Qbik-club
Дата публикации:08.12.21 15:38;Автор:Евгений;Категория: Новости науки и техники;Теги:, , , , ;

Созданы первые в мире биороботы

Крошечные группы клеток в форме Pac-Man являются первыми в мире самовоспроизводящимися биологическими роботами.

Крошечные боты сделаны из клеток кожи лягушек, но они не размножаются путем митоза или мейоза или любым другим способом, которым клетки делятся и размножаются в нормальных условиях. Вместо этого они строят свои копии из сырья — свободно плавающих клеток лягушачьей кожи, тем самым создавая несколько поколений почти идентичных организмов, сообщает LiveScience.

Созданы первые в мире биороботы

Эти боты (названные изобретателями «ксеноботами») выглядят как Пак-Мен. Они движутся спиралями, и открытыми «ртами» собирают свободно плавающие клетки кожи в кучи. Эти клетки имеют тенденцию слипаться до тех пор, пока не вступят в контакт друг с другом, поэтому эти груды постепенно сливаются в новых, спиралевидных ксеноботов.

Стоит заметить, что это самовоспроизведение — довольно тонкий процесс, который пока возможен только в тщательно контролируемой лабораторной посуде, исследователи надеются, что он открывает новые перспективы для роботов, основанных на биологии.

«Способность копировать себя — лучший способ убедиться, что вы продолжаете делать то, что вы делаете», — сказал Сэм Кригман, компьютерный учёный и доктор из Института Висса при Гарвардском университете и Центра открытий Аллена в Тафтсе.

Биоботы

Кригман и его коллеги, в том числе ученый-компьютерщик Джошуа Бонгард из Университета Вермонта, разрабатывали ксеноботов в течение многих лет. Боты сделаны из стволовых клеток, взятых из яиц лягушки, и имеют ширину 0,04 дюйма (1 миллиметр) или меньше. При контакте друг с другом стволовые клетки естественным образом образуют сферические капли, покрытые крошечными бьющимися ресничками или волосковидными структурами, которые могут перемещать капли вокруг.

«Они не являются ни традиционными роботами, ни известными видами животных», — сказал Бонгард в своем заявлении, когда в 2020 году впервые было объявлено об изобретении ксеноботов. «Это новый класс артефактов: живой, программируемый организм».

Однако, как сказал Кригман Live Science, программировать организм не так просто, как вводить команды в код. «Трудно запрограммировать то, что не имеет программного обеспечения», — сказал он.

В конечном итоге контроль над ксеноботами сводится к контролю их форм. Вот где в игру вступает искусственный интеллект. Не всегда интуитивно понятно, что будет делать ксенобот, когда вы измените его форму, или как добиться желаемого результата, лепя форму. Но компьютерное моделирование может обрабатывать миллиарды вариантов формы и размера за дни или недели. Исследователи могут даже изменять среду вокруг смоделированных ксеноботов. Затем многообещающие формы, размеры и окружение могут быть испытаны в реальных условиях.

Созданный искусственным интеллектом родительский ксенобот в форме Pac-Man захватывает сферу стволовых клеток

По словам Кригмана, биологические роботы многообещающие, потому что они могут самовосстанавливаться. Они также поддаются биологическому разложению. Оставленные на произвол судьбы, ксеноботы теряют энергию и начинают разлагаться в течение 10–14 дней. Они не оставляют после себя микропластик или токсичные металлы, а только крошечные частицы органического разложения. Исследователи работают над конструкциями, которые позволят ксеноботам переносить небольшие количества материала. Возможные варианты использования включают доставку лекарств внутрь организма или очистку окружающей среды от токсичных химикатов.

Самовоспроизведение

Исследователи обнаружили, что в своей типичной сферической форме, ксеноботы способны к ограниченной версии самовоспроизводства. Когда они помещаются в чашу, полную свободно плавающих стволовых клеток лягушки, капли активно кружатся, беспорядочно толкая свободно плавающие клетки в группы, некоторые из которых слипаются, образуя новых ксеноботов. Однако они, как правило, меньше своих родителей и обычно не способны перемещать достаточно отдельных клеток, чтобы создать ещё одно поколение.

После того, как компьютерное моделирование показало, что фигура Pac-Man может быть более эффективной, исследователи протестировали этих C-образных ксеноботов в супе из стволовых клеток. Они обнаружили, что диаметр потомства ксеноботов Pac-Man был на 149% больше, чем у потомства сферических ксеноботов. Благодаря улучшенным размерам ксеноботы-детеныши смогли создать собственное потомство. Исследователи обнаружили, что вместо одного поколения ксеноботов репликации удалось достичь трёх или четырёх.

По словам Кригмана, система всё ещё довольно хрупкая. Процесс выращивания клеток и обеспечение того, чтобы их ростовой субстрат был чистым и свежим — довольно сложен. По этому нет никаких опасений, что эти биологические роботы выйдут из-под контроля и захватят мир: «Если вы чихнёте на блюдо — вы испортите эксперимент», — сказал Кригман.

Это также означает, что ксеноботы ещё нё совсем готовы стать рабочими роботами. Исследователи всё ещё работают над тестированием разных форм для разных задач. Их моделирование ИИ также показало, что изменение формы лабораторных тарелок, в которых реплицируются ксеноботы, может привести к лучшим результатам, но это всё ещё необходимо протестировать в реальных условиях.

Не смотря на это, по словам Кригмана, у ксеноботов есть уроки, которые можно сразу же включить в робототехнику.

«Если бы мы могли строить роботов из интеллектуальных модулей, возможно, мы смогли бы создать более надёжные машины», — сказал Кригман. «Может быть, мы могли бы создать роботов в реальном мире, которые могли бы самовосстанавливаться или самовоспроизводиться».

Понравилась публикация? Поделись ей с друзьями!

Понравился сайт? Подпишьсь на нас в соцсетях!

Мы в TelegramМы ВконтактеМы в ТвиттерМы на фейсбукМы в одноклассниках
Опубликовать
Загрузка рекомендуемых публикаций