ксеноботи, жива машина, жаба, алгоритъм,

Бъдещето е реалност днес: Създадоха първата „жива машина“

Американски учени съобщиха за създаването на първите в света биороботи, изцяло сглобени от живи клетки.

По същество това е нов клас програмируеми живи същества.

Изследването е описано в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences.

Използвайки суперкомпютърно моделиране, учени от университета във Върмонт и Туфтс съдадоха микроскопични биороботи от стволови клетки на африканска водна жаба от семейство Xenopus laevis, които могат самостоятелно да се движат, да изпълняват елементарни задачи и дори да лекуват.

„Това са нови живи машини“, каза директорът на научните изследвания Джошуа Бонгард в прессъобщение на университета във Върмонт. „Те не са нито традиционни роботи, нито добре познати видове животни. Това е нов клас човешки програмируеми живи организми.“


Учените нарекли новите същества реконфигурируеми организми или ксеноботи.

Всъщност това са мънички туфи с биоматериал с размер до милиметър, съдържащи от 500 до хиляда кожни и сърдечни клетки от ембрионите на жаба. Кожните клетки позволяват на тези „организми“ да поддържат формата си, а сърдечните клетки, които сами се събират в мускулната тъкан на кардиомиоцитите, могат да се движат с всяка контракция.

Въз основа на „еволюционния алгоритъм“, създаден от инженери по роботика от университета във Върмонт, суперкомпютърът Deep Green изчисли стотици стабилни комбинации на ксеноботи, всеки от които след това беше тестван във виртуална среда, за да се провери например дали ще се движи, когато клетките на сърдечния мускул се свият.

Въз основа на най-успешните конфигурации, биолозите от университета Туфт, използвайки микроскопични пинцети и електроди, създават организми in vivo – тоест от живи клетки.

Тъй като сърдечните клетки спонтанно се свиват и се отпускат, те се държат като миниатюрни двигатели, които пускат роботите в движение, докато запасите от енергия в клетките не се изчерпят.

Тестовете показват, че тези „същества“ живеят няколко дни или дори седмици, консумирайки запаси от фетална енергия.

За да останат клетките живи, ксеноботите трябва да са във водната среда.

В блюдо на Петри (Използва се основно за култивиране на микроорганизми и тъканни култури -б.ред )те плуват в кръг и дори могат да движат малки гранули. Учените смятат, че тази способност на ксеноботите в бъдеще може да се използва в човешкото тяло – за целенасочена доставка на наркотици или за почистване на съдове от плаки.

В случай на повреда, биороботите могат да лекуват собствените си рани. Когато задачата е завършена и енергията свърши, те умират и се унищожават точно като всички живи същества – разпадащи се в мъртви клетки, които не замърсяват околната среда. Въпреки това „живите“ ксеноботи могат да бъдат наречени така съвсем условно. Те не могат нито да се развиват, нито да се размножават.

Според авторите на изследването те са първите, които са успели да проектират напълно биологични машини от нулата, като не са се опитвали да копират съществуващи биологични видове или тяхна редакция.

„Това е 100% ДНК на жаба, но не е жаба. Показахме, че жабешките клетки могат да създават нови живи форми, които са напълно различни от стандартната анатомия“, каза друг автор на изследването Майкъл Левин от университета Туфтс. Те са много малки, но в крайна сметка смятаме да ги направим по-големи “.

В бъдеще учените искат да създадат ксеноботи с кръвоносни съдове, нервна система и сензорни клетки, от които ще се формират рудиментарни очи. Ако за това се използват клетки от бозайници, ксеноботите ще могат да живеят на сушата.

- реклама -