Sve vesti Tehnologija

SLEDEĆA GENERACIJA ŽIVIH MAŠINA: XENOBOTS 2.0

Istraživači su poboljšali svoju prvu verziju minijaturnih živih mašina. Prošle godine je nešto novo nakalemljeno na drvo života.

Negde između živog organizma i robota, ove male, žive mašine stvorene su od skupina matičnih ćelija afričke kandžaste žabe. Matične ćelije iz srca davale su im mišiće, dok su matične ćelije kože pružale strukturu.

Nazvani „Ksenoboti“ (prema naučnom nazivu žabe – ne, nažalost, ksenomorfi), njihovi tvorci su otkrili žive mašine koje mogu da završe jednostavne zadatke u Petrijevim posudama, kako je prošle godine objasnila Freethink-ova Amanda Winkler.

Isti istraživači, sa Tufts-a i sa Univerziteta u Vermontu, sada su razvili drugu iteraciju, “Xenobots 2.0”, koja može „samostalno sastaviti telo iz pojedinačnih ćelija, ne zahtevajući od mišićnih ćelija da se kreću, a čak i demonstriraju mogućnost memorijskog pamćenja“, kako objašnjava Tufts Now.

Ovi ksenoboti su takođe brži, mogu se probiti kroz složenija okruženja, žive duže od svojih prethodnika, rade zajedno i leče se.

Da, i meni to zvuči kao T-1000.

Xenobots, predstavite se!

Ksenoboti prve generacije konstruisani su pristupom „odozgo nadole“, kako je rekao Tufts. Istraživači su ručno postavili i hirurški oblikovali ćelije srca i kože kako bi formirali male biološke robote u različitim oblicima.

Njihovi oblici, izabrani uz pomoć digitalnog simulatora Ksenobota, uticali su na njihova različita kretanja.

Originalni Ksenoboti bili su sposobni „puzati, putovati u krug, pomerati male predmete ili se čak pridružiti drugim organskim botovima radi zajedničkog obavljanja zadataka“, izvestila je Winkler.

Ali da bi stvorili Ksenobots 2.0, istraživači su koristili pristup „odozdo prema gore“, objavljen u časopisu Science Robotics.

Umesto da izrađuju žablje srce i matične ćelije, istraživači su jednostavno ostrugali neke matične ćelije kože iz žabljih embriona. Prepuštene sebi, ćelije su se same spojile u sferoide.

Mogli su da prežive 10 dana bez hrane, pa čak i da rastu ako je u tu mešavinu dodat šećer.

“Uzgajali smo ih više od četiri meseca u laboratoriji”, rekao je Doug Blackiston iz Tufts-a za Science News. „Oni rade zaista zanimljive stvari ako ih uzgajate“, uključujući formiranje novih oblika nalik balonu.

Neke ćelije su se prilagodile za rast cilija za nekoliko dana. Obično ih koriste ćelije da odgurnu patogene i osiguraju lep sloj zaštitne sluzi. Ksenoboti su koristili svoje cilije za kretanje, eliminišući potrebu za matičnim ćelijama srca.

To je primer izuzetne prilagodljivosti života, kažu istraživači.

„U embrionu žabe ćelije sarađuju kako bi stvorile punoglavca. Ovde, uklonjeni iz tog konteksta, vidimo da ćelije mogu ponovno namestiti svoj genetski kodirani hardver, poput cilija, za nove funkcije poput kretanja“, rekao je Michael Levin, profesor biologije i direktor Tufts-ovog Allen Discovery Centra, i autor studije, izvestio je Tufts Now.

“Neverovatno je da ćelije mogu spontano preuzeti nove uloge i stvoriti nove telesne planove i ponašanja bez dugih perioda evolucione selekcije za te karakteristike.”

