Mis juhtub, kui võtate konnaembrüodest rakke ja kasvatate neist uusi organisme, mis "arenesid" algoritmide abil? Saate midagi, mida teadlased nimetavad maailma esimeseks "elumasinaks".
Kuigi algsed tüvirakud pärinesid konnadest - Aafrika küünis konn, Xenopus laevis - need nn ksenobotid ei sarnane ühegi teadaoleva kahepaiksega. Pisikeste plekide mõõtmed on vaid 1 millimeeter (0,04 tolli) ja need on valmistatud uuest uuringust vastavalt elusmudest, mille bioloogid koondasid arvutimudelite järgi konstrueeritud kehadesse.
Need liikuvad organismid võivad liikuda iseseisvalt ja ühiselt, nad saavad ise ravida haavu ja elada nädalaid korraga ning neid võiks potentsiaalselt kasutada ravimite transportimiseks patsiendi kehas, teatasid hiljuti teadlased.
"Nad pole ei traditsiooniline robot ega teadaolev loomaliik," ütles Vermonti ülikooli arvutiteadlane ja robootikaekspert uuringu kaasautor Joshua Bongard avalduses. "See on uus esemete klass: elav, programmeeritav organism."
Ksenobotide arengut kujundasid algoritmid. Need kasvasid naha- ja südame tüvirakkudest mitmesajarakulisteks koepurudeks, mis liikusid südamelihase koe tekitatavates impulssides, ütles Burlingtoni Vermonti ülikooli arvutiteaduse osakonna evolutsioonilist robootikat uuriv doktorant Sam Kriegman. .
"Kaugjuhtimispuldil ega bioelektril pole välist juhtimist. See on autonoomne agent - see on peaaegu nagu likvideerimismänguasi," rääkis Kriegman Live Science'ile.
Bioloogid toitsid autonoomsete ksenobotite jaoks arvutipiiranguid, näiteks nende kudede maksimaalset lihasjõudu ja seda, kuidas nad võivad liikuda vesises keskkonnas. Seejärel tootis algoritm pisikeste organismide põlvkondi. Kõige paremini toimivad robotid "reprodutseerivad" algoritmi sees. Ja nagu evolutsioon toimib loodusmaailmas, kustutaks arvutiprogramm kõige vähem edukad vormid.
"Lõpuks suutis see anda meile kavandid, mis olid reaalsetele rakkudele üle kantavad. See oli läbimurre," sõnas Kriegman.
Seejärel tõid uuringu autorid need kujundused ellu, liites tüvirakud kokku, et moodustada evolutsioonialgoritmi järgi kujundatud iseseisevad 3D-kujundid. Naharakud hoidsid ksenoboteid koos ja südamekoe peksmine nende "keha" konkreetsetes osades ajendas uuringu kohaselt "botasid" petri tassis veeta päevi ja isegi nädalaid venitades, ilma et oleks vaja täiendavaid toitaineid. . "Robotid suutsid isegi märkimisväärset kahju parandada, ütles Kriegman.
"Lõikasime elava roboti peaaegu pooleks ja selle rakud tõmbasid keha automaatselt tõmblukuga tagasi," ütles ta.
"Me võime ette kujutada nende elavate robotite paljusid kasulikke rakendusi, mida teised masinad ei saa," ütles uuringu kaasautor Michael Levin, Massachusettsi Tuftsi ülikooli taastumis- ja arengubioloogia keskuse direktor. Nende hulka võib kuuluda toksiliste lekete või radioaktiivse saasta sihtimine, mere mikroplastikute kogumine või isegi naastude kaevamine inimese arteritest, ütles Levin oma avalduses.
Looming, mis hägustab piiri robotite ja elusorganismide vahel, on ulme populaarsed teemad; Mõelge "Terminaatori" filmide tapmismasinatest või "Blade Runneri" maailma kopeerijatest. Nn elusrobotite väljavaade ja tehnoloogia kasutamine elusorganismide loomiseks tekitab mõnele arusaadavalt muret, ütles Levin.
"See hirm pole mõistlik," ütles Levin. "Kui me hakkame segamini keeruliste süsteemidega, millest me aru ei saa, hakkavad meil tekkima tahtmatud tagajärjed."
Siiski lisas ta, et lihtsatele orgaanilistele vormidele, näiteks ksenobotitele tuginemine võib tuua kasulikke avastusi.
"Kui inimkond kavatseb tulevikus ellu jääda, peame paremini mõistma, kuidas keerulised omadused mingil moel lihtsatest reeglitest tulenevad," sõnas Levin.
Tulemused avaldati veebis 13. jaanuaril ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
