Linkovi

„Pac-Man“ živi roboti: ksenoboti


Ksenorobot, u obliku Pac-mana (crveno), dizajniran pomoću UI, pored matične ćelije u obliku lopte "potomstva" (zeleno) Credit: Douglas Blackiston and Sam Kriegman
Ksenorobot, u obliku Pac-mana (crveno), dizajniran pomoću UI, pored matične ćelije u obliku lopte "potomstva" (zeleno) Credit: Douglas Blackiston and Sam Kriegman

Živi roboti su među nama i to je činjenica s kojom moramo nastaviti živjeti. Sada su američki naučnici naučnici s Univerziteta Vermont, Univerziteta Tufts i Instituta za biološki nadahnuto inženjerstvo Wyss pri Univerzitetu Harvard otkrili potpuno novi oblik biološke reprodukcije – i primijenili svoje otkriće kako bi stvorili prve, samoreplicirajuće žive robote.

Rad, objavljen 29. novembra u recenziranom naučnom časopisu PNAS, pokazao je kako je koncept programabilnih živih robota moguć. Ovi „roboti“ su nešto o čemu se u svijetu nauke već neko vrijeme priča i ovo čak nije prvi put da se radilo na razvoju ovakvih entiteta.

Radi se o „rekonfigurabilnim organizmima“, napravljenim od živih ćelija, pa sastavljenih u konglomerate, hrpe, promjera oko milimetra proizvoljnih oblika. Naučnici ih zovu „ksenobotima“ ( eng. xenobots), i mada naziv neodoljivo podsjeća na nešto iz filma Osmi putnik (Alien), u grčkom jeziku „xeno“ znači strano, ipak je naziv malo prozaičnijeg porijekla. Prosto se zovu tako jer su se prvi „živi roboti“ kreirali od ćelija embrija afričke kandžaste žabe, naučnog naziva Xenopus laevis. Neki od prvih kseonobotova nastali su u sjeni početka pandemije, na proljeće 2020. godine, a razvio ih je Sam Kriegman s Wyss instituta pri Harvardu i njegov tim. Ovaj novi rad dolazi također od Kriegmanovog tima.

Naučnici uzgajaju ćelije uzete iz embrija ovih žaba, uzgajaju ove tako „otuđene“ ćelije u slanom rastvoru neophodnoom da bi one opstale i posmatraju njihovo ponašanje. Same ćelije izgledom podsjećaju na Pac-mana iz igrice – formiraju „usta“ kojima mogu gurati druge ćelije na gomilu, a posjeduju i cilije – tvorevine nalik na dlačice, a koje im služe za kretanje.

Gotovo svi organizmi se razmnožavaju tako što rastu i potom daju potomstvo. Neke se molekule također repliciraju, ali pomicanjem, a ne rastom: pronalaze i kombinuju građevne blokove u samokopije. To ponašanje molekula naučnici su nazvali kinetička samo-replikacija i do sada nije bila primijećena na ćelijama. Meeđutim, ovi ksenobotovi pokazuju upravo tu osobinu. Oni se kretali i pokazali koordinisano kretanja u medijumu.

Spomenuti tim naučnika je pokazao kako ćelije, ako se izdvoje iz organizma u razvoju, mogu na sličan način pronaći i kombinovati labave stanice u nakupine koje izgledaju i kreću se kao i one, te da se ta sposobnost ne mora posebno razvijati ili uvoditi genetičkom manipulacijom. I zaista – ove ćelije nisu genetički modifikovane, i rade to što rade spontano.

„Umjetna inteligencija može dizajnirati klastere koji se bolje repliciraju i obavljati koristan posao dok to rade“, navode naučnici u radu.

Oni su testirali različite oblike tijela za svoje žive robote. Otkrili su da C-oblik nalik Pac-Manu čini male nakupine stanica najefikasnijima u samoreplikaciji.

Kada istraživači kažu da se ksenobotovi mogu sami replicirati, to ne znači da se zapravo razmnožavaju. Ono što oni misle je da se u toj formaciji u obliku slova C ksenobot može kretati unutar petrijeve zdjelice uz pomoć cilija, koje se nalaze na vanjskoj strani svake stanice. Dok se kreće, klaster skuplja druge zalutale ćelje i spaja ih dok ne formiraju vlastitog ksenobota. Ali ovaj proces ne traje zauvijek. Stanice su to mogle učiniti samo za nekoliko generacija ksenobota.

Nemodifikovane ćelija žabe, koje se ponašaju drugačije nego što bi se normalno ponašale, prvi su korak u stvaranju nekih budućih organskih, milimetarskih „živih“ robota.

Naravno, treba se i zapitati čemu sve to? Za sada, ksenobotovi nemaju neku posebnu namjenu. Ni, roboti, ni životinje, zapravo su platforma iz koje naučnici mogu više učiti. U budućnosti bi moža mogli biti iskorišteni za neke stvar – recimo, čišćenje okoliša od plastike, ali ovo je još uvijek daleka budućnost. Oni su biorazgradivi i ne bi doprinosili zagađenju.

  • 16x9 Image

    Jelena Kalinić

    Biolog, dopisnik Glasa Amerike za nauku, i dobitnica EurekaAlert (AAAS) Felowship 2020. za naučne novinare. Vodi blog Quantum of Science od 2015.

XS
SM
MD
LG