Världens första "levande maskin" skapad med Grodaceller och artificiell intelligens

vad händer när du tar celler från grodaembryon och odlar dem till nya organismer som “utvecklades” av algoritmer? Du får något som forskare kallar världens första ” levande maskin.”

även om de ursprungliga stamcellerna kom från grodor — den afrikanska klöda grodan, Xenopus laevis — liknar dessa så kallade xenobots inte några kända amfibier. De små blobbarna mäter bara 0.04 tum (1 millimeter) bred och är gjorda av levande vävnad som biologer monterade i kroppar designade av datormodeller, enligt en ny studie.

dessa mobila organismer kan röra sig självständigt och kollektivt, kan självläka sår och överleva i veckor i taget och kan potentiellt användas för att transportera läkemedel i en patients kropp, rapporterade forskare nyligen.

relaterade: De 6 konstigaste robotarna som någonsin skapats

” de är varken en traditionell robot eller en känd djurart”, säger medförfattare Joshua Bongard, en datavetare och robotexpert vid University of Vermont, i ett uttalande. “Det är en ny klass av artefakt: en levande, programmerbar organism.”

algoritmer formade utvecklingen av xenobots. De växte från hud-och hjärtstamceller till vävnadsklumpar av flera hundra celler som rörde sig i pulser genererade av hjärtmuskelvävnad, säger huvudstudieförfattaren Sam Kriegman, doktorand som studerar evolutionär robotik vid University of Vermonts Department of Computer Science, i Burlington.

” det finns ingen extern kontroll från en fjärrkontroll eller bioelektricitet. Det här är en autonom agent — det är nästan som en vindleksak,” berättade Kriegman Live Science.

biologer matade en datorbegränsningar för de autonoma xenoboterna, såsom den maximala muskelkraften i deras vävnader, och hur de kan röra sig genom en vattnig miljö. Sedan producerade algoritmen generationer av de små organismerna. De bäst presterande botsna skulle” reproducera ” inuti algoritmen. Och precis som evolutionen fungerar i den naturliga världen, skulle de minst framgångsrika formerna raderas av datorprogrammet.

” så småningom kunde det ge oss mönster som faktiskt kunde överföras till riktiga celler. Det var ett genombrott, ” sade Kriegman.

studieförfattarna tog sedan dessa mönster till liv och pusslade stamceller tillsammans för att bilda självdrivna 3D-former designade av evolutionsalgoritmen. Hudceller höll xenobots tillsammans, och slå av hjärtvävnad i specifika delar av deras “kroppar” drivit ” bots genom vatten i en petriskål för dagar, och även veckor på en sträcka, utan att behöva ytterligare näringsämnen, enligt studien. De ‘ bots kunde även reparera betydande skador, sade Kriegman.

” vi klippte den levande roboten nästan i hälften, och dess celler zippade automatiskt sin kropp upp igen,” sa han.

“vi kan föreställa oss många användbara tillämpningar av dessa levande robotar som andra maskiner inte kan göra”, säger studie medförfattare Michael Levin, chef för Center for Regenerative and Developmental Biology vid Tufts University i Massachusetts. Dessa kan innefatta inriktning på giftiga spill eller radioaktiv förorening, insamling av marina mikroplaster eller till och med utgrävning av plack från mänskliga artärer, sade Levin i ett uttalande.

skapelser som suddar ut gränsen mellan robotar och levande organismer är populära ämnen i science fiction; tänk på mördarmaskinerna i “Terminator” – filmerna eller replikanterna från världen av “Blade Runner.”Utsikterna till så kallade levande robotar — och att använda teknik för att skapa levande organismer-väcker förståeligt oro för vissa, säger Levin.

“den rädslan är inte orimlig”, sa Levin. “När vi börjar röra med komplexa system som vi inte förstår, kommer vi att få oavsiktliga konsekvenser.”

men att bygga på enkla organiska former som xenobots kan också leda till fördelaktiga upptäckter, tillade han.

” om mänskligheten kommer att överleva in i framtiden måste vi bättre förstå hur komplexa egenskaper på något sätt kommer från enkla regler”, sa Levin.

resultaten publicerades online Jan. 13 i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.