Mitä tapahtuu, kun otat soluja sammakkoalkioista ja kasvatat niistä uusia organismeja, jotka "kehittyivät" algoritmien avulla? Saat jotain, jota tutkijat kutsuvat maailman ensimmäiseksi "eläväksi koneeksi".
Vaikka alkuperäiset kantasolut tulivat sammakoista - afrikkalainen kynsi sammakko, Xenopus laevis - nämä ns. ksenobotit eivät muistuta tunnettuja sammakkoeläimiä. Pienten läpimittojen mitat ovat vain 0,04 tuumaa (1 millimetriä) ja ne on valmistettu elävästä kudoksesta, jonka biologit koottiin tietokonemallien suunnittelemiin kappaleisiin uuden tutkimuksen mukaan.
Nämä liikkuvat organismit voivat liikkua itsenäisesti ja yhdessä, voivat parantaa haavoja itsestään ja selviytyä viikkoja kerrallaan, ja niitä voidaan mahdollisesti käyttää lääkkeiden kuljettamiseen potilaan kehossa, tutkijat vastikään ilmoittivat.
"He eivät ole perinteisiä robotteja eivätkä tunnettuja eläinlajeja", totesi Vermontin yliopiston tietotekniikan ja robotiikan asiantuntija tutkimuksen avustaja Joshua Bongard. "Se on uusi artefaktien luokka: elävä, ohjelmoitava organismi."
Ksenobotien kehitystä muokkasi algoritmit. Ne kasvoivat ihon ja sydämen kantasoluista useiden satojen solukudoksiksi, jotka liikkuivat sydänlihakudoksen tuottamissa pulsseissa, sanoi johtavan tutkimuksen tekijä Sam Kriegman, väittelijä, joka opiskelee evoluutiorobotiikkaa Vermontin yliopiston tietotekniikan laitoksella Burlingtonissa. .
"Kaukosäätimestä tai bioelektrisestä laitteesta ei ole ulkoista ohjausta. Tämä on itsenäinen agentti - se on melkein kuin purkamislelu", Kriegman kertoi Live Science: lle.
Biologit antoivat tietokonerajoituksia itsenäisille ksenobotille, kuten kudostensa maksimaalinen lihasvoima ja kuinka ne voivat liikkua vetisen ympäristön läpi. Sitten algoritmi tuotti sukupolvia pieniä organismeja. Parhaiten suorittavat robotit "toisisivat" algoritmin sisällä. Ja aivan kuten evoluutio toimii luonnollisessa maailmassa, tietokoneohjelma poistaisi vähiten onnistuneet muodot.
"Lopulta se pystyi antamaan meille malleja, jotka todella siirrettiin oikeille soluille. Se oli läpimurto", Kriegman sanoi.
Sitten tutkimuksen kirjoittajat herättivät nämä mallit elämään, kumoamalla kantasolut muodostamaan itsekäyttöisiä 3D-muotoja, jotka on suunnitellut evoluutioalgoritmi. Ihosolut pitivät ksenobotteja yhdessä, ja sydänkudoksen lyöminen "kehon" tietyissä osissa ajoi "botit" veden läpi Petri-maljassa päiviä ja jopa viikkoja koukussa ilman, että tarvitsisi lisäravinteita. . "Robotit pystyivät jopa korjaamaan merkittäviä vaurioita", Kriegman sanoi.
"Leikkaamme elävän robotin melkein kahtia, ja sen solut vetoketjuttavat ruumiinsa automaattisesti takaisin ylös", hän sanoi.
"Voimme kuvitella näiden elävien robotien monia hyödyllisiä sovelluksia, joita muut koneet eivät voi tehdä", sanoi tutkimuksen avustaja Michael Levin, Massachusettsin Tufts-yliopiston regeneratiivisen ja kehitysbiologisen keskuksen johtaja. Niihin voi kuulua myrkyllisten päästöjen tai radioaktiivisen saastumisen torjunta, merimikrojen kerääminen tai jopa plakin louhinta ihmisen valtimoista, sanoi Levin lausunnossaan.
Luomukset, jotka hämärtävät rajaa robottien ja elävien organismien välillä, ovat suosittuja aiheita tieteiskirjallisuudessa; Ajattele "Terminator" -elokuvien tappajakoneita tai "Blade Runner" -maailman replikantteja. Niin kutsuttujen elävien robottien mahdollisuus - ja tekniikan käyttäminen elävien organismien luomiseksi - herättää ymmärrettävästi joillekin ihmisille, Levin sanoi.
"Pelko ei ole kohtuuton", Levin sanoi. "Kun alamme sotkea monimutkaisten järjestelmien kanssa, joita emme ymmärrä, saamme tahattomia seurauksia."
Siitä huolimatta, yksinkertaisten orgaanisten muotojen, kuten ksenobotien, perustaminen voisi johtaa myös hyödyllisiin löytöihin, hän lisäsi.
"Jos ihmiskunta selviää tulevaisuuteen, meidän on ymmärrettävä paremmin, kuinka monimutkaiset ominaisuudet jotenkin ilmenevät yksinkertaisista säännöistä", Levin sanoi.
Tulokset julkaistiin verkossa 13. tammikuuta National Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä.
