Ученые создали живых самовосстанавливающихся роботов, используя стволовые клетки лягушек
Источник: The University of Vermont
Учёные из Вермонтского университета создали ксеноботов — живых роботов, которые могут двигаться и самовосстанавливаться. Название ксеноботы получили в честь африканской когтистой лягушки Xenopus laevis, у которой учёные взяли материал для своей разработки.
Как пишет CNN, проект ксеноботов был разработан с помощью суперкомпьютера Deep Green. Суперкомпьютер, учитывая особенности клеток и запрограммированные требования к роботам, например, способность передвигаться, создал множество вариантов форм будущих организмов. Затем компьютер выбрал такие формы, которые больше всего подходят для решения задач, поставленных перед роботом. Учёные собрали стволовые клетки эмбрионов лягушки и сконструировали из них организмы по моделям, которые посоветовал суперкомпьютер.
Ксеноботы состоят из клеток кожи, которые образуют их «тело», и клеток сердечной мышцы, которые, сокращаясь, позволяют живым роботам двигаться. Ксеноботы шириной менее 4 мм могут ходить и плавать, неделями выживать без еды в пресной воде при температуре от 4,5 до 26,5°С и существовать в группах. Некоторые ксеноботы сконструированы с отверстием посередине; такие роботы могут поднимать крошечные предметы и переносить их.
В ходе экспериментов ксеноботы двигались по кругу и перемещали микроскопические гранулы. У них даже есть способности к самовосстановлению: когда учёные разрезали одного робота, он зажил и продолжил двигаться. Однако если перевернуть ксенобота «вверх ногами», он уже не сможет вернуться в исходное положение и будет, как жук, лежать на спине.
«Это живые машины. Они не являются ни традиционным роботом, ни каким-либо известным видом животных. Это новый класс существ: живой, программируемый организм», — заявил Джошуа Бонгард, один из ведущих исследователей из Вермонтского университета.
Ксеноботы не похожи на традиционных роботов — в них нет искусственных механизмов или роботизированных рук. Вместо этого они больше напоминают шарики движущейся плоти. Исследователи говорят, что такая форма была выбрана неслучайно — эта биологическая машина может достичь того, чего не могут типичные роботы из стали и пластика.
Традиционные роботы, как пишут учёные, «со временем портятся, выходят из строя, а их использование может иметь вредные побочные эффекты для экологии и здоровья людей». Ксеноботы более экологичны и безопасны для человека, считают исследователи. Они утверждают, что ксеноботов можно использовать для решения множества задач. Например, живые роботы могут быть полезны для очистки радиоактивных отходов, сбора пластика в океанах. Ксеноботы могут выживать в водной среде без дополнительных питательных веществ в течение нескольких дней или недель, что делает их пригодными для доставки лекарств в человеческое тело и даже уничтожения холестериновых бляшек в сосудах.
Помимо этих практических задач, ксеноботы могут также помочь исследователям узнать больше о структуре и функционировании клеток, что позволит им достичь прогресса в лечении различных заболеваний.
«Вы смотрите на клетки, из которых мы строим наших ксеноботов, и геномно это клетки лягушек. Но сами ксеноботы — это не лягушки. Как мы показали, эти клетки можно использовать для создания интересных живых форм, которые полностью отличаются от анатомии лягушек. И тогда возникает вопрос — что еще эти клетки способны строить? Если бы мы могли создавать биологические формы по заданной программе, мы могли бы исправить врожденные дефекты, переделывать опухоли в нормальные ткани, регенерировать тело человека после травм или заболеваний и победить старение», — утверждают исследователи.
Учёные также отмечают, что многие наверняка опасаются, что рано или поздно искусственно созданные организмы могут выйти из-под контроля. Однако исследователи подчёркивают, что после выполнения своей задачи живой робот становится набором мёртвых клеток, которые не несут никакого вреда. Кроме того, ксеноботы лишены способности к размножению.
Статья о проекте Вермонтского университета опубликована в журнале PNAS. Также исследователи разместили информацию о своей работе на Github.
