Ксеноботы могут стать неуправляемыми устройствами, похожими на человека, или незаменимыми роботами, которые очистят океан от микропластика и доставят лекарство в нужную точку организма. Прямо сейчас исследователи по всему миру изучают ксеноботов, которые сделаны не из железа, а из плоти.
Что такое ксеноботы?
Ксеноботы — это организмы, которые создают в лаборатории: ученые собирают их и программируют на действие или алгоритм действий. Привычный робот состоит из металла и других прочных деталей, но ксеноботы — это живые клетки, которые составляют тело, подобное человеческому.
Как создают ксеноботов?
Ученые знают несколько способов создания ксеноботов. Первый — когда одноклеточные организмы меняют с помощью рефакторированных (преобразованных) геномов. Но это пока невозможно сделать в многоклеточных системах.
Второй способ — модифицировать нить клетки путем смены условий культивирования. Но тогда ксеноботов почти нельзя будет контролировать. Поэтому исследователи изучили область биоинженерии, где изучают трехмерные каркасы. Это позволит предугадать модель поведения устройств.
В январе 2020 года исследователи из Университета Тафтса и Университета Вермонта разработали метод создания ксеноботов из клеток лягушки Xenopus laevis. Эти ксеноботы могут питаться, делиться и жить всего неделю. Также они плавают, перемещают объекты и взаимодействуют в группе. Роботы сделаны из нескольких видов клеток, которые образуют кожу и сердце, они сокращаются и приводят в ксенобота в движение.
В результате получились ксеноботы разных размеров, одни продолговатой формы, вторые — как дуга. Оказалось, что внешний вид роботов влияет на их функции, поэтому авторы решили поэкспериментировать с формой.
От успешности конструкции ксенобота зависит, как он будет выполнять команды и скрещиваться. Например, если робота сделать в форме пончика с отверстием посередине, ему будет легче переносить грузы.
Как размножаются ксеноботы?
Оказалось, что ксеноботы обладают особой формой размножения. Ранее исследователи видели подобное только на молекулярном уровне, но не на клеточном. Это процесс, при котором молекулы формируют копии за счет объединения со «строительными блоками».
Ученые подчеркнули, что процессом репликации можно управлять. Используя алгоритм, команда специалистов предсказала, какие начальные формы ксеноботов могут дать наибольшее потомство.
Чтобы запустить процесс размножения, исследователи использовали ИИ — он проанализировал варианты того, как могли выглядеть роботы, чтобы улучшить качество процесса и его результат. Оптимальной оказалась С-образная форма, напоминающая Пакмана.
Зачем нам ксеноботы?
Международная группа ученых заявила, что такие роботы могут решить проблему сбора мельчайших частичек пластика в океане. Кроме этого, на ксеноботах можно тестировать лекарственные препараты.
Еще ученые считают, что на основе ксеноботов они смогут изучить глобальные изменения в процессе размножения живых организмов, чтобы научиться управлять процессом. Далее исследователи собираются сделать ксеноботов из клеток млекопитающих.
Опасны ли ксеноботы?
Ученые заявляют, что нет. Как отметила Сэм Кригман, автор исследования о первых ксеноботах, роботы будут становиться все более разумными, поэтому могут появиться этические проблемы.
Ученые также подчеркивают, что ксеноботы — это не живые организмы, а просто клетки, которые реагируют на внешние раздражители. Исследователи считают, что с роботами можно работать и это не нарушает этику.
Они добавили, что ксеноботы будут всегда вести себя безопасно для человека, так как они обитают в специальной среде, без которой сразу погибнут.
Исследования ксеноботов уникальны, так как это новая область науки. Перспектива получить неуправляемых, автономных и думающих роботов — пугает, но ученые убеждают, что все эксперименты проходят в контролируемой среде.
К тому же, успешные ксеноботы помогут в медицине и станут живыми нанохирургами, удаляющими вредоносные и патогенные клетки из организма пациента, или нанокурьерами лекарств, доставляющими их прямиком туда, где они будут эффективнее всего бороться с заболеванием.
Читать далее
Ученые восстановили лицо женщины бронзового века, которую похоронили с драгоценностями
Искусственный интеллект в Москве теперь обрабатывает исследования по 7 направлениям
Ученые из Гарварда открыли новое состояние материи — квантовую спиновую жидкость