Американські вчені створили перших живих роботів

Американські вчені повідомили про створення перших в світі біороботів, повністю зібраних з живих клітин. По суті, це новий клас програмованих живих істот. Опис дослідження наведено в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Вчені з Вермонтського і Тафтського університетів за допомогою суперкомп'ютерного моделювання навчилися збирати зі стовбурових клітин африканської водної жаби сімейства шпорцевих Xenopus laevis мікроскопічних біороботів, здатних самостійно рухатися, виконувати елементарні завдання і навіть заліковувати пошкодження.


Вчені назвали нових істот реконфігурованими організмами, або ксеноботами.

По суті це невеликі згустки біоматеріалу розміром до міліметра, що містять від 500 до тисячі клітин шкіри і серця ембріонів жаби. Клітини шкіри дозволяють цим "організмам" зберігати форму, а клітини серця, які самі збираються в м'язову тканину кардіоміоцитів, - рухатися з кожним скороченням.

На основі "еволюційного алгоритму", створеного інженерами-робототехніки з Вермонтского університету, на суперкомп'ютері Deep Green були розраховані сотні стабільних варіантів ксеноботів, кожен з яких потім протестували у віртуальному середовищі, щоб перевірити, наприклад, чи буде він рухатися при скороченні клітин серцевого м'яза. На основі найбільш вдалих конфігурацій біологи Тафтсьткого університету за допомогою мікроскопічних пінцетів і електродів створювали реконфігуровані організми in vivo - тобто з живих клітин.

Оскільки серцеві клітини мимовільно стискаються і розслабляються, вони поводяться як мініатюрні двигуни, які приводять роботів в рух до тих пір, поки запаси енергії в клітинах не виснажаться. Випробування показали, що ці "істоти" живуть кілька днів або навіть тижнів, споживаючи запаси ембріональної енергії.

Щоб клітини залишалися живими, ксеноботи повинні перебувати у водному середовищі. У чашці Петрі вони плавають колами і можуть навіть переміщати невеликі гранули. Вчені вважають, що цю здатність ксеноботів в майбутньому можна буде використовувати в організмі людини - для цільової доставки препаратів або для очищення судин від бляшок.

У разі пошкодження біороботи можуть самі заліковувати свої рани. Коли ж завдання виконано, а енергія закