Επιστήμονες Δημιουργούν τα Πρώτα Αυτοαναπαραγόμενα, Ζωντανούς Ρομπότ

Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, το Πανεπιστήμιο Tufts και το Ινστιτούτο Wyss για Βιολογικά Ενεργημένα Συστήματα στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ έχουν δημιουργήσει τα πρώτα αυτοαναπαραγόμενα, ζωντανούς ρομπότ. Η δημιουργία ακολούθησε την ανακάλυψη μιας νέας μορφής βιολογικής αναπαραγωγής.

Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ζωντανοί Ξενο-Ρομπότ

Η ομάδα είναι η ίδια που κατασκεύασε τα πρώτα ζωντανούς «Ξενο-Ρομπότ» και ανακάλυψε ότι τα υπολογιστικά σχεδιασμένα και χειροσχεδιασμένα οργανικά είναι σε θέση να κολυμπήσουν έξω στο μικρό τους πιάτο για να βρουν μεμονωμένα κύτταρα. Στη συνέχεια, συγκεντρώνονται εκατοντάδες από αυτά για να συναρμολογήσουν «μωρά» Ξενο-Ρομπότ που γίνονται κανονικά Ξενο-Ρομπότ μετά από λίγες μέρες.

Τα νέα Ξενο-Ρομπότ μπορούν τότε να βγουν και να κατασκευάσουν αντίγραφα του εαυτού τους, επαναλαμβάνοντας αυτή τη διαδικασία επανειλημμένα.

Ο Joshua Bongard, Ph.D., είναι επιστήμονας υπολογιστών και ειδικός ρομποτικής στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ. Ηγήθηκε της έρευνας.

«Με το σωστό σχεδιασμό – θα αυτοαναπαραχθούν αυθόρμητα», είπε ο Bongard.

Η ομάδα drew έμπνευση από το Ξενοπούς λαείβ βατράχου, στο οποίο τα εμβρυικά κύτταρα θα αναπτύσσονταν στο δέρμα.

Ο Michael Levin, Ph.D., είναι καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Ανακάλυψης Allen στο Πανεπιστήμιο Tufts και συν-ηγέτης της νέας έρευνας. Είναι επίσης μέλος της σχολής στο Ινστιτούτο Wyss.

«Θα καθόταν στην εξωτερική πλευρά ενός βατράχου, κρατώντας μακριά τους παθογόνους και ανακατανέμοντας τον μύκητα», είπε ο Levin. «Αλλά τώρα τους δίνουμε την ευκαιρία να ξανασχεδιάσουν την πολυκυτταρικότητά τους».

Ο Douglas Blackiston, Ph.D., είναι συν-συγγραφέας της έρευνας και ανώτερος επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Tufts και το Ινστιτούτο Wyss. Ήταν υπεύθυνος για τη συναρμολόγηση των γονικών Ξενο-Ρομπότ και την ανάπτυξη του βιολογικού μέρους της μελέτης.

«Οι άνθρωποι έχουν σκεφτεί για πολύ καιρό ότι έχουμε καταλάβει όλους τους τρόπους με τους οποίους η ζωή μπορεί να αναπαραχθεί ή να αναπαραχθεί. Αλλά αυτό είναι κάτι που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ trước από αυτό», είπε ο Blackiston.

«Αυτό είναι βαθύ», συνέχισε ο Levin. «Αυτά τα κύτταρα έχουν το γονιδίωμα ενός βατράχου, αλλά, απελευθερωμένα από το να γίνουν βατράχια, χρησιμοποιούν την коллекτική τους νοημοσύνη, μια πλαστικότητα, για να κάνουν κάτι αξιοθαύμαστο».

Αυθόρμητη Αναπαραγωγή

Προηγούμενες πειραματικές διαδικασίες έδειξαν πώς τα Ξενο-Ρομπότ θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να επιτύχουν απλές εργασίες, αλλά τα νέα δείχνουν πώς τα βιολογικά αντικείμενα μπορούν να αναπαραχθούν αυθόρμητα.

«Έχουμε το πλήρες, αμετάβλητο γονιδίωμα του βατράχου, αλλά δεν δίνει καμία ενδειξη ότι αυτά τα κύτταρα μπορούν να δουλέψουν μαζί σε αυτή τη νέα εργασία», είπε ο Levin.

Ο Sam Kriegman, Ph.D., είναι ο κύριος συγγραφέας της μελέτης.

«Αυτά είναι κύτταρα βατράχου που αναπαράγονται με έναν τρόπο που είναι πολύ διαφορετικός από τον τρόπο που αναπαράγονται οι βατράχοι. Κανένα ζώο ή φυτό γνωστό στην επιστήμη δεν αναπαράγεται με αυτόν τον τρόπο», είπε ο Kriegman.

Μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις σε αυτή την έρευνα ήταν η επίδειξη της κινηματικής αναπαραγωγής, η οποία δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ σε αυτή τη κλίμακα ολόκληρων κυττάρων ή οργανισμών.

Καθώς αυτό είναι εντελώς νέο έδαφος στον τομέα της ρομποτικής, η ομάδα ανταποκρίνεται στο ρίσκο που σχετίζεται με τέτοιου είδους τεχνολογία.

«Εργαζόμαστε για να κατανοήσουμε αυτή την ιδιότητα: αναπαραγωγή. Ο κόσμος και οι τεχνολογίες αλλάζουν γρήγορα. Είναι σημαντικό, για την κοινωνία ως σύνολο, να μελετήσουμε και να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί αυτό», είπε ο Bongard. «(Τα ρομπότ) δεν είναι αυτά που με κρατούν ξύπνιο τη νύχτα. Αυτό που παρουσιάζει ρίσκο είναι η επόμενη πανδημία· η επιτάχυνση της ζημιάς του οικοσυστήματος από τη ρύπανση· οι εντατικές απειλές από την κλιματική αλλαγή. Αυτό είναι ένα ιδανικό σύστημα για να μελετήσουμε αυτοαναπαραγόμενα συστήματα. Έχουμε một ηθική υποχρέωση να κατανοήσουμε τις συνθήκες υπό τις οποίες μπορούμε να το ελέγξουμε, να το κατευθύνουμε, να το σβήσουμε, να το εξαγιάσουμε».

Τα ζωντανούς ρομπότ διατηρούνται εξ ολοκλήρου σε ένα εργαστήριο, μπορούν να σβηστούν εύκολα και ελέγχονται από ομοσπονδιακούς, κρατικούς και θεσμικούς εμπειρογνώμονες ηθικής.

Η ομάδα βλέπει πολλές πιθανές εφαρμογές για τέτοιου είδους τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένης της αναγεννητικής ιατρικής.

«Εάν ξέραμε πώς να πούμε σε συλλογές κυττάρων να κάνουν αυτό που θέλουμε να κάνουν, τελικά, αυτό είναι αναγεννητική ιατρική — αυτό είναι η λύση για τις τραυματικές傷ες, τις γενετικές ανωμαλίες, τον καρκίνο και τη γήρανση», είπε ο Levin. «Όλα αυτά τα διαφορετικά προβλήματα είναι εδώ γιατί δεν ξέρουμε πώς να προβλέψουμε και να ελέγξουμε ποια ομάδες κυττάρων θα χτίσουν. Τα Ξενο-Ρομπότ είναι μια νέα πλατφόρμα για να μας διδάξουν».