Prima "mașină vie" din lume creată folosind celule de broască și inteligență artificială

ce se întâmplă când iei celule din embrioni de broască și le crești în noi organisme care au fost “evoluate” de algoritmi? Obțineți ceva pe care cercetătorii îl numesc prima “mașină vie” din lume.”

deși celulele stem originale provin de la broaște — broasca africană cu gheare, Xenopus laevis — acești așa-numiți xenoboți nu seamănă cu niciun amfibian cunoscut. Bloburile mici măsoară doar 0.04 inci (1 milimetru) lățime și sunt realizate din țesut viu pe care biologii l-au asamblat în corpuri proiectate de modele computerizate, potrivit unui nou studiu.

aceste organisme mobile se pot deplasa independent și colectiv, se pot auto-vindeca rănile și pot supraviețui săptămâni întregi și ar putea fi folosite pentru a transporta medicamente în corpul unui pacient, au raportat recent oamenii de știință.

legate de: Cei mai ciudați 6 roboți creați vreodată

“nu sunt nici un robot tradițional, nici o specie cunoscută de animale”, a declarat co-autorul studiului Joshua Bongard, informatician și expert în robotică la Universitatea din Vermont. “Este o nouă clasă de artefact: un organism viu, programabil.”

algoritmii au modelat evoluția xenobotilor. Ei au crescut de la celulele stem ale pielii și inimii în grupuri de țesut de câteva sute de celule care s-au mutat în impulsuri generate de țesutul muscular al inimii, a declarat autorul principal al studiului Sam Kriegman, candidat la doctorat care studiază robotica evolutivă la Departamentul de Informatică al Universității din Vermont, din Burlington.

“nu există control extern de la o telecomandă sau bioelectricitate. Acesta este un agent autonom — este aproape ca o jucărie de vânt”, a declarat Kriegman pentru Live Science.

biologii au alimentat constrângeri computerizate pentru xenobotii autonomi, cum ar fi puterea musculară maximă a țesuturilor lor și modul în care s-ar putea deplasa printr-un mediu apos. Apoi, algoritmul a produs generații de organisme mici. Cei mai performanți roboți s-ar “reproduce” în interiorul algoritmului. Și la fel cum evoluția funcționează în lumea naturală, cele mai puțin reușite forme ar fi șterse de programul de calculator.

“în cele din urmă, a fost capabil să ne dea modele care de fapt erau transferabile în celule reale. A fost o descoperire”, a spus Kriegman.

autorii studiului au adus apoi aceste modele la viață, punând cap la cap celulele stem pentru a forma forme 3D auto-alimentate proiectate de algoritmul de evoluție. Celulele pielii au ținut xenobotii împreună, iar bătăile țesutului cardiac în anumite părți ale” corpurilor ” lor au propulsat roboții prin apă într-un vas petri timp de zile și chiar săptămâni la o întindere, fără a avea nevoie de nutrienți suplimentari, potrivit studiului. Roboții au reușit chiar să repare daune semnificative, a spus Kriegman.

“am tăiat robotul viu aproape în jumătate, iar celulele sale i-au închis automat corpul înapoi”, a spus el.

“ne putem imagina multe aplicații utile ale acestor roboți vii pe care alte mașini nu le pot face”, a declarat co-autorul studiului Michael Levin, directorul Centrului pentru Biologie regenerativă și dezvoltare de la Universitatea Tufts din Massachusetts. Acestea ar putea include vizarea deversărilor toxice sau a contaminării radioactive, colectarea microplasticelor marine sau chiar excavarea plăcii din arterele umane, a spus Levin într-o declarație.

creațiile care estompează linia dintre roboți și organismele vii sunt subiecte populare în Science fiction; gândiți-vă la mașinile ucigașe din filmele “Terminator” sau la replicanții din lumea “Blade Runner”.”Perspectiva așa-numiților roboți vii — și utilizarea tehnologiei pentru a crea organisme vii — ridică îngrijorări pentru unii, a spus Levin.

“această teamă nu este nerezonabilă”, a spus Levin. “Când începem să ne încurcăm cu sisteme complexe pe care nu le înțelegem, vom avea consecințe neintenționate.”

cu toate acestea, construirea pe forme organice simple precum xenobotii ar putea duce, de asemenea, la descoperiri benefice, a adăugat el.

“dacă omenirea va supraviețui în viitor, trebuie să înțelegem mai bine cum proprietățile complexe, într-un fel, apar din reguli simple”, a spus Levin.

rezultatele au fost publicate on-line Jan. 13 în jurnalul Proceedings al Academiei Naționale de științe.