大的机器，而是要创造出更有温度的生命伙伴。

03 从实验室到产业化

生物混合机器人虽处于实验室阶段，但其产业生态的基石已经开始快速构建。目前，政策、资本与产业链正形成合力，为其铺平未来走向市场的道路。

在政策布局上，上海市科学技术委员会在 2025 年专门设立了"先锋者计划"，针对生物混合机器人领域进行项目征集与资助，第一批的 4 个项目被予以立项，资助总额 400 万元。

同年 3 月，浦江创新论坛也以"从实验室到产业化的跨越"为主题，探讨了生物混合机器人的未来应用场景和重大命题。

政策的明确信号迅速获得了市场的回应。在资本投入方面，行业分析报告显示，2025 年上半年针对生物混合机器人领域的风险投资额达 37 亿美元，同比激增 210%，这些资金主要流向了神经接口设备、活体材料等核心环节，为技术转化注入了关键燃料。

在产业赋能的具体路径上，生物混合机器人的发展轨迹，与仿生学的产业化路径有着某些相似之处。

回顾仿生学的发展历程，我们看到的是一条从基础研究到产业变革的清晰路径。比如，研究鸟类飞行的原理，不仅造出了飞机，更催生了万亿美元规模的航空产业；分析蝙蝠回声定位机制，不仅帮助我们发明雷达，更奠定了现代自动驾驶技术的感知基础。

如今，生物混合爬行机器人正在这条路径上实现新的突破，它不再满足于外部形态的模仿，而是将生命系统亿万年进化出的内在智慧，直接转化为机器架构的核心部件。

基于此，医疗领域被视为最现实的突破口。传统手术机器人是体内挥舞精密器械的 " 巨人 "，而生物混合爬行机器人则可能成为潜入人体的 " 微雕师 "。它们能凭借生物相容性，在特定场景下发挥不可替代的作用。

例如，搭载干细胞模块的生物混合机器人有望穿透血脑屏障，实现帕金森病等神经疾病的靶向治疗与修复，其价值正在于利用生命系统的固有特性，解决传统机械无法逾越的生物学障碍。

环境监测则是另一个极具潜力的方向。相较于在无人机或探测车这些外来者，生物混合爬行机器人能像一片落叶般融入敏感的生态系统，执行任务后自然降解，实现 " 来过，却未曾打扰 " 的无痕监测。

然而，当技术突破照亮应用前景的同时，也必然将其引发的伦理思考投射到我们面前。

当这些 " 湿件 " 系统开始表现出学习能力，甚至某种程度的自主性时，我们不得不思考一个问题：它们究竟是工具，还是某种新形态的生命？

这个问题与基因编辑的争议有些类似，但此次无疑更加复杂，因为我们面对的是创造一个兼具生命与机器特性的全新实体。

回望科技发展史，从原子能到人工智能，每一项颠覆性技术都经历过从狂热到理性，从放任到规范的过程，生物混合爬行机器人技术正处在类似的历史节点。

04 结语

尽管目前研发的生物混合爬行机器人相比电影中的阿丽塔还相差甚远，但它标志着，我们不再仅仅用代码定义机器人的行为，而是开始学习与生命本身合作，利用神经系统的内在智慧来创造机器。

从唤醒一个爬行机器人，到未来可能唤醒更复杂的生物混合系统，" 湿件 " 开启的 " 第二赛道 "，既通向技术的星辰大海，也指向产业的深层重构。

在这条充满未知的赛道上，每一次微小的突破，不仅是在探索机器的未来形态，更是在重新定义下一个十年的产业格局。