Forskere fra USA har skabt levende robotter, der kan producere afkom. Organismer baseret på frøembryonale celler viste sig at være i stand til at samle deres lighed fra disse celler - tidligere blev en sådan reproduktionsmekanisme kun observeret på molekylært niveau. Forskere kommer til at bruge xenobots til mange forskellige opgaver, fra indsamling af plastik i havet til regenerativ medicin.
I 2020 skabte amerikanske biologer fra Vermont, Taft og Harvard universiteter xenobots - "levende robotter". For at gøre dette tog de pluripotente stamceller fra huden på embryoner fra den afrikanske kløvede frø (Xenopus laevis) og dyrkede dem i en saltvandsopløsning. Cellerne smeltede sammen til en sfæroid organisme, der voksede cilia på det ydre lag, der hjalp den med at bevæge sig.
"De fleste mennesker tænker på robotter som væsner lavet af metal og keramik, men det er ikke så meget, hvad robotten er lavet af, men hvad den gør - handler uafhængigt til gavn for et menneske," siger professor i datalogi og robotekspert Josh Bongard. . , hovedforfatter af undersøgelsen - I den forstand er det en robot, men det er også en organisme skabt af en ikke-genetisk modificeret frøcelle."
Nu fandt den samme gruppe forskere ud af, at deres kreation er i stand til at reproducere. Forskere beskrev denne proces i en artikel i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Scienceces.
Xenobots har ingen neuroner, ingen reproduktive, fordøjelsessystemer og andre systemer, de går naturligt i opløsning efter to uger. "De vokser bestemt ikke til frøer, de holder faktisk den form, vi ønsker, at de skal være i," siger Bongard. "Og de ligner og opfører sig slet ikke som en almindelig frø."
Xenobots yngler heller ikke som frøer. Dyr og planter kan formere sig seksuelt (både gennem befrugtning og ukønnet) og ukønnet, mens xenobots tyer til kinematisk selvreplikation, som tidligere ikke blev observeret i organismer - kun i molekyler. I selvreplikation bruger xenobots stoffer i miljøet til at skabe kopier af sig selv.
Konceptet med selvreplikerende anordninger blev foreslået allerede i det XNUMX. århundrede, men blev først udbredt i anden halvdel af det XNUMX. århundrede. I det XNUMX. århundrede blev projekter dedikeret til skabelsen af selvreproducerende celler, automater, robotter og endda fabrikker, der vil tillade kolonisering af Månen og Mars, lanceret.
"Kinematisk selvreplikation i molekyler var selvfølgelig vigtig tidligt i Jordens liv. Men vi ved ikke, om denne form for replikation, som vi nu observerer i grupper af celler, spillede nogen rolle i livets oprindelse," siger Bongard. Forskere opdagede denne egenskab ved xenobots ved at observere deres adfærd i en petriskål indeholdende vand fra en dam og celler fra frøembryoner. Xenobotterne bevægede sig rundt i koppen, kolliderede med andre celler og samlede dem i bunker. Hvis bunken var stor nok - omkring 50 celler - dannede den en ny xenobot. "Afkommet" gentog "forfædrenes" adfærd, men "børnebørnene" var allerede for svage og ude af stand til at formere sig.
"Vi fandt ud af, at syntetiske multicellulære aggregater også kan reproducere sig selv kinematisk ved at flytte og komprimere dissocierede celler i miljøet til funktionelle selvreplikaer," skriver forskerne. "Denne form for bevarelse af arten, som ikke er blevet observeret før i nogen organisme, opstår spontant inden for få dage og udvikler sig ikke over tusinder af år."
"Det slog mig," indrømmer biologiprofessor Michael Levin, medforfatter af undersøgelsen. "Frøer har en formeringsmåde, som de normalt bruger, men hvis du befrier visse celler fra resten af embryonet og lader dem vide, hvordan de befinder sig i et nyt miljø, finder de ikke kun en ny måde at bevæge sig på, men tilsyneladende en ny måde at reproducere."
At kinematisk selvreplikation, som ikke tidligere er blevet observeret i hverken planter eller dyr, kunne forekomme uden genetisk modifikation viser, hvor radikalt og hurtigt biologiske væsner kan tilpasse sig og ændre sig som reaktion på deres miljø, forklarer forskerne.
Kunstig intelligens-simuleringer har vist, at hvis xenobots får en bestemt form, såsom en Pac-Man-karakter, vil de reproducere den, når de replikerer. Derudover viste denne form sig at være den mest succesrige til yderligere selvreplikation - "munden" hjalp med at samle embryonale celler i en bunke mere effektivt. Det blev også fundet, at xenobots er i stand til for eksempel at reparere elektriske kredsløb - men indtil videre er dette resultat også opnået på basis af simuleringer og ikke på et rigtigt eksperiment.
Forskere forventer, at xenobots vil kunne bruges til forskellige opgaver, lige fra indsamling af mikroplast i vandområder til medicinske indgreb - for eksempel i tilfælde af, at det er nødvendigt at fremskynde celleregenerering.
Læs også:
- Forskere har udviklet en ny metode til at skabe bløde robotter
- Den autonome robot udførte den første interne'Yazovu osv'sektion uden nåle