Wëssenschaftler erstellen Éischt-jee selbstreplikéierend, lieweg Roboter

Wëssenschaftler vun der University of Vermont, Tufts University, an dem Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering op der Harvard University hunn déi éischt jee, selbstreplizéiert lieweg Roboter erstallt. D'Schafung ass no der Entdeckung vun enger neier Form vu biologescher Reproduktioun.

D'Resultater vun der Fuerschung goufen am publizéiert Proceedings vun der National Academy of Sciences.

Liewen Xenobots

D'Team ass d'selwecht déi déi éischt lieweg "Xenobots" gebaut hunn, a si hunn entdeckt datt d'Computer-entworf an handmontéiert Organismen fäeg sinn an hir kleng Platen erauszeschwammen fir eenzel Zellen ze fannen. Si sammelen dann Honnerte vun hinnen zesummen fir "Baby" Xenobots ze sammelen, déi no just e puer Deeg regelméisseg Xenobots ginn. 

Déi nei Xenobots kënnen dann erausgoen a Kopië vu sech selwer bauen, dëse Prozess ëmmer erëm widderhuelen.

De Joshua Bongard, Ph.D., ass e Computerwëssenschaftler a Robotikexpert op der University of Vermont. Hien huet d'Fuerschung zesumme geleet.

"Mat dem richtegen Design - si wäerte spontan selwer replizéieren", sot de Bongard. 

D'Equipe huet Inspiratioun aus der Xenopus laevis Frosch, an deem embryonal Zellen sech an d'Haut entwéckelen.

De Michael Levin, Ph.D., ass e Professer fir Biologie an Direkter vum Allen Discovery Center op der Tufts University a Co-Leader vun der neier Fuerschung. Hien ass och en Associé Fakultéit Member am Wyss Institut. 

"Si géifen op der Äussewelt vun engem Tadpole sëtzen, Pathogenen aushalen a Schleim ëmverdeelen," sot de Levin. "Awer mir setzen se an en neie Kontext. Mir ginn hinnen eng Chance hir Multicellularitéit nei virzestellen.

Douglas Blackiston, Ph.D., ass Co-Autor vun der Fuerschung a Senior Wëssenschaftler op der Tufts University an dem Wyss Institut. Hie war verantwortlech fir d'Versammlung vun den Xenobot "Elteren" an d'Entwécklung vum biologeschen Deel vun der Studie.

"D'Leit hu scho laang geduecht datt mir all d'Weeër ausgeschafft hunn wéi d'Liewe ka reproduzéieren oder replizéieren. Awer dëst ass eppes wat nach ni observéiert gouf ", sot Blackiston.

"Dëst ass déif," huet de Levin weider. "Dës Zellen hunn de Genom vun engem Frog, awer, befreit vun Tadpoles ze ginn, benotzen se hir kollektiv Intelligenz, eng Plastizitéit, fir eppes erstaunlech ze maachen." 

Spontan Replikatioun

Fréier Experimenter hunn bewisen wéi Xenobots konzipéiert kënne ginn fir einfach Aufgaben z'erreechen, awer déi nei weisen wéi déi biologesch Objete spontan replizéiere kënnen.

"Mir hunn de vollen, onverännerte Froggenom, awer et gëtt keen Hiweis datt dës Zellen un dëser neier Aufgab zesummeschaffe kënnen", sot de Levin.

De Sam Kriegman, Ph.D., ass den Haaptautor vun der Studie.

"Dëst sinn Fräschzellen déi sech op eng Manéier replizéieren déi ganz anescht ass wéi d'Fräschen et maachen. Keen Déier oder Planz bekannt fir d'Wëssenschaft replizéiert sech op dës Manéier ", sot de Kriegman.

Oee vun de gréissten Duerchbréch an dëser Fuerschung war d'Demonstratioun vu kinematescher Replikatioun, déi ni op der Skala vu ganz Zellen oder Organismen observéiert gouf. 

Well dëst komplett neit Territoire am Beräich vun der Robotik ass, reagéiert d'Team op de Risiko verbonne mat esou Technologie.

"Mir schaffen fir dës Immobilie ze verstoen: Replikatioun. D'Welt an d'Technologien verännere sech séier. Et ass wichteg, fir d'Gesellschaft als Ganzt, datt mir studéieren a verstoen wéi dëst funktionnéiert ", sot de Bongard. "(d'Roboter) sinn net wat mech an der Nuecht waakreg halen. Wat Risiko stellt ass déi nächst Pandemie; Beschleunegung vum Ökosystem Schued vu Verschmotzung; verstäerkt Gefore vum Klimawandel. Dëst ass en ideale System fir selbstreplikéiere Systemer ze studéieren. Mir hunn e moraleschen Imperativ fir d'Konditiounen ze verstoen, ënner deenen mir et kënne kontrolléieren, dirigéieren, drécken, iwwerdreiwen.

Déi lieweg Robotere gi ganz an engem Labo gehal, kënne liicht ausgeschloss ginn, a gi vu Bundes-, Staats- an institutionell Ethikexperten gepréift. 

D'Team gesäit vill potenziell Uwendungen fir sou Technologie, dorënner regenerativ Medizin.

"Wa mir woussten wéi d'Sammlungen vun Zellen ze soen fir ze maachen wat mir wollten se ze maachen, schlussendlech ass dat regenerativ Medizin - dat ass d'Léisung fir traumatesch Verletzung, Gebuertsdefekter, Kriibs an Alterung," sot de Levin. "All dës verschidde Probleemer sinn hei well mir net wësse wéi mir viraussoen a kontrolléieren wéi eng Gruppe vun Zellen bauen. Xenobots sinn eng nei Plattform fir eis ze léieren.