Los mismos investigadores detrás del primero ‘robots vivientes del mundo ahora afirman que son capaces de reproducir, según un estudio revisado por pares que se publicó recientemente en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Los robots en cuestión no son pequeñas virutas de metal con patas, sino máquinas biológicas llamadas xenobots que investigadores de la Universidad de Vermont y la Universidad de Tufts presentado al mundo por primera vez hace un año. Los xenobots son paquetes de células madre no modificadas de una especie de rana africana (Xenopus laevis). Joshua Bongard, un científico informático y experto en robótica de la Universidad de Vermont que participó en el estudio, se refirió a ellos en enero pasado como “nuevas máquinas vivientes” e indicó que eran un “nuevo tipo de artefacto: un organismo vivo. y programable ”.
Estos xenobots son programables en el sentido de que sus comportamientos rudimentarios están predeterminados en gran medida por su forma inicial. Como escribió nuestro colega George Dvorsky el año pasado: “Utilizando un algoritmo evolutivo, los investigadores idearon miles de diseños posibles para su nueva forma de vida, siendo la capacidad de locomoción unidireccional un requisito físico fundamental. Luego, se cultivaron células especializadas y se ensamblaron meticulosamente para que coincidieran con la forma diseñada por la computadora. ” Los xenobots son capaces de vivir durante días o semanas en un entorno acuático utilizando la energía almacenada en sus células. Si bien su vida útil puede prolongarse en un entorno rico en nutrientes, inevitablemente se biodegradan después.
Definir ‘robot’ nunca ha sido fácil, aunque las tecnologías más antiguas han empañado el concepto y han hecho parecer que sabíamos lo que era una buena definición de ‘robot’ y para diferenciarlos amebas, bacterias, peces, humanos, etc. ” explicó el autor del estudio, Michael Levin, a Gizmodo por correo electrónico. “Esta tecnología demuestra que tenemos importantes lagunas de conocimiento en torno a los conceptos de robot, máquina, organismo, programa …”
En el nuevo artículo, investigadores de las dos universidades, así como del Instituto de Ingeniería Wyss de la Universidad de Harvard, informaron que estos xenobots se replican de forma autónoma utilizando un método previamente desconocido en cualquier especie animal o vegetal. Levin le dijo a CNN que este método, llamado replicación cinemática, lo dejó “Asombrado.”
G / O Media puede obtener una comisión
El equipo observó cómo estos xenobots, que se componen de aproximadamente 3.000 células madre cada uno, se movían alrededor de la placa de Petri para recolectar células madre extraviadas y formar grupos de ellas. Finalmente, cuando se recolectaron suficientes células madre, esos grupos se convirtieron en nuevos xenobots. Bongard le dijo a CNN que si bien el comportamiento que habían observado inicialmente era raro y específico para esta situación, el equipo usó una supercomputadora para probar miles de millones de formas corporales para determinar la forma ideal para la colección. Esta supercomputadora terminó mostrando algo que se parecía mucho al famoso Pac-Man. Así como la forma de Pac-Man lo hacía perfecto para devorar fantasmas, estos xenobots en forma de C se volvieron mucho más efectivos para atrapar grupos de células madre y formar nuevos xenobots.
“La mayoría de la gente piensa que los robots están hechos de metalPero no se trata tanto de de qué está hecho un robot, sino de lo que hace, que actúa en su propio nombre en nombre de la gente, “Bongard le dijo a CNN. “La IA no programó estas máquinas de la forma en que solemos pensar cuando escribimos código. Lo que hizo fue pensar y dar forma este Pac-Man ”.
Bongard le dijo a CNN que “la forma es, en esencia, programación” y que eso “influye en cómo se comportan los xenobots para amplificar este proceso increíblemente sorprendente.”
En un correo electrónico le explicó a Gizmodo que se usaban células de rana porque es uno de los organismos más comunes utilizados en estudios biológicos. Levin y otro biólogo del equipo, Douglas Blackiston, también tienen una amplia experiencia trabajando con tejidos de rana. De hecho, la investigación previa del equipo para inducir a los xenobots a comportamientos específicos llevó al descubrimiento de que podían replicarse a sí mismos.
