28 января, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Первые в мире живые и самовоспроизводящиеся роботы размножаются как Pac-Man

Состоящие из стволовых клеток африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis), от которой она получила свое название, ксеноботы имеют ширину менее миллиметра (0,04 дюйма). Эти маленькие шарики были впервые обнаружены в 2020 году после того, как эксперименты показали, что они могут двигаться, работать вместе в группах и самоисцеляться.

Теперь ученые, которые разработали его в Университете Вермонта, Университете Тафтса и Институте биологической инженерии Висса Гарвардского университета, говорят, что они открыли совершенно новую форму биологического воспроизводства, в отличие от любых животных или растений, известных науке.

Это поразило меня », — сказал Майкл Левин, профессор биологии и директор Центра открытий Аллена в Университете Тафтса, который принимал участие в новом исследовании.

«У лягушек есть метод размножения, который они обычно используют, но когда … он освобождает (клетки) от остальной части эмбриона и дает им возможность понять, как они живут в новой среде, а не только они воображают новый способ передвижения, но они также, по-видимому, открывают новый способ размножения ».

Робот или живое существо?

Стволовые клетки — это неспециализированные клетки, которые могут развиваться в разные типы клеток. Чтобы создать этих роботов, исследователи соскребли живые стволовые клетки с эмбрионов лягушки и оставили их для инкубации. Нет никаких генетических манипуляций.

«Большинство людей думают, что роботы сделаны из металла и керамики, но дело не столько в том, из чего сделаны люди, сколько в том, что они делают, а это работает в одиночку от имени людей», сказал Джош Бонгаард, профессор компьютерных наук и эксперт по робототехнике в Университете Вермонта и ведущий автор исследования.

Таким образом, это робот, но также очевидно, что это организм, сделанный из клетки лягушки, не содержащей ГМО.

READ  Ссылки Hackaday: 24 октября 2021 г.

Они обнаружили, что ксеноботы, которые изначально имели сферическую форму и состояли из примерно 3000 клеток, могли воспроизводиться, сказал Бонгард. Но это случалось редко и только при определенных обстоятельствах. Бонгард сказал, что ксеноботы используют «кинетическую транскрипцию» — процесс, который, как известно, происходит на молекулярном уровне, но ранее не наблюдался в масштабе клеток или целых организмов.

Затем с помощью искусственного интеллекта исследователи протестировали миллиарды форм тела, чтобы сделать ксеноботов более эффективными в этом типе репликации. Суперкомпьютер имел форму буквы C, которая выглядела как Pac-Man, видеоигра 80-х. Они обнаружили, что он смог найти крошечные стволовые клетки в чашке Петри, собрал сотни из них во рту, и через несколько дней связка клеток превратилась в новых ботов.

Родитель плетет большой шар из стволовых клеток, которые превращаются в нового ксенобота.

«ИИ не запрограммировал эти машины так, как мы обычно думаем о написании кода, — сказал Бонгард. — Он сформировал, вылепил и создал эту фигуру Пакмана».

«Форма, по сути, — это программное обеспечение. Форма влияет на поведение ксеноботов, чтобы усилить этот невероятно удивительный процесс».

Ксеноботы — это очень ранняя технология — подумайте о компьютере 1940-х годов — и у нее еще нет практического применения. Однако, по словам исследователей, это сочетание молекулярной биологии и искусственного интеллекта может использоваться для решения ряда задач, связанных с телом и окружающей средой. Это может включать такие вещи, как сбор микропластика в океанах, исследование корневой системы и регенеративная медицина.

Хотя возможность самовоспроизведения биотехнологий может вызывать беспокойство, исследователи заявили, что живые машины полностью содержались в лаборатории и их можно было легко потушить, поскольку они биоразлагаемы и регулируются экспертами по этике.

READ  Отслеживание вариантов вирусов в США улучшается после медленного старта

Исследование частично финансировалось Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов, федеральным агентством, которое наблюдает за разработкой технологий для использования в военных целях.

«Есть много вещей, которых можно достичь, если мы воспользуемся преимуществами такой пластичности и способности клеток решать проблемы», — сказал Бонгард.

Исследование было опубликовано в рецензируемом научном журнале PNAS в понедельник.