Созданы первые самовоспроизводящиеся роботы
Научный редактор, 29 ноября (EFE) — Ксеноботы — это биороботы миллиметрового размера, созданные из клеток лягушки. Та же команда, которая создала их, теперь открыла новую форму биологического воспроизводства, чтобы они могли самовоспроизводиться, сообщает сегодня Pnas.
Команда из университетов Вермонта, Тафтса и Гарварда, представившая в 2020 году первых ксеноботов, собранных из клеток лягушки, теперь совершила этот прорыв.
Ученые обнаружили, что эти созданные компьютером организмы, собранные вручную, могут заплывать в чашку Петри, находить отдельные клетки и собирать сотни из них, сообщает Университет Вермнота.
Ксенобот Pac-Man (похожий на Пакмана) держит эти клетки внутри «рта» и способен собирать в нем «детей», которые через несколько дней становятся новыми ксеноботами, которые могут выходить наружу, находить клетки и создавать копии себя снова и снова.
При правильном проектировании ксеноботы самопроизвольно самовоспроизводятся, говорит Джошуа Бонгард, специалист по информатике и робототехнике из Университета Вермонта, который был одним из руководителей исследования.
Эмбриональные клетки лягушки xenopus laevis превратились бы в кожу, но команда поместила их в новый контекст, чтобы дать им «возможность заново представить свою многоклеточность», в результате чего получилось нечто совершенно иное, добавил Майкл Левин из Университета Тафтса.
Хотя клетки имеют геном лягушки, когда они «освобождаются от превращения в головастиков, они используют свой коллективный разум, пластичность, чтобы сделать нечто удивительное», — добавил Лавин.
Ведущий автор исследования, Сан Кригман из Университета Вермонта, пояснил, что сам по себе родительский ксенобот состоит примерно из 3 000 клеток, образующих сферу.
«Они могут дать потомство, но затем система обычно вымирает. На самом деле очень трудно заставить систему продолжать размножаться», — добавил он.
Однако, благодаря программе искусственного интеллекта, эволюционный алгоритм смог протестировать миллиарды форм тела в моделировании — треугольники, квадраты, пирамиды, морские звезды — чтобы найти те, которые позволили клеткам быть наиболее эффективными в «кинематической», основанной на движении репликации, о которой идет речь в новом исследовании.
Ученые спросили суперкомпьютер, как скорректировать начальную форму прародителя, и после нескольких месяцев работы придумали несколько вариантов, в том числе один, напоминающий Пакмана, в форме которого и был построен ксенобот, таким образом, развивая биологическую часть исследования.
Кинематическая репликация, по словам авторов, хорошо известна на уровне молекул, но никогда не наблюдалась в масштабах клеток или целых организмов.
Некоторые люди могут с беспокойством отнестись к идее самовоспроизводящейся биотехнологии, но исследователи объясняют, что их целью является более глубокое понимание свойства репликации.
«Мир и технологии быстро меняются. Для общества в целом важно, чтобы мы изучали и понимали, как это работает», — сказал Бонгард.
Ученый добавил, что эти живые машины миллиметрового размера, «полностью содержащиеся в лаборатории, легко уничтожаемые и проверяемые специалистами по этике», не являются тем, что не дает ему спать по ночам — по его словам, опасность представляют следующие пандемии, ускорение разрушения экосистем или усиление угроз, связанных с изменением климата.