Zajedno sa tim novim planovima tela došle su i nove sposobnosti. Ksenoboti 2.0 se mogu kretati baš kao i prva iteracija, ali su brži od onoga što su istraživači konstruisali. Takođe su bolji u čišćenju smeća, roj njih može zaokružiti čestice oksida gvožđa u Petrijevoj posudi, i mogu premazati ravne površine i proći kroz uske kapilare.

Budući da su biološki, Ksenoboti takođe mogu da se izleče, ponovo se formirajući nakon povrede, čak i oporavivši se od pukotina na celoj dužini na sredini svog „tela“, za samo 5 minuta.

Baš kao i ranije, Tufts-ov tim okrenuo se računarskim simulacijama kako bi izbacio najbolje Ksenobot rasporede. Istraživači sa Univerziteta u Vermontu izvršili su analizu podataka, koristeći superkompjuterski klaster Vermont Advanced Computing Core, nazvan Deep Green.

Deep Green se koristi jer „uopšte nije očigledno, za ljude, kako bi trebalo da izgleda uspešan dizajn“, rekao je za Tufts Now naučnik UVM i stručnjak za robotiku Josh Bongard.” Tu dolazi superračunar i pretražuje prostor svih mogućih rojeva Ksenobota da pronađe roj koji najbolje radi svoj posao.”

Nadamo se da će na kraju Ksenoboti moći da obavljaju zadatke poput čišćenja mikroplastike iz okeana ili dekontaminacije tla.

Vreme za pamćenje

Izvođenje tih poslova bilo bi mnogo lakše sa mogućnošću zadržavanja i pristupa memoriji za vođenje njihovih akcija, nešto što je originalnim Ksenobotima nedostajalo. Ovoga puta, istraživači su im dali mogućnost da zapamte jedan podatak.

Istraživači su ubrizgali matične ćelije žabe sa mRNA noseći uputstva za protein nazvan EosFP. Ovaj protein obično svetli zeleno, ali kada je izložen određenoj talasnoj dužini svetlosti, umesto toga postaje crven.

Naoružani svojim malim svetlom, Ksenoboti su sada mogli da vode evidenciju o izloženosti određenim talasnim dužinama plavog svetla u svom okruženju. Dalji rad bi im potencijalno mogao omogućiti da prate više varijabli ili čak shodno tome da izmene svoje ponašanje.

“Kada robotima unesemo više mogućnosti, možemo koristiti računarske simulacije za dizajniranje sa složenijim ponašanjem i sposobnošću izvršavanja složenijih zadataka”, rekao je Bongard. “Mogli bismo ih potencijalno osmisliti ne samo da izveštavaju o uslovima u svom okruženju, već i da menjaju i popravljaju uslove u svom okruženju.”

Novi oblik života?

Originalni rad istraživača već je otvorio pitanja šta su zapravo Ksenoboti. Da li su to oblici života? Roboti, ali napravljeni od biološkog materijala, umesto matica i vijaka?

Kao što možete zamisliti, ove poboljšane iteracije, koje se same organizuju, izazivaju više istih.

Evolucioni biolog sa Univerziteta u Tel Avivu Eva Jablonka, koja nije povezana sa radom, rekla je za Quanta Magazine da ih smatra novim oblikom života” definisanim onim što rade, a ne onim što im pripada razvojno i evolutivno”.

Istraživač digitalne etike sa Univerziteta u Melbourn-u Kobi Leins veruje da se nova etička pitanja javljaju stvaranjem novih oblika života. “Naučnici vole da stvaraju stvari i ne moraju nužno razmišljati o tome kakve su posledice”, rekla je za Science News.

(Koliko je sve to vredno, kaže Levin Science News-u da su pitanja koja su se nametnula razvojem Ksenobota poput „pronalaska cele galaksije čudnih novih stvari.“)

Levin se nada da će unutar te galaksije ksenoboti učiniti više od izvršavanja zadataka: oni će nam možda pomoći da razumemo kako se sam biološki život razvija.

Nulta Tačka/Freethink