Xenobots 2.0 aya di dieu sareng masih dikembangkeun sareng sél sél bangkong

Tim biologis sareng élmuwan komputer anu sami ti Universitas Tufts sareng Universitas Vermont anu nyiptakeun "xenobots” taun ka tukang ayeuna parantos ngembangkeun Xenobots 2.0. Vérsi taun ka tukang éta novel, mesin biologis timer penyembuhan leutik dijieun tina sél bangkong, sarta aranjeunna bisa napigasi, nyorong payloads, sarta meta salaku unit koléktif dina sababaraha kasus.

Xenobots 2.0 

Xenobots 2.0 anyar mangrupikeun bentuk kahirupan anu tiasa ngahijikeun awak tina sél tunggal. Aranjeunna teu merlukeun otot pikeun mindahkeun, sarta maranéhna malah geus nunjukkeun memori recordable. Dibandingkeun sareng mitra samemehna, bot-bot énggal langkung gancang, napigasi langkung seueur lingkungan, sareng umurna langkung panjang. Dina waktos anu sami, aranjeunna masih tiasa damel babarengan sareng nyageurkeun diri nalika ruksak. 

Panalungtikan anyar ieu diterbitkeun dina Robotics Élmu. 

Kalayan Xenobots 1.0, otomatisasi ukuran milimeter diwangun "luhureun ka handap," kalayan panempatan manual jaringan sareng bentuk bedah kulit bangkong sareng sél jantung, anu ngahasilkeun gerak. Kalayan versi téknologi anyar, aranjeunna diwangun "handap ka luhur."

Sél stém dicandak tina émbrio bangkong Afrika anu disebut Xenopus laevis, sareng ieu ngamungkinkeun aranjeunna ngarakit diri sareng janten spheroid. Sanggeus sababaraha poé, sél didiferensiasi sarta ngahasilkeun silia nu pindah deui mudik atawa diputer dina cara husus.

Silia ieu nyayogikeun bot énggal kalayan jinis "suku" anu ngamungkinkeun aranjeunna gancang ngarambat dina permukaan. Di dunya biologis, silia, atawa projections kawas bulu leutik, mindeng kapanggih dina surfaces mukosa kawas bayah. Aranjeunna ngabantosan ku ngadorong bahan asing sareng patogén, tapi dina Xenobots, aranjeunna nawiskeun gerakan gancang.

Michael Levin nyaéta Profesor Biologi anu dibédakeun sareng diréktur Pusat Papanggihan Allen di Universitas Tufts. Anjeunna mangrupikeun panulis pangajaran anu saluyu.

"Kami nyaksian plastisitas anu luar biasa tina koléktif sélular, anu ngawangun 'awak' anyar anu dasarna béda ti standarna - dina hal ieu, bangkong - sanaos gaduh génom anu normal," saur Levin. "Dina émbrio bangkong, sél gawé bareng pikeun nyieun tadpole a. Di dieu, dikaluarkeun tina kontéks éta, urang nempo yén sél bisa ulang Tujuan hardware maranéhanana disandikeun genetik, kawas cilia, pikeun fungsi anyar kayaning locomotion. Éta endah pisan yén sél sacara spontan tiasa nyandak peran énggal sareng nyiptakeun rencana sareng paripolah awak énggal tanpa seleksi évolusionér anu panjang pikeun fitur-fitur éta.

Élmuwan senior Doug Blackiston mangrupikeun panulis pangarang munggaran sareng teknisi panalungtikan Emma Lederer. 

"Ku cara kitu, Xenobots didamel sapertos robot tradisional. Ngan urang nganggo sél sareng jaringan tinimbang komponén jieunan pikeun ngawangun bentuk sareng nyiptakeun paripolah anu tiasa diprediksi. saur Blackiston "Dina tungtung biologi, pendekatan ieu ngabantosan urang ngartos kumaha sél komunikasi nalika aranjeunna saling berinteraksi nalika pangwangunan, sareng kumaha urang tiasa ngontrol interaksi éta."

Di UVM, para ilmuwan nuju ngembangkeun simulasi komputer anu ngamodelkeun bentuk Xenobots anu béda-béda, anu ngabantosan ngaidentipikasi paripolah anu béda-béda anu dipamerkeun dina individu sareng kelompok. Tim éta ngandelkeun klaster superkomputer Deep Green di Vermont Advanced Computing Core UVM. 

Dipimpin ku élmuwan komputer sareng ahli robotika Josh Bongard, tim éta mendakan ratusan rébu kaayaan lingkungan ku ngagunakeun algoritma évolusionér. Simulasi ieu lajeng dipaké pikeun ngaidentipikasi Xenobots nu bisa gawé bareng dina swarms pikeun ngumpulkeun lebu dina widang partikel.

Kami terang tugasna, tapi éta henteu écés - pikeun jalma - kumaha desain anu suksés kedah katingali. Éta tempat superkomputer asup sareng milarian kana rohangan sadaya kamungkinan Xenobot ngagimbung pikeun mendakan gorombolan anu ngalakukeun padamelan anu pangsaéna, ”saur Bongard. "Kami hoyong Xenobots ngalakukeun padamelan anu mangpaat. Ayeuna kami masihan aranjeunna tugas saderhana, tapi pamustunganana kami narékahan pikeun alat hirup anyar anu tiasa, contona, ngabersihan mikroplastik di sagara atanapi rereged dina taneuh.

Versi anyar tina bot nu leuwih gancang sarta leuwih efisien dina tugas kawas ngumpulkeun sampah, sarta aranjeunna ayeuna bisa nutupan surfaces datar badag. Pembaruan énggal ogé kalebet kamampuan Xenobot pikeun ngarékam inpormasi.

Ngarékam Mémori sareng Penyembuhan Diri

Fitur anyar anu paling narik tina téknologi nyaéta kamampuan bot pikeun ngarékam mémori, anu teras tiasa dianggo pikeun ngarobih lampah sareng paripolahna. Fungsi mémori anu nembé dikembangkeun diuji sareng bukti konsép nunjukkeun yén éta tiasa diperpanjang ka hareup pikeun ngadeteksi sareng ngarékam cahaya, ayana kontaminasi radioaktif, polutan kimiawi, sareng seueur deui. 

"Lamun kami mawa leuwih kamampuhan pikeun bot, urang tiasa nganggo simulasi komputer pikeun ngarancang aranjeunna kalayan paripolah leuwih kompleks jeung kamampuhan pikeun ngalaksanakeun tugas leuwih elaborate," ceuk Bongard. "Kami berpotensi ngarancang aranjeunna henteu ngan ukur ngalaporkeun kaayaan di lingkunganana tapi ogé pikeun ngarobih sareng ngalereskeun kaayaan di lingkunganana."

Versi anyar tina robot ogé tiasa nyageurkeun diri sacara éfisién, nunjukkeun yén aranjeunna sanggup nutup seuseueurna laceration panjangna parna satengah ketebalanna ngan ukur lima menit.

The Xenobots anyar mawa leuwih kamampuhan pikeun salamet nepi ka sapuluh poé dina toko énergi émbrionik, sarta tugas maranéhanana bisa dilumangsungkeun tanpa sumber énergi tambahan. Upami aranjeunna disimpen dina rupa-rupa nutrisi anu béda, aranjeunna tiasa diteruskeun dina laju pinuh salami sababaraha bulan.