Ученые разработали миниатюрных «биороботов», собранных из клеток жабы, которые могут выполнять заданные им действия.
Автомобили всё чаще входят в нашу жизнь, стремясь помочь людям. Несмотря на то, что машины могут казаться «умными» и продуктивными, у них есть предел, который нельзя преодолеть: они фактически не «живут». Пока.
Разделительная черта между живым и неживым всё больше размывается, о чём говорит новый шаг исследователей из Университета Вермонта и Тафтского университета. С помощью живых клеток, полученных из эмбрионов лягушек, учёные создали принципиально новую форму жизни.
Программируемый живой организм
Миниатюрные создания размером один миллиметр состоят из клеток кожи и сердца эмбрионов лягушек. Цель – сшить их для создания программируемых роботов, что осуществляется посредством высокомощных компьютеров.
Работа базировалась на эволюционных алгоритмах, следуя основным правилам о биофизике возможностей этих клеток.
Провели тестирование тысяч проектов для создания форм жизни, выполняющих поставленные учеными задачи.
По мере работы лучшие модели сохранялись и совершенствовались, остальные отбрасывались.
Исследователи с помощью суперкомпьютеров обнаружили комбинацию, позволяющую создавать мелких организмов, способных развиваться в контролируемой среде. Клетки кожи перестраиваются, придавая им форму. Клетки сердца отвечают за движения.
Затем получают «ксеноботов», названных по имени вида лягушки, из которой изначально были взяты клетки (Xenopus laevis).
«Не обычные роботы и не новое животное», — заявляет Джошуа Бонгард, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале PNAS. «Новый тип личности – запрограммированный живой организм».
Многочисленные потенциальные применения
Эксперименты показали, что эти организмы способны плавать в своей среде несколько дней, используя накопленную эмбриональную энергию. В то же время они не могут размножаться или развиваться самостоятельно. Это лишь подтверждение концепции, но исследователи видят множество задач, которые могли бы выполнять эти «ксеноботы».
В частности, нас интересует поиск вредных соединений и радиоактивного загрязнения в разных средах, а также сбор микропластика из океанов, — отмечает Бонгард.
Перевозка груза может быть возможна в некоторых местах с помощью этой системы. Для этого его разместят в небольшом углублении на вершине роботов. Речь идёт о доставке медикаментов внутрь организма человека.
Майкл Левин, соавтор исследования, отмечает: «Также возможно применение этих роботов в артериях для удаления бляшек».
Преимущество состоит в том, что после истощения питательных веществ эти «ксеноботы» превращаются в бесполезное скопление мертвых клеток. Поскольку их выпустят в человеческое тело, после этого угрозы от них не будет.