Учени демонстрираха начин за възпроизвеждане на „живи” роботи
(снимка: CC0 Public Domain)
Ксеноботите – живи микророботи, направени от жабешки ембрионални клетки – вече могат спонтанно да се възпроизвеждат. Те са проектирани с изкуствен интелект и създадени ръчно.
За първи път ксеноботи представи група американски учени през 2020 г. При създаването им са използвани стволови клетки, получени от ембрионите на южноафриканската жаба „Xenopus laevis” (оттук и името на роботите). Геномът на жабата остава непроменен, но клетките са препрограмирани: от тях в ембрионите са получени кожни клетки, но изследователите им дават шанс да преосмислят предназначението си.
След инкубацията около 3000 клетки са свързани на ръка с помощта на малки пинсети и още по-малък електрод. Създадените по този начин ксеноботи могат да се движат в пространството, да намират определени цели и да се възстановяват от щети.
В новата разработка учените са „надарили” ксеноботите с друг атрибут на живите същества, доказвайки, че те могат да създават себеподобни. Всъщност това е напълно нов начин на възпроизвеждане: „възрастните” ксеноботи събират отделни клетки, като ги държат заедно и след няколко дни тези „бебета” се превръщат в пълномащабни ксеноботи. В случая ксеноботите използват т.нар. кинематична саморепликация – процес, който преди това е наблюдаван само на молекулярно ниво.
За да разберат коя форма на ксеноботи е най-добра за възпроизвеждане, учените се обръщат към изкуствения интелект. Еволюционен алгоритъм, работещ на суперкомпютър, тества милиарди форми на тялото на ксеноботите – триъгълници, квадрати, пирамиди, звездички – и открива тази форма, която ще осигури най-ефективната кинематична саморепликация.
Задачата е отнела на суперкомпютъра няколко месеца, като в крайна сметка той се спира на C-образна форма, напомняща на „Пакман” от едноименната игра. Тогава учените събират роботи по схемата, предложена от компютъра, и доказват, че новите ксеноботи могат успешно да се възпроизвеждат в продължение на няколко поколения.
Авторите на разработката смятат, че резултатите от тяхното изследване могат да имат както теоретични, така и практически резултати: от една страна, използвайки ксеноботи, човек може по-добре да разбере самия процес на възпроизвеждане, а от друга – да създаде живи машини за регенеративна медицина и нови лекарства.
Резултатите от изследването са публикувани в сп. „Proceedings of the National Academy of Sciences”.