Što se događa kad uzmete ćelije iz žabjih zametaka i uzgajate ih u nove organizme koji su se "razvili" algoritmima? Dobivate nešto što istraživači nazivaju prvim svjetskim "živim strojem".
Iako su izvorne matične stanice nastale iz žaba - afrička žaba žaba, Xenopus laevis - ti takozvani ksenoboti ne nalikuju nijednom poznatom vodozemlju. Sitne mrlje mjere samo 0,04 inča (1 milimetar) široke i izrađene su od živog tkiva koje su biolozi sastavili u tijela dizajnirana računalnim modelima, prema novom istraživanju.
Ti se pokretni organizmi mogu kretati neovisno i zajednički, mogu samo zacjeljivati rane i preživjeti tjednima, a potencijalno bi se mogli koristiti za transport lijekova unutar pacijentovog tijela, nedavno su izvijestili znanstvenici.
"Oni nisu ni tradicionalni robot, niti poznata vrsta životinja", kaže suautor studije Joshua Bongard, informatičar i stručnjak za robotiku sa Sveučilišta u Vermontu. "To je nova klasa artefakata: živi, programirljivi organizam."
Algoritmi su oblikovali evoluciju ksenobota. Izrasli su iz matičnih stanica kože i srca u nakupine tkiva nekoliko stotina stanica koje su se kretale u impulsima koje stvara srčano mišićno tkivo, rekao je glavni autor studije Sam Kriegman, doktorski kandidat koji je proučavao evolucijsku robotiku na Odjelu za računarske znanosti Sveučilišta u Vermontu u Burlingtonu ,
"Ne postoji vanjska kontrola iz daljinskog upravljača ili bioelektričnost. Ovo je autonomno sredstvo - gotovo je poput igračaka za navijanje", rekao je Kriegman za Live Science.
Biolozi su se hranili računalnim ograničenjima za autonomne ksenobotove, poput maksimalne mišićne snage njihovih tkiva i kako se mogu kretati kroz vodenasto okruženje. Tada je algoritam proizveo generacije sitnih organizama. Botovi s najboljom izvedbom „reproducirali bi se“ unutar algoritma. I baš kao što evolucija funkcionira u prirodnom svijetu, računalni program izbrisao bi najmanje uspješne oblike.
"Na kraju su nam uspjeli dati dizajne koji bi se zapravo prenosili u stvarne ćelije. To je bio proboj", rekao je Kriegman.
Autori studije su zatim oživili ove dizajne, združujući matične ćelije u obliku samostalnih 3D oblika dizajniranih algoritmom evolucije. Stanice kože držale su ksenobote zajedno, a otkucaji srčanog tkiva u određenim dijelovima njihovih "tijela" tjerali su boce kroz vodu u petrijevu danima, pa čak i tjednima, bez potrebe za dodatnim hranjivim tvarima, navodi se u studiji. , "Botovi su čak uspjeli popraviti značajnu štetu", rekao je Kriegman.
"Prerezali smo živog robota gotovo na pola, a njegove ćelije njegovo tijelo automatski zakopčaju nazad", rekao je.
"Možemo zamisliti mnogo korisnih primjena ovih živih robota koje drugi strojevi ne mogu učiniti", rekao je suautor studije Michael Levin, direktor Centra za regenerativnu i razvojnu biologiju na Sveučilištu Tufts u Massachusettsu. Oni mogu uključivati ciljanje toksičnih izlijevanja ili radioaktivno zagađenje, prikupljanje morske mikroplastike ili čak iskopavanje ploča iz ljudskih arterija, rekao je Levin u izjavi.
Stvorenja koja zamagljuju liniju između robota i živih organizama popularni su predmeti u znanstvenoj fantastiki; razmislite o ubojitim strojevima u filmovima "Terminator" ili replikantima iz svijeta "Blade Runnera". Izgleda da će takozvani živi roboti - i koristeći tehnologiju za stvaranje živih organizama - kod nekih ljudi razumljivo izazvati zabrinutost, rekao je Levin.
"Taj strah nije nerazuman", rekao je Levin. "Kad počnemo da se petljamo sa složenim sustavima koje ne razumijemo, doći ćemo do nenamjernih posljedica."
Ipak, izgradnja jednostavnih organskih oblika poput ksenobota mogla bi također dovesti do korisnih otkrića, dodao je.
"Ako će čovječanstvo preživjeti u budućnosti, trebamo bolje razumjeti kako složena svojstva nekako proizlaze iz jednostavnih pravila", rekao je Levin.
Otkrića su objavljena na Internetu 13. siječnja u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
