ŞTIINŢĂ Înapoi în viitor - roboţi care se pot reproduce

Fanteziile din filmele anilor 70-80 sunt deja realitate, iar oamenii de ştiinţă reuşesc în continuare să surprindă publicul larg cu invenţii greu de imaginat. Un pas uriaş pe calea "viitorului" a fost făcut în această perioadă de pandemie. Oamenii de ştiinţă americani care au creat primii roboţi vii din lume spun că formele de viaţă, cunoscute sub numele de xenoboţi, se pot reproduce acum într-un mod care nu este văzut la plante şi animale. Formaţi din celulele stem ale broaştei africane cu gheare (Xenopus laevis) de la care îşi iau numele, xenoboţii au o circumferinţă mai mică de un milimetru (0,04 inchi). Micii roboţi au fost prezentaţi pentru prima dată în 2020, după ce experimentele au arătat că se pot mişca, lucra împreună în grupuri şi se pot auto-vindeca. Acum, oamenii de ştiinţă care i-au dezvoltat, de la Universitatea din Vermont, Universitatea Tufts şi Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic de la Universitatea Harvard, au spus că au descoperit o formă complet nouă de reproducere biologică, diferită de orice animal sau plantă cunoscuţi ştiinţei. "Am fost uimit de asta", a spus Michael Levin, profesor de biologie şi director al Allen Discovery Center de la Universitatea Tufts, care a fost co-autor principal al noii cercetări, care a adăugat: "Broaştele au un mod de reproducere pe care îl folosesc în mod normal, dar când... eliberezi (celulele) de restul embrionului şi le dai şansa să-şi dea seama cum să fie într-un mediu nou, nu numai că îşi dau seama, au descoperit o nouă modalitate de a se mişca, dar şi-au dat seama, aparent, şi de o nouă modalitate de a se reproduce." Xenoboţii părinţi în formă de C colectează şi comprimă celulele stem libere în grămezi care se pot maturiza în urmaşi. Celulele stem sunt celule nespecializate care au capacitatea de a se dezvolta în diferite tipuri de celule. Pentru a face xenoboţii, cercetătorii au răzuit celule stem vii din embrioni de broaşte şi le-au lăsat să incubeze. Nu este implicată nicio manipulare a genelor. Cei mai mulţi oameni cred că roboţii sunt făcuţi din metale şi ceramică, dar nu este atât din ce este făcut un robot, ci ceea ce face acesta, dacă acţionează pe cont propriu în numele oamenilor", a spus Josh Bongard, profesor de informatică şi robotică, expert la Universitatea din Vermont şi autor principal al studiului. Bongard a spus că cercetătorii au descoperit că xenoboţii, care au fost iniţial în formă de sferă şi făcuţi din aproximativ 3.000 de celule, s-ar putea replica. Dar s-a întâmplat rar şi numai în circumstanţe specifice. Xenoboţii au folosit "replicarea cinetică", un proces despre care se ştie că are loc la nivel molecular, dar nu a fost niciodată observat până acum la scara celulelor sau a organismelor întregi, a spus Bongard.

Cu ajutorul inteligenţei artificiale, cercetătorii au testat apoi miliarde de forme ale corpului pentru a face xenoboţii mai eficienţi la acest tip de replicare. Supercomputerul a venit cu o formă de C care semăna cu Pac-Man, jocul video din anii 1980. Ei au descoperit că a reuşit să găsească celule stem minuscule într-o cutie Petri, să adune sute de ele în gura sa şi, câteva zile mai târziu, mănunchiul de celule a devenit noi xenoboţi. Părintele roteşte o minge mare de celule stem care se maturizează într-un nou xenobot. "AI nu a programat aceste maşini în modul în care ne gândim de obicei la scrierea codului. A modelat şi sculptat şi a creat această formă Pac-Man. Forma este, în esenţă, programul. Forma influenţează modul în care xenoboţii se comportă pentru a amplifica acest proces incredibil de surprinzător", a spus Bongard. Xenoboţii sunt o tehnologie foarte timpurie şi nu au încă aplicaţii practice. Cu toate acestea, această combinaţie de biologie moleculară şi inteligenţă artificială ar putea fi utilizată într-o serie de sarcini în organism şi în mediu, potrivit cercetătorilor. Aceasta poate include lucruri precum colectarea microplasticelor din oceane, inspectarea sistemelor radiculare şi medicina regenerativă. În timp ce perspectiva biotehnologiei cu auto-replicare ar putea stârni îngrijorare, cercetătorii au spus că maşinile vii au fost în întregime păstrate într-un laborator şi uşor de oprit, deoarece sunt biodegradabile şi reglementate de experţi în etică.