Kas atsitiks, kai paimsite iš varlių embrionų ląsteles ir išaugsite jas į naujus organizmus, kurie buvo „išsivystę“ pagal algoritmus? Jūs gaunate tai, ką tyrėjai vadina pirmąja pasaulyje „gyva mašina“.
Nors originalios kamieninės ląstelės kilo iš varlių - Afrikinė nagų varlė, Xenopus laevis - šie vadinamieji ksenobotai primena ne visus žinomus varliagyvius. Mažos dėmės yra tik 0,04 colio (1 milimetro) pločio ir yra pagamintos iš gyvo audinio, kurį biologai surinko į kompiuterių modelių suprojektuotus kūnus, teigiama naujame tyrime.
Neseniai mokslininkai pranešė, kad šie mobilūs organizmai gali judėti savarankiškai ir kartu, gali savaime išgydyti žaizdas ir išgyventi kelias savaites. Be to, jie gali būti naudojami vaistams gabenti paciento kūne.
„Jie nėra nei tradicinis robotas, nei žinoma gyvūnų rūšis“, - pranešime teigė tyrimo bendraautorius Joshua Bongardas, Vermonto universiteto kompiuterių mokslininkas ir robotikos ekspertas. "Tai nauja artefaktų klasė: gyvas, programuojamas organizmas."
Ksenobotų evoliuciją formavo algoritmai. Jos iš odos ir širdies kamieninių ląstelių išaugo į kelių šimtų ląstelių audinius, kurie judėjo širdies raumens audinio sukuriamais impulsais, - teigė pagrindinis tyrimo autorius Samas Kriegmanas, doktorantas, tiriantis evoliucinę robotiką Vermonto universiteto Kompiuterių katedroje, Burlingtone. .
"Nėra jokio išorinio valdymo iš nuotolinio valdymo pulto ar bioelektrinių elementų. Tai yra autonominis agentas - tai beveik kaip vėjo žaislas", - „Live Science“ pasakojo Kriegmanas.
Biologai pateikė autonominių ksenobotų kompiuterio apribojimus, tokius kaip maksimali jų audinių raumenų galia ir tai, kaip jie gali judėti vandeningoje aplinkoje. Tada algoritmas sukūrė mažyčių organizmų kartas. Geriausiai veikiantys robotai „atkuria“ algoritmą. Ir lygiai taip pat, kaip evoliucija veikia natūraliame pasaulyje, kompiuterio programa ištrins mažiausiai sėkmingas formas.
"Galų gale tai leido mums sukurti dizainus, kuriuos iš tikrųjų buvo galima perduoti tikroms ląstelėms. Tai buvo proveržis", - teigė Kriegmanas.
Tada tyrimo autoriai atgaivino šiuos piešinius, sujungdami kamienines ląsteles, kad sudarytų savarankiškas 3D formas, suprojektuotas pagal evoliucijos algoritmą. Remiantis tyrimu, odos ląstelės laikė ksenobotus, o širdies audinio plakimas tam tikrose jų „kūno“ dalyse kelias dienas ir net savaites tempė „botus“ per vandenį Petri lėkštelėje ir nereikėjo papildomų maistinių medžiagų. . „Robotai netgi sugebėjo atitaisyti didelę žalą, sakė Kriegmanas.
„Mes gyvą robotą supjaustėme beveik per pusę, o jo ląstelės automatiškai užtrauktuku sukūrė savo kūno atsarginę dalį“, - sakė jis.
„Mes galime įsivaizduoti daugybę naudingų šių gyvųjų robotų programų, kurių negali padaryti kitos mašinos“, - teigė tyrimo bendraautorius Michaelas Levinas, Masačusetso „Tufts“ universiteto Regeneracinės ir raidos biologijos centro direktorius. Tai gali apimti nuodingų išsiliejimų ar radioaktyviojo užteršimo nukreipimą, jūrinių mikroplastikų surinkimą ar net apnašų iškasimą iš žmogaus arterijų, sakė Levinas savo pranešime.
Kūriniai, kurie išblukina liniją tarp robotų ir gyvų organizmų, yra populiarūs mokslinės fantastikos dalykai; galvok apie žudymo mašinas „Terminatoriaus“ filmuose ar replikatorius iš „Blade Runner“ pasaulio. „Levinas“ supranta, kad vadinamųjų gyvųjų robotų tikimybė ir technologijos panaudojimas gyviems organizmams sukurti yra suprantamas.
„Ši baimė nėra nepagrįsta“, - sakė Levinas. "Kai mes pradedame jaudintis dėl sudėtingų sistemų, kurių mes nesuprantame, mes sulauksime nenumatytų padarinių."
Nepaisant to, naudodamiesi paprastomis organinėmis formomis, tokiomis kaip ksenobotai, jis taip pat galėtų būti naudingų atradimų, pridūrė jis.
„Jei žmonija išgyvens ateityje, turime geriau suprasti, kaip sudėtingos savybės kažkodėl atsiranda iš paprastų taisyklių“, - teigė Levinas.
Rezultatai buvo paskelbti internete sausio 13 d. Žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences.
