Các nhà khoa học tạo ra Robot sống tự tái tạo đầu tiên

Các nhà khoa học tại Đại học Vermont, Đại học Tufts và Viện Kỹ thuật lấy cảm hứng từ Sinh học Wyss tại Đại học Harvard đã tạo ra những robot sống tự tái tạo đầu tiên. Sự tạo ra này theo sau việc phát hiện ra một hình thức sinh sản sinh học mới.

Kết quả của nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Khoa học Quốc gia.

Xenobots Sống

Đội ngũ này là những người đã xây dựng Xenobots sống đầu tiên, và họ đã phát hiện ra rằng các sinh vật được thiết kế bằng máy tính và lắp ráp bằng tay có thể bơi ra ngoài đĩa nhỏ của chúng để tìm các tế bào đơn lẻ. Sau đó, chúng thu thập hàng trăm tế bào lại với nhau để lắp ráp “Xenobots con” trở thành Xenobots thường sau chỉ vài ngày.

Xenobots mới có thể đi ra và xây dựng bản sao của chúng, lặp lại quá trình này nhiều lần.

Joshua Bongard, Tiến sĩ, là một nhà khoa học máy tính và chuyên gia robot tại Đại học Vermont. Ông đã lãnh đạo nghiên cứu.

“Với thiết kế đúng – chúng sẽ tự tái tạo một cách tự nhiên,” Bongard nói.

Đội ngũ đã lấy cảm hứng từ con cóc Xenopus laevis, trong đó các tế bào phôi sẽ phát triển thành da.

Michael Levin, Tiến sĩ, là giáo sư sinh học và giám đốc Trung tâm Khám phá Allen tại Đại học Tufts và là đồng lãnh đạo của nghiên cứu mới. Ông cũng là thành viên giảng dạy tại Viện Wyss.

“Chúng sẽ ngồi ở ngoài một ấu trùng, giữ cho các tác nhân gây bệnh ra và phân phối lại chất nhầy,” Levin nói. “Nhưng chúng tôi đang đưa chúng vào một bối cảnh mới. Chúng tôi đang cho chúng cơ hội để tưởng tượng lại sự đa bào của chúng.”

Douglas Blackiston, Tiến sĩ, là đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà khoa học cao cấp tại Đại học Tufts và Viện Wyss. Ông đã chịu trách nhiệm lắp ráp “phụ huynh” Xenobot và phát triển phần sinh học của nghiên cứu.

“Người ta đã nghĩ trong một thời gian dài rằng chúng ta đã tìm ra tất cả các cách mà cuộc sống có thể sinh sản hoặc tái tạo. Nhưng đây là điều gì đó chưa từng được quan sát trước đây,” Blackiston nói.

“Đây là điều sâu sắc,” Levin tiếp tục. “Những tế bào này có bộ gen của một con cóc, nhưng, được giải phóng khỏi việc trở thành ấu trùng, chúng sử dụng trí thông minh tập thể, sự dẻo dai, để làm điều gì đó đáng kinh ngạc.”

Tái tạo Tự nhiên

Các thí nghiệm trước đây đã chứng minh cách Xenobots có thể được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ đơn giản, nhưng những Xenobots mới cho thấy cách các vật thể sinh học có thể tái tạo tự nhiên.

“Chúng tôi có bộ gen đầy đủ, không thay đổi của con cóc, nhưng nó không cho chúng tôi biết rằng những tế bào này có thể làm việc cùng nhau trên nhiệm vụ mới này,” Levin nói.

Sam Kriegman, Tiến sĩ, là tác giả chính của nghiên cứu.

“Đây là tế bào của con cóc tái tạo theo cách rất khác so với cách con cóc làm. Không có động vật hoặc thực vật nào được biết đến trong khoa học tái tạo theo cách này,” Kriegman nói.

Một trong những đột phá lớn nhất trong nghiên cứu này là việc chứng minh sự tái tạo động học, điều mà chưa từng được quan sát ở quy mô tế bào hoặc sinh vật.

Vì đây là lãnh thổ hoàn toàn mới trong lĩnh vực robot, đội ngũ đang phản ứng với rủi ro liên quan đến công nghệ này.

“Chúng tôi đang làm việc để hiểu thuộc tính này: tái tạo. Thế giới và công nghệ đang thay đổi nhanh chóng. Điều quan trọng, đối với xã hội nói chung, là chúng ta nghiên cứu và hiểu cách thức hoạt động của nó,” Bongard nói. ” (những robot) không phải là điều gì đó khiến tôi mất ngủ vào ban đêm. Điều gì tạo ra rủi ro là đại dịch tiếp theo; thiệt hại hệ sinh thái tăng tốc từ ô nhiễm; các mối đe dọa từ biến đổi khí hậu ngày càng tăng. Đây là một hệ thống lý tưởng để nghiên cứu các hệ thống tự tái tạo. Chúng tôi có một nghĩa vụ đạo đức để hiểu các điều kiện mà chúng ta có thể kiểm soát nó, chỉ đạo nó, dập tắt nó, phóng đại nó.”

Những robot sống hoàn toàn được giữ trong phòng thí nghiệm, có thể bị tiêu diệt dễ dàng và được kiểm tra bởi các chuyên gia đạo đức liên bang, tiểu bang và tổ chức.

Đội ngũ nhìn thấy nhiều ứng dụng tiềm năng cho công nghệ này, bao gồm cả y học tái tạo.

“Nếu chúng ta biết cách nói với các nhóm tế bào để làm những gì chúng ta muốn chúng làm, cuối cùng, đó là y học tái tạo — đó là giải pháp cho chấn thương, khuyết tật bẩm sinh, ung thư và lão hóa,” Levin nói. “Tất cả các vấn đề khác nhau này đều ở đây vì chúng ta không biết cách dự đoán và kiểm soát những gì các nhóm tế bào sẽ xây dựng. Xenobots là một nền tảng mới để dạy chúng ta.”