27.02.2020
PL EN
16.01.2020 aktualizacja 16.01.2020

Naukowcy skonstruowali pierwsze "żywe" roboty

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Roboty składające się wyłącznie z tkanek organicznych zaprojektowali amerykańscy naukowcy. Xenoboty – bo tak je nazwali – potrafią się regenerować, przemieszczać i przenosić małe ładunki.

Współpraca naukowców z Uniwersytetu Vermontu i Uniwersytetu Tufts (USA) zaowocowała opracowaniem pierwszych na świecie, "żywych" robotów. Milimetrowe xenoboty, powstałe z zarodków żab szponiastych (Xenopus laevis) są całkowicie biodegradowalne, a ich właściwości – zdolność do regeneracji, przemieszczania się w kierunku celu i transportowania drobnych ładunków (np. leków) – pozwalają na różnorodne zastosowania.

„To nowatorskie, żyjące maszyny – komentuje współautor projektu prof. Joshua Bongard z Department of Computer Science i Complex Systems Center przy Uniwersytecie Vermontu – Nie są ani tradycyjnymi robotami, ani żadnymi ze znanych gatunków zwierząt. To nowa klasa artefaktów – żyjące, programowalne organizmy”.

„Możemy sobie wyobrazić wiele przydatnych zastosowań dla tych żywych robotów, np. wykrywanie szkodliwych elementów czy skażenia radioaktywnego, zbieranie mikroplastiku w oceanach lub usuwanie zatorów powstających w tętnicach” – dodaje inny badacz prof. Michael Levin z Center for Regenerative and Developmental Biology przy Uniwersytecie Tufts.

O wynikach badania informuje czasopismo „PNAS” (http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1910837117).

Xenoboty to efekt miesięcy analiz prowadzonych przy pomocy superkomputera w Vermont Advanced Computing Core. Propozycje nowych form funkcjonujących według dostarczonego przez naukowców algorytmu były wielokrotnie odrzucane, aż w końcu wybrano do realizacji kilka najbardziej obiecujących projektów.

Wyselekcjonowane roboty skonstruowano i przetestowano na Uniwersytecie Tufts. Od zarodków żab szponiastych pobrano komórki macierzyste, które podzielono, a następnie pozostawiono, by dojrzały. Dojrzałe komórki pocięto i ponownie złączono, tym razem według projektu. Po użyciu elektrod xenoboty "ożyły".

Komórki skóry posłużyły im za szkielet; komórki serca – dzięki skurczom – wprawiły je w ruch. Xenoboty zaczęły przemieszczać się samodzielnie, ale zgodnie z zaprogramowanym kierunkiem. Mogły na przykład poruszać się po kole, wspólnie spychając kulki do centralnej części przestrzeni. W otworach – utworzonych w celu zredukowania obciążenia – mogły przenosić obiekty. Po rozkrojeniu ponownie łączyły się w całość i nadal funkcjonowały. A po siedmiu dniach – jak to żywe tkanki - umierały i zamieniały się w martwy naskórek, by ostatecznie – bez szkody dla środowiska – zniknąć bez śladu.

„To krok w stronę wykorzystania komputerowo zaprojektowanych organizmów do inteligentnego dostarczania leków” – mówi prof. Bongard.

Projekt zrealizowano dzięki wsparciu amerykańskich agencji rządowych: Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) i National Science Foundation (NSF).

Linki do filmików związanych z badaniem:

https://media.eurekalert.org/multimedia_prod/emb/media/221092.mp4

https://media.eurekalert.org/multimedia_prod/emb/media/221093.mp4 (PAP)

ooo/ ekr/

Copyright © Fundacja PAP 2020