“En nuestro primer experimento en enero de 2020, incluimos tejido del músculo cardíaco de rana en xenobots y demostramos que podían moverse lentamente por el fondo de una placa de Petri.” él dijo. Bongard. “En un segundo artículo de marzo de 2021, mostramos que a los xenobots les pueden crecer pequeños pelos llamados cilios en su superficie exterior. Moviente estos cilios podrían nadar, lo que se convirtió en un movimiento más rápido que caminar por el agua. También demostramos que podíamos hacerlos rolos bots ‘verán’, ‘recordarán’ y ‘Vuelven ‘.
“Cuando entran en contacto con la luz azul, destinada a representar algo de interés para los humanos en su entorno, cambian permanentemente. un color rojo brillante ”, agregó Bongard. “Al contar los bots rojos al final de la experiencia, pudimos saber cuántos bots habían ‘visto’ la luz azul. También mostramos que un enjambre de xenobots Moviente al azar causó el eses bolas de su entorno permanece apilado. Esto fue parte de la inspiración para nuestro trabajo actual “.
Se sabe que la replicación cinemática ocurre a nivel molecular, pero Bongard le dijo a Gizmodo que nunca se había observado o creído. ocurriendo en organismos. Según el estudio, los investigadores verificaron que los xenobots y no “dinámica de fluidos y autoensamblaje”, eran responsables de la replicación después de observar que las células madre no se combinaban espontáneamente cuando no había xenobots.
En el estudio, los investigadores escribieron que la replicación cinemática y la autorreplicación espontánea de los xenobots podrían ayudar a explicar los orígenes de la vida en la Tierra. Ellos escribieron eso nuevo investigar podría Avanzan la hipótesis del mundo amiloide, que “postula que los péptidos autoensamblados fueron la primera entidad molecular capaz de autorreplicarse y, por tanto, representarían la etapa más temprana de la evolución de la vida, incluso antes del mundo del ARN. “El estudio también podría contribuir a la comprensión de “cómo los procesos de autoamplificación pueden surgir espontáneamente, de nuevas formas y de nuevas formas, en máquinas abióticas, celulares o biohíbridas ”, agregaron. En su Web, el equipo especula que los xenobots podrían contribuir a la comprensión de la biología celular y eventualmente conducir a avances en la medicina regenerativa.
Realmente nadie sabes para que pueden ser utilizar futuros xenobots, dijo Bongard. “Es imposible saber qué aplicaciones tendrá una tecnología en este etapa muy temprana como en la que el xenobots ”, escribió Bongard. “Lo único que podemos hacer es considerar las ventajas que tiene esta tecnología sobre los robots tradicionales, que es que son pequeños, biodegradables y felices en el agua.”
“Esto significa que, con la regulación adecuada, pueden operar en ambientes cerrados: pueden inspeccionar las raíces de las plantas en fincas verticales, facilitar la producción de la carne cultivada o reducir el costo produccion de agua dulce en plantas desaladoras ”, dijo Bongard.
Levin explicó para Gizmodo que las posibles aplicaciones de xenobots pueden surgir en varias áreas. A es en “máquinas vivientes sintéticas específicas y útiles (para trabajar en el cuerpo, para esculpir tejidos de trasplantes in vitro, en plantas /instalaciones de produccion, en el medio ambiente, en exploración, etc.)“, tiempo otra es “Usar xenobots como una caja de arena en la que aprender a convencer a grupos de células para que construyan lo que queremos que construyan. Una vez que podamos hacerlo así confiable, podemos tener una medicina regenerativa verdaderamente transformadora para los defectos durante el nacimiento, cáncer, lesión traumático, envejecimiento, etc. Todas esas situaciones pueden abordarse una vez que comprendamos cómo estimular a las células para que utilicen su capacidad colectiva para resolverlas. problemas y que Produce los órganos y tejidos que queremos que produzcan ”.
Levin agregó que los xenobots podrían ayudar a los científicos “comprender y controlar mejor los objetivos y el comportamiento de los enjambres de agentes activos; en este caso, células, pero esas mismas lecciones podrían ayudarnos para garantizar que Internet de Cosos, enjambres de robots y muchas otras tecnologías tienen resultados beneficiosos ”.
