Ilmuwan Menciptakan Robot Hidup yang Dapat Mereplikasi Diri Sendiri untuk Pertama Kalinya

Ilmuwan di University of Vermont, Tufts University, dan Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard University telah menciptakan robot hidup yang dapat mereplikasi diri sendiri untuk pertama kalinya. Penciptaan ini mengikuti penemuan bentuk baru reproduksi biologis.

Hasil penelitian ini diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences.

Xenobots Hidup

Tim ini sama dengan yang membangun Xenobots hidup pertama, dan mereka menemukan bahwa organisme yang dirancang oleh komputer dan dirakit dengan tangan dapat berenang ke dalam cawan kecil mereka untuk menemukan sel tunggal. Mereka kemudian mengumpulkan ratusan sel tersebut untuk merakit “bayi” Xenobots yang menjadi Xenobots biasa setelah beberapa hari.

Xenobots baru ini kemudian dapat pergi dan membangun salinan diri mereka sendiri, mengulangi proses ini berulang-ulang.

Joshua Bongard, Ph.D., adalah ilmuwan komputer dan ahli robotika di University of Vermont. Ia memimpin penelitian ini.

“Dengan desain yang tepat, mereka akan mereplikasi diri sendiri secara spontan,” kata Bongard.

Tim ini mendapat inspirasi dari Xenopus laevis katak, di mana sel embrio akan berkembang menjadi kulit.

Michael Levin, Ph.D., adalah profesor biologi dan direktur Allen Discovery Center di Tufts University dan co-pemimpin penelitian baru ini. Ia juga merupakan anggota fakultas di Wyss Institute.

“Mereka akan duduk di luar katak, menjaga patogen dan meredistribusi lendir,” kata Levin. “Tapi kami memberi mereka kesempatan untuk mereimajinasi kemultiseluleran mereka.”

Douglas Blackiston, Ph.D., adalah co-penulis penelitian ini dan ilmuwan senior di Tufts University dan Wyss Institute. Ia bertanggung jawab untuk merakit “orang tua” Xenobots dan mengembangkan bagian biologis penelitian ini.

“Orang telah berpikir selama waktu yang lama bahwa kami telah menemukan semua cara kehidupan dapat mereproduksi atau mereplikasi. Tapi ini adalah sesuatu yang belum pernah diamati sebelumnya,” kata Blackiston.

“Ini adalah hal yang mendalam,” lanjut Levin. “Sel-sel ini memiliki genom katak, tetapi, dibebaskan dari menjadi berudu, mereka menggunakan kecerdasan kolektif, fleksibilitas, untuk melakukan sesuatu yang luar biasa.”

Replikasi Spontan

Eksperimen sebelumnya menunjukkan bagaimana Xenobots dapat dirancang untuk mencapai tugas sederhana, tetapi Xenobots baru ini menunjukkan bagaimana objek biologis dapat mereplikasi diri sendiri secara spontan.

“Kami memiliki genom katak yang lengkap, tetapi tidak memberikan petunjuk bahwa sel-sel ini dapat bekerja sama dalam tugas baru ini,” kata Levin.

Sam Kriegman, Ph.D., adalah penulis utama penelitian ini.

“Ini adalah sel-sel katak yang mereplikasi dengan cara yang sangat berbeda dari cara katak mereplikasi. Tidak ada hewan atau tanaman yang diketahui mereplikasi dengan cara ini,” kata Kriegman.

Salah satu temuan terbesar dalam penelitian ini adalah demonstrasi replikasi kinematik, yang belum pernah diamati pada skala sel atau organisme.

Karena ini adalah wilayah baru dalam bidang robotika, tim ini merespons risiko yang terkait dengan teknologi ini.

“Kami bekerja untuk memahami sifat ini: replikasi. Dunia dan teknologi berkembang dengan cepat. Penting, bagi masyarakat secara keseluruhan, bahwa kami mempelajari dan memahami bagaimana ini bekerja,” kata Bongard. ” (robot) ini tidak membuat saya khawatir. Yang membuat saya khawatir adalah pandemi berikutnya; kerusakan ekosistem yang dipercepat oleh polusi; ancaman yang meningkat dari perubahan iklim. Ini adalah sistem ideal untuk mempelajari sistem yang dapat mereplikasi diri sendiri. Kami memiliki kewajiban moral untuk memahami kondisi di mana kami dapat mengendalikannya, mengarahkannya, memadamkannya, melebih-lebihkannya.”

Robot hidup ini sepenuhnya disimpan di laboratorium, dapat dimatikan dengan mudah, dan diperiksa oleh ahli etika federal, negara bagian, dan lembaga.

Tim ini melihat banyak aplikasi potensial untuk teknologi ini, termasuk pengobatan regeneratif.

“Jika kami tahu bagaimana menginstruksikan kumpulan sel untuk melakukan apa yang kami inginkan, pada akhirnya, itu adalah pengobatan regeneratif — itu adalah solusi untuk cedera traumatis, kelainan bawaan, kanker, dan penuaan,” kata Levin. “Semua masalah ini ada karena kami tidak tahu bagaimana memprediksi dan mengendalikan apa yang akan dibangun oleh kelompok sel. Xenobots adalah platform baru untuk mengajar kami.”