Νέα «ζωντανά βιολογικά ρομπότ» έχουν μνήμη και αυτοθεραπεύονται!

Επιστήμονες δημιούργησαν νέα «ζωντανά βιολογικά ρομπότ» (τεχνητοί ζωντανοί οργανισμοί που μπορούν να προγραμματιστούν σαν ρομπότ), τα οποία έχουν μνήμη και μπορούν να αυτοθεραπευτούν. Αυτά τα ρομπότ αποτελούν τη νέα έκδοση των «xenobots» που παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά πέρυσι. Πρόκειται για μικροσκοπικά βιολογικά ρομπότ που αυτοσυναρμολογούνται, εκτελούν διάφορες εργασίες και μπορούν να επιδιορθωθούν. Τώρα μπορούν επίσης να κινηθούν γρηγορότερα και να καταγράψουν πληροφορίες.

Τα xenobots πήραν αυτή την ονομασία επειδή δημιουργήθηκαν από τα βλαστοκύτταρα ενός αφρικανικού βατράχου του είδους Xenopus laevis. Σχεδιάστηκαν σε υπερυπολογιστή και στη συνέχεια συναρμολογήθηκαν σε τελείως νέες μορφές ζωής.

Τα ρομπότ είναι δημιούργημα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Tufts και το Πανεπιστήμιο του Βερμόντ. Οι μικροσκοπικές αυτές μηχανές θα μπορούσαν να εκτελέσουν μια σειρά από εργασίες και ενέργειες, συμπεριλαμβανομένης της μετακίνησης του εαυτού τους και άλλων πραγμάτων, καθώς και της επίδειξης συλλογικής συμπεριφοράς ως μέρος ενός σμήνους τέτοιων ρομπότ.

Η νέα έκδοση των xenobots περιλαμβάνει μια μεγάλη γκάμα αναβαθμίσεων. Για παράδειγμα, τα νέα ρομπότ μπορούν να συγκεντρωθούν σε ένα σώμα από ένα πλήθος μεμονωμένων κυττάρων, δεν χρειάζονται μυϊκά κύτταρα για να μετακινηθούν, και έχουν μνήμη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καταγραφή πραγμάτων που τους συμβαίνουν. Επιπλέον, είναι ταχύτερα και πιο ικανά από την πρώτη έκδοση, ενώ παράλληλα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Μπορούν ακόμα να λειτουργήσουν μαζί ως σύνολο αλλά και να αυτοθεραπευτούν.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ρομπότ θα μπορούσαν να αναβαθμιστούν κι άλλο με την προσθήκη πολλών ακόμη δυνατοτήτων, ενώ θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση του περιβάλλοντος και της υγειονομικής περίθαλψης.

Θα μπορούσαν επίσης να ρίξουν φως στο πώς ακριβώς τα κύτταρα – όπως αυτά που συνθέτουν έναν άνθρωπο – ενώνονται για να σχηματίσουν ένα σύνολο που λειτουργεί ως σύστημα. Αυτό θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς οι μονοκύτταροι οργανισμοί μετατράπηκαν σε σύνθετους οργανισμούς που μας περιβάλλουν και μας συμπεριλαμβάνουν. Οι διαδικασίες που βοηθούν στη διαμόρφωση των xenobots θα μπορούσαν να μας πουν πώς διαμορφώσαμε και αποκτήσαμε κι εμείς οι ίδιοι δυνατότητες, όπως είναι η δυνατότητα επεξεργασίας πληροφοριών και κατανόησης πραγμάτων, λένε οι ερευνητές.

Το έργο για τα νέα xenobots περιγράφεται σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε, στις 31 Μαρτίου, στο περιοδικό “Science Robotics”.

Τα ρομπότ κατασκευάστηκαν λίγο διαφορετικά από τις αρχικές εκδόσεις, αναφέρουν οι ερευνητές. Οι επιστήμονες πήραν βλαστοκύτταρα από έμβρυα βατράχου και τους επέτρεψαν να αρχίσουν να συναρμολογούνται.

Ο Michael Levin, διακεκριμένος καθηγητής βιολογίας, διευθυντής του Allen Discovery Center στο Πανεπιστήμιο Tufts, και συγγραφέας της μελέτης, ανέφερε τα ακόλουθα: «Από κυτταρική και γενετική άποψη, τα xenobots είναι βάτραχοι. Το DNA τους προέρχεται κατά 100% από βατράχους, παρόλα αυτά δεν είναι βάτραχοι. Οπότε αναρωτιέται κανείς, τί άλλο μπορούν να φτιάξουν αυτά τα κύτταρα. Σε ένα έμβρυο βατράχου, τα κύτταρα συνεργάζονται για να δημιουργήσουν έναν γυρίνο. Εδώ, βλέπουμε ότι τα κύτταρα μπορούν να επαναπροσδιορίσουν το γενετικώς κωδικοποιημένο υλικό τους, όπως το cilia, για νέες λειτουργίες όπως η μετακίνηση. Είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι τα κύτταρα μπορούν να αναλάβουν αυθόρμητα νέους ρόλους και να δημιουργήσουν νέα σχήματα σώματος και συμπεριφορές χωρίς μεγάλες περιόδους εξελικτικής επιλογής για αυτά τα χαρακτηριστικά.»

Οι ερευνητές επεσήμαναν ακόμη ότι η διαδικασία δεν διαφέρει από τον τυπικό τρόπο δημιουργίας ενός ρομπότ – η μόνη διαφορά είναι ότι χρησιμοποιείται βιολογικός ιστός.

Ο ανώτερος επιστήμονας Doug Blackiston, ο οποίος συνέγραψε τη μελέτη με την τεχνικό έρευνας Emma Lederer, επεσήμανε τα ακόλουθα: «Κατά κάποιο τρόπο, τα xenobots κατασκευάζονται σαν ένα παραδοσιακό ρομπότ. Μόνο που χρησιμοποιούμε κύτταρα και ιστούς και όχι τεχνητά συστατικά για να χτίσουμε το σχήμα και να δημιουργήσουμε προβλέψιμη συμπεριφορά. Αυτή η προσέγγιση μάς βοηθά να κατανοήσουμε πώς τα κύτταρα επικοινωνούν καθώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και πώς μπορούμε να ελέγξουμε καλύτερα αυτές τις αλληλεπιδράσεις.»

Την ίδια στιγμή, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Βερμόντ πραγματοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστών xenobots που λειτουργούσαν μαζί και χωριστά για να βρουν πώς τα σχήματά τους άλλαξαν τη συμπεριφορά τους.

Επιπλέον, ο Josh Bongard, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας επιστημόνων υπολογιστών και ειδικών ρομποτικής, δήλωσε τα εξής: «Γνωρίζουμε το έργο, αλλά δεν είναι καθόλου προφανές – για τους ανθρώπους – πώς πρέπει να μοιάζει ένας επιτυχημένος σχεδιασμός. Εκεί μπαίνει ο υπερυπολογιστής και ψάχνει πάνω από το χώρο όλων των πιθανών σμηνών xenobot για να βρει το σμήνος που κάνει τη δουλειά καλύτερα. Θέλουμε τα Xenobots να κάνουν χρήσιμη δουλειά. Αυτήν τη στιγμή τούς δίνουμε απλές εργασίες, αλλά τελικά στοχεύουμε σε ένα νέο είδος ζωντανών “εργαλείων” που θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να καθαρίσουν τα μικροπλαστικά στον ωκεανό ή τους ρύπους στο έδαφος.»

{https://www.secnews.gr}