Xenobots - перші програмовані біороботи, що складаються тільки з живих клітин

Jan 17 11:48 2020 Друк цієї статті

"Це нові живі машини" - розповідає Джошуа Бонгард (Joshua Bongard), провідний дослідник, - "Вони не є роботами в традиційному розумінні, і вони навіть не схожі на жоден з відомих видів живих істот. Це абсолютно новий клас - живий і повністю програмований організм".

Кожен штучний організм має розмір близько 1 міліметра. Свою назву "Xenobots" ці організми отримали від Xenopus laevis, виду жаб, від яких спочатку були взяті клітини. Згідно з результатами випробувань, штучні організми можуть плавати в рідкому середовищі протягом декількох днів і навіть тижнів, витрачаючи тільки укладену в них спочатку ембріональну енергію.

Поки дії, на які здатні біороботи Xenobots, не можуть похвалитися складністю і різноманіттям. Тим не менш, нова технологія є першим доказом можливості створення живих перепрограммируемых машин. І в майбутньому такі машини можуть бути виготовлені на замовлення для виконання різноманітних завдань, таких, як очищення навколишнього середовища або виконання дій всередині тіла людини.

Зазначимо, що структура біороботів Xenobots, яка є одночасно і програмою, була розроблена за допомогою суперкомп'ютерного кластера Deep Green. "Еволюційний алгоритм" придумав тисячі можливих варіантів структури біороботів, а потім, використовуючи моделювання, було визначено, яка із структур найбільш підходить для виконання поставленого завдання. Під час роботи дослідники виростили безліч поколінь найуспішніших проектів біороботів, поки не був зроблений остаточний вибір на користь поточної структури і форми.

Цікавий той факт, що дослідники збирали біороботів із стовбурових клітин, згідно з проектом, розробленим суперкомп'ютером, буквально вручну під мікроскопом. Але, як тільки організм біоробота знайшов свою цілісність, він став здатний сам себе виправляти і коригувати допущені помилки, подібно до нормального живого організму.

Крім основної структури, дослідники зібрали і успішно перевірили біороботів інших типів. Один з типів мав наскрізний отвір по центру, завдяки яким зменшувалася лобове опір при русі, що дозволяло роботу рухатися швидше або з колишньою швидкістю, але в більш економному режимі. Ще одним з типів біороботів був біоробот, в тілі якого був створений вантажний відсік, куди в майбутньому передбачається завантажувати вантаж лікарських препаратів або щось інше.

Одним з основних переваг біороботів Xenobots є їх можливість до самозаживленння і самовідновлення. Дослідники перевірили ці здібності, розрізавши тіла деяких біороботів майже наполовину. Через якийсь час біороботам вдалося повністю відновитися, після чого вони, як ні в чому не бувало, повернулися до виконання основного завдання. Крім цього, після виконання поставленого завдання біороботи просто вмирають, а їхні мертві клітини розкладаються природним і безпечним біологічним способом.

Створення біороботів Xenobots є великим кроком на шляху створення штучних форм життя. У свій час вченим вже вдавалося виростити напівсинтетичні організми, штучні ембріони, бактерії з ДНК, що має дві додаткові пари підстав і багато іншого. Але цей випадок став першим, коли на світ з'явилися абсолютно нові биомашины, не мають навіть близьких аналогів у живій природі.