Исследователи создали маленьких «живых роботов» из клеток лягушки, способных выполнять программируемые задачи.
Машины все больше интегрируют нашу жизнь с целью оказания помощи человечеству. Тем не менее даже если они могут показать себя “умными” и эффективными, есть предел, который эти роботы не могут преодолеть: они фактически не “живут”. По крайней мере, пока.
Линия, отделяющая живых от неживых, действительно начинает размываться, о чем свидетельствует это новое достижение исследователей Вермонтского университета и Тафтского университета. Используя живые клетки, извлеченные из эмбрионов лягушек, они разработали совершенно новую «форму жизни».
Программируемый живой организм
Эти маленькие существа имеют длину один миллиметр и состоят из клеток кожи и сердца, взятых из эмбрионов лягушки. Идея заключалась в том, чтобы собрать их, чтобы создать маленьких программируемых роботов. Для этого исследователи использовали очень мощные компьютеры.
Эта работа была основана на эволюционных алгоритмах, руководствуясь основными правилами о биофизике того, на что способны эти клетки. Они протестировали тысячи дизайнов кандидатов для создания форм жизни, способных выполнять задачи, поставленные учеными. По мере того, как программы разворачивались, лучшие моделируемые организмы сохранялись и совершенствовались, в то время как другие забывались.
С помощью этих суперкомпьютеров исследователи, наконец, нашли комбинацию, способную создавать небольшие организмы, которые могли бы развиваться в контролируемой среде. Проще говоря, клетки кожи перестраиваются, чтобы дать маленьким существам свою форму. Клетки сердца обеспечивают двигательные навыки.
Затем вы получаете «ксеноботов», названных в честь вида лягушки, из которой первоначально были извлечены клетки (Xenopus laevis ).
«Это не традиционные роботы и не новый вид животных», — говорит Джошуа Бонгард, главный автор исследования, опубликованного в PNAS. «Это новый тип личности: программируемый живой организм.
Многочисленные потенциальные применения
Тесты показали, что эти организмы могут плавать в своей среде в течение нескольких дней, работая на накопленной эмбриональной энергии. Напротив, они неспособны воспроизводить, размножаться или развиваться сами по себе. Это всего лишь доказательство концепции, но в конечном счете исследователи представляют себе всевозможные задачи, которые могли бы выполнить эти “ксеноботы”.
«Мы думаем, в частности, о том, чтобы искать вредные соединения или радиоактивное загрязнение в той или иной среде или собирать микропластик из океанов», — говорит Бонгард.
Это также может быть возможно для перевозки полезной нагрузки в некоторых местах. Для этого нужно будет расположить ее в небольшой яме, вырытой в центре этих роботов. В частности, речь идет о доставке лекарств в организм человека.
«Эти роботы также могут быть развернуты в артериях, чтобы удалить бляшку», — говорит Майкл Левин, соавтор исследования.
Преимущество в том, что как только их питательные вещества истощаются, эти “ксеноботы” становятся просто скоплением мертвых клеток. После того, как они были выпущены в человеческом теле, они не представляли бы никакой опасности.