Tradycyjne roboty są wszędzie: budują samochody, sprzątają awarie nuklearne, a nawet pomagają niepełnosprawnym w pracy… ale są wyzwania, w których po prostu nie mogą zostać zastosowane. Wtedy wkracza koncepcja biobota, maszyn zbudowanych z żywej tkanki. Grupa specjalistów z University Tufts, University of Vermont oraz Instytutu Wyss na Harvardzie właśnie zaprezentowała „ksenoboty”, które mają mniej niż milimetr średnicy i są oparte na hybrydzie komórek serca i skóry żaby. Ksenoboty mogłyby neutralizować chemikalia i pochłaniać mikroplastik… ale fakt, że są „żywe”, budzi pewne wątpliwości.
Czym są ksenoboty?
Podstawowa definicja robota mówi o programowalnej maszynie zdolnej do powtarzania i automatyzowania złożonych czynności. Jest tak elastyczna, że nie stawia ograniczeń co do materiału konstrukcyjnego. Tradycyjna „wizja” robota zawiera metal, kable, silniki i źródła energii, ale jak brzmi robot „miękki”? Nie mam na myśli projektów, które starają się naśladować zwierzęta i owady, ale robota zbudowanego z tkanki. Komórek, a dokładniej.
Najnowsze wiadomości na ten temat przenoszą nas do University Tufts, University of Vermont i Instytutu Wyss na Harvardzie. Zespół naukowców (biolodzy Michael Levin i Douglas Blackiston oraz dwóch specjalistów od robotyki, Josh Bongard i Sam Kriegman) opublikował niedawno w PNAS pracę opartą na tym, co prasa nazywa ksenobotami, małymi żywymi maszynami, które nie mierzą więcej niż milimetr średnicy i wykorzystują jako podstawę hybrydowy projekt.
Co to oznacza? Że łączy komórki żaby pochodzące z serca i skóry. Komórki serca działają jak tłoki, podczas gdy komórki skóry optymalizują sztywność strukturalną. Tworzenie tych ksenobotów zaczyna się od interwencji algorytmu ewolucyjnego. W istocie polega on na naśladowaniu procesu doboru naturalnego poprzez generowanie rozwiązań, selekcjonowanie i mutowanie najciekawszych. W środowisku wirtualnym algorytm łączy tysiące konfiguracji, używając od 500 do 1000 komórek serca i skóry.
Te, które wykazały lepszą wydajność, czy to w ruchu, czy w przemieszczaniu mikroskopijnych obiektów (parametry zdefiniowane podczas fazy algorytmicznej), są wybierane jako punkt wyjścia dla następnego pokolenia. Powtarzając ten proces około sto razy, efektem końcowym jest seria biobotów, które w dużej mierze odpowiadają na oryginalne instrukcje ustalone przez ekspertów.
Jednym z najciekawszych aspektów tego badania jest to, że nie „schodzi” do poziomu DNA, ale wszystko dzieje się w skali komórkowej. Na razie ksenoboty „żyją” około tygodnia, ponieważ niosą tylko energię, z którą zostały stworzone, i nie mają niczego, co przypominałoby układ trawienny. W przyszłości podobne projekty mogłyby dostarczać leki do określonych części ciała, usuwać mikroplastik z oceanów i neutralizować chemikalia.
Przyszłość i obawy
Ale są też wątpliwości i ryzyka. Z jednej strony, co się stanie, jeśli projektant doda w przyszłości coś w rodzaju układu nerwowego? Jak dobrze publiczność przyjmie ten pomysł „mikroskopijnego Frankensteina”? A z drugiej strony, co powstrzymuje projektantów ksenobotów przed przenoszeniem innych substancji? Wstrzykiwanie leku do guza to doskonała strategia, ale ktoś (i niekoniecznie człowiek) może mieć ciemniejsze intencje…
Źródło: Smithsonian Magazine
