Первых биороботов, созданных полностью из живых клеток, разработали в США, исследование ученых из Вермонтского и Тафтского университетов опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Микроскопические биороботы были созданы с помощью суперкомпьютерного моделирования из стволовых клеток африканской водной лягушки семейства шпорцевых Xenopus laevis. Живые роботы могут самостоятельно двигаться, выполнять элементарные задачи и даже залечивать повреждения.
«Это новые живые машины. Они не являются ни традиционными роботами, ни известным видом животных. Это новый класс живых программируемых организмов, созданных человеком», – рассказал руководитель исследования Джошуа Бонгард, пресс-релиз Вермонтского университета цитирует РИА «Новости».
Новых существ исследователи назвали реконфигурируемыми организмами, или ксеноботами (от слова «бот» и латинского названия лягушки).
Биороботы представляют собой крошечные сгустки биоматериала размером до миллиметра, в которых содержится от 500 до 1 тыс. клеток кожи и сердца эмбрионов лягушки. Благодаря клеткам кожи ксеноботы могут сохранять форму, а клетки сердца, которые сами собираются в мышечную ткань кардиомиоцитов, позволяют им двигаться с каждым сокращением.
Инженеры-робототехники из Вермонтского университета на основе созданного ими «эволюционного алгоритма» на суперкомпьютере Deep Green рассчитали сотни стабильных вариантов биороботов, каждый из которых затем протестировали в виртуальной среде, чтоб выяснить, будут ли они, например, двигаться при сокращении клеток сердечной мышцы.
На основе наиболее удачных конфигураций биологи Тафтсткого университета с помощью микроскопических пинцетов и электродов создавали реконфигурируемые организмы из живых клеток.
Самопроизвольно сжимающиеся и расслабляющиеся сердечные клетки выступают в роли миниатюрных двигателей, которые позволяют роботам двигаться до тех пор, пока запасы энергии в клетках не истощатся. Ксеноботы могут жить несколько дней или даже недель, потребляя запасы эмбриональной энергии.
Для жизни эти «организмы» должны находиться в водной среде. Биороботы плавают в чаше Петри кругами и даже могут перемещать небольшие гранулы. По мнению ученых, эту способность в будущем можно использовать в организме человека для целевой доставки препаратов или для очищения сосудов от бляшек.
Кроме того, биороботы также обладают способностью к регенерации. Если задание выполнено, а энергия закончилась, то ксеноботы умирают и разрушаются, как все живые организмы – они распадаются на мертвые клетки, не загрязняющие окружающую среду. Однако все же биороботы «живые» лишь условно, так как они не способны ни эволюционировать, ни размножаться.
Авторы исследования подчеркивают, что они впервые проектируют полностью биологические машины с нуля и не пытаются скопировать уже существующие биологические виды или отредактировать их.
«Это стопроцентная лягушачья ДНК, но это не лягушки. Мы показали, что из лягушачьих клеток можно создать новые живые формы, которые полностью отличаются от стандартной анатомии. Они очень маленькие, но в конечном итоге мы планируем сделать их более масштабными», – пояснил один из авторов научной работы, Майкл Левин из Тафтского университета.
Ученые намерены создать ксеноботов с кровеносными сосудами, нервной системой и сенсорными клетками, из которых будут сформированы рудиментарные глаза. Если для создания ксеноботов будут использованы клетки млекопитающих, биороботы смогут жить на суше.
Ранее российские ученые придумали лунного робота-геолога.
Источник: /vz.ru.
Рейтинг публикации:
|
