제노봇 2.0이 도착했습니다. 여전히 개구리 줄기 세포로 개발됨

투프트 대학과 버몬트 대학의 생물학자와 컴퓨터 과학자 팀이 작년에 “제노봇”을 개발한 팀이 이제 제노봇 2.0을 개발했습니다. 작년 버전은 개구리 세포에서 만들어진 새로운 작은 자가 치유 생물 기계였으며, 탐색, 페이로드 推進, 그리고 어떤 경우에는 집단 단위로 작동할 수 있었습니다.

제노봇 2.0

새로운 제노봇 2.0은 단일 세포에서 몸체를 자가 조립할 수 있는 생명체입니다. 이동하기 위해 근육이 필요하지 않으며,甚至 記憶을 기록할 수 있습니다. 이전 버전과 비교하여 새로운 봇은 더 빠르게 이동하고, 더 많은 환경을 탐색하며, 더 긴 수명을 가지고 있습니다.同時에, 그들은 여전히 함께 일할 수 있고, 손상되면 자가 치유할 수 있습니다.

새로운 연구는 Science Robotics에 발표되었습니다.

제노봇 1.0에서는 밀리미터 크기의 자동화 장치가 “상향식”으로 구성되었으며, 조직의 수동 배치와 개구리 피부 및 심장 세포의 외과적 성형이 이루어졌습니다. 새로운 버전의 기술에서는 “하향식”으로 구성되었습니다.

아프리카 개구리인 Xenopus laevis의 배아에서 줄기 세포를 추출하여 자가 조립하고 구형으로 성장할 수 있었습니다. 몇 일 후, 세포는 분화되어 특정 방식으로 앞뒤로 움직이거나 회전하는 섬모를 생성했습니다.

이러한 섬모는 새로운 봇에 빠르게 표면을 이동할 수 있는 일종의 “다리”를 제공합니다. 생물학적 세계에서, 섬모 또는 작은毛のような 투영은 종종 점액 표면에서 발견됩니다.它们는異物과 병원체를 밀어내는 데 도움이 되지만, 제노봇에서는 빠른 이동을 제공합니다.

마이클 레빈은 투프트 대학의 생물학 명예 교수이자 앨런 디스커버리 센터의 디렉터입니다. 그는 연구의 해당 저자입니다.

“우리는 세포 집단의 놀라운 가소성을 목격하고 있으며, 기본적으로 다른 ‘몸’을 구축하고 있습니다. 이는 기본적으로 정상적인 게놈을 가지고 있지만, 개구리와는 다릅니다.”라고 레빈은 말했다. “개구리 배아에서, 세포는 협력하여 올챙이를 생성합니다. 여기서, 우리는 세포가 자가 하드웨어를 재사용하여 새로운 기능을 수행할 수 있음을 보았습니다. 이는 놀라운 것입니다. 세포는 새로운 역할을 맡고 새로운 몸 계획과 행동을 생성할 수 있습니다.”

시니어 과학자 더그 블랙스톤은 연구의 공동 제1저자입니다.

“어떤 방식으로 제노봇은 전통적인 로봇과 유사하게 구성됩니다. 다만 우리는 인공 구성 요소 대신 세포와 조직을 사용하여 형태를 구축하고 예측 가능한 행동을 생성합니다.”라고 블랙스톤은 말했다. “생물학적으로, 이러한 접근 방식은 세포가 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 데 도움이 되며, 이러한 상호 작용을 어떻게 제어할 수 있는지 이해하는 데 도움이 됩니다.”

버몬트 대학에서는 컴퓨터 과학자와 로봇공학 전문가인 조쉬 봉가드가 제노봇의 다양한 형태를 모델링하는 컴퓨터 시뮬레이션을 개발했습니다. 이러한 시뮬레이션은 개별 및 집단에서 나타나는 다양한 행동을 식별하는 데 도움이 되었습니다.

봉가드는 “우리는 작업을 수행하기 위해 제노봇이 어떻게 설계되어야 하는지 알지 못합니다. 그러나 슈퍼컴퓨터를 사용하여 모든 가능한 제노봇 스웜을 검색하여 작업을 가장 잘 수행하는 스웜을 찾을 수 있습니다.”라고 말했다. “우리는 제노봇이 유용한 작업을 수행하도록 하기 위해 노력하고 있습니다. 현재 우리는 간단한 작업을 제공하고 있지만 궁극적으로는 미세 플라스틱을 제거하거나 오염된 토양을 정화하는 새로운 유형의 생명 도구를 목표로 합니다.”

새로운 봇은 더 빠르고 효율적이며, 쓰레기 수집과 같은 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 새로운 봇은 대면적 평면을 커버할 수 있습니다. 새로운 업그레이드에는 봇이 정보를 기록할 수 있는 기능도 포함되어 있습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=g_eLsiAv8w4&feature=emb_title

기록 메모리 및 자가 치유

기술의 가장 인상적인 새로운 기능은 봇이 메모리를 기록할 수 있는 기능입니다. 이는 이후 봇의 행동과 동작을 수정하는 데 사용할 수 있습니다. 새로 개발된 메모리 기능은 테스트되었으며, 이는 미래에 확장될 수 있으며, 빛, 방사성 오염, 화학 오염 물질 등을 감지하고 기록할 수 있습니다.

“우리가 봇에 더 많은 기능을 추가할수록, 우리는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 더 복잡한 행동과 더 많은 작업을 수행할 수 있는 봇을 설계할 수 있습니다.”라고 봉가드는 말했다. “우리는 봇을 설계하여 환경의 상태를 보고 수정하고 수리할 수 있도록 할 수 있습니다.”

새로운 로봇은 또한 매우 효율적으로 자가 치유할 수 있으며, 이는 심각한 절단의 대부분을 5분 이내에 닫을 수 있음을 보여줍니다.

새로운 제노봇은 배아 에너지 저장소에서 최대 10일 동안 생존할 수 있는 능력을 유지하며, 추가 에너지 소스가 없이 작업을 수행할 수 있습니다. 다양한 영양소로 유지할 경우, 몇 개월 동안 정상 속도로 계속 작동할 수 있습니다.