Tudósok új "élő robotokat" hoztak létre, amelyek rendelkeznek memóriával és képesek összeszerelni magukat

A tudósok a "xenobotoknak" nevezett biológiai gépek újabb változatát hozták létre, amelyek rendelkeznek memóriával és képesek össz...

A tudósok a "xenobotoknak" nevezett biológiai gépek újabb változatát hozták létre, amelyek rendelkeznek memóriával és képesek összeszerelni magukat, és amelyeket először tavaly mutattak be.

Az élő robotokat a Tufts Egyetem és a Vermonti Egyetem tudósai készítették békák sejtjeiből. Az apró gépek számos feladatot és műveletet képesek végrehajtani, beleértve maguk és más dolgok mozgatását, valamint a kollektív viselkedés demonstrálását az ilyen robotok részeként.

Az új verzió rengeteg frissítést tartalmaz. Képesek összeállni testté sejtek sokaságából, nincs szükségük izomsejtekre a mozgáshoz, és van memóriájuk, amellyel rögzíthetik a velük történő dolgokat.

Az első verziónál is gyorsabbak és több képességgel rendelkeznek, továbbá hosszabb az élettartamuk. Sőt együtt tudnak működni kollektívaként, és meggyógyíthatják magukat.

A kutatók szerint tovább lehetne fejleszteni, hogy számos más képességet hozzanak létre, amelyek felhasználhatók a környezet javítására vagy az egészségügyben.

De segíthetnek annak megvilágításában is, hogy a sejtek - például azok, amelyek az embert alkotják - pontosan hogyan állnak össze egy rendszerként és alkotnak működő egészet.

Ez segíthet megérteni, hogyan váltak az egysejtű szervezetek a minket körülvevő - és bennünket is magában foglaló - komplex szervezetekké. A xenobotok kialakítását segítő folyamatok meg tudnák mondani nekünk, hogyan alakultunk ki, és hogyan szereztünk olyan képességeket, mint például az információk feldolgozása és a dolgok megértése.

Az új xenobotokkal kapcsolatos munkát a Science Robotics folyóiratban tegnap megjelent cikk ismerteti. (1)

Ezek az új robotok kissé eltérően épültek, mint az eredeti verziók, állítják a kutatók. Őssejteket vettek béka embriókból, és lehetővé tették számukra, hogy elkezdjék összeszerelni magukat, mint ahogy a béka növekedésekor is, melyek "csillókkal" vagy apró, szőrszerű szálakkal rendelkező kis gömbökké alakulnak, amelyeket az organizmus irányíthat.

Békában - vagy emberben - ezek a csillók olyan helyeken találhatók, mint a tüdő, ahol segítik a káros anyagok kiszorítását. De a kutatók teljesen más célra tudták felhasználni őket, lényegében úgy programozták át a xenobotokat, hogy a csillóikat apró lábakként használják, hogy mozoghassanak.

"Tanúi lehetünk a sejtkollektívák figyelemreméltó plaszticitásának, amelyek egy kezdetleges új 'testet' építenek, amely teljesen különbözik az alapértelmezettől - jelen esetben egy békától - annak ellenére, hogy teljesen normális genomjuk van," - mondta Michael Levin, a biológia jeles professzora és a Tufts Egyetem Felfedező Központjának igazgatója, valamint a tanulmány egyik szerzője.

"A béka embrióban a sejtek együttműködnek egy ebihal létrehozásában. Ebből a kontextusból eltávolítva azt látjuk, hogy a sejtek újrafogalmazhatják genetikailag kódolt hardvereiket, például a csillókat, olyan új funkciókhoz, mint a mozgás. Elképesztő, hogy a sejtek spontán módon felvehetnek új szerepeket, és új testkialakításokat és viselkedést hozhatnak létre anélkül, hogy ezekhez a funkciókhoz hosszú időn át evolúciós szelekció lenne szükséges."

A kutatók szerint ez a folyamat nem különbözik egy robot létrehozásának szokásos módjától - ehhez csak biológiai szövetet használnak.

"Bizonyos értelemben a xenobot úgy épül fel, mint egy hagyományos robot. Csak mi sejteket és szöveteket használunk, nem pedig mesterséges komponenseket a forma és a kiszámítható viselkedés kialakításához," - mondta Doug Blackiston vezető tudós, aki Emma Lederer kutatási technikussal együtt a tanulmány társszerzője volt.

"A biológia szempontjából ez a megközelítés segít megérteni, hogyan kommunikálnak a sejtek, amikor kölcsönhatásba lépnek egymással a fejlődés során, és hogyan tudnánk jobban ellenőrizni ezeket a kölcsönhatásokat."

Ugyanakkor a Vermonti Egyetem tudósai számítógépes szimulációkat futtattak xenobotokról, amelyek együtt és külön-külön dolgoztak, hogy kiderítsék, alakjaik hogyan változtatták viselkedésüket. Ezeket aztán fel lehet használni, hogy kiválasszák az adott viselkedést, például törmelékdarabokat gyűjtsenek a részecskékből.

"Ismerjük a feladatot, de egyáltalán nem nyilvánvaló - az emberek számára - hogy kell kinéznie egy sikeres tervezésnek. Itt jön be a szuperszámítógép, és az összes lehetséges xenobot-raj között keresgél, hogy megtalálja azt a csoportot, amelyik a legjobban végzi a munkát," - mondta Josh Bongard, aki az informatikusok és robotikai szakértők csapatát vezette.

"Azt akarjuk, hogy a xenobotok hasznos munkát végezzenek. Jelenleg egyszerű feladatokat adunk nekik, de végső soron egy újfajta élő eszközre törekszünk, amely például megtisztíthatja az óceánokat a mikroműanyagoktól vagy a talajt a benne lévő szennyeződésektől." (2)

(1) - https://robotics.sciencemag.org/content/
(2) - https://www.uvm.edu/uvmnews/news/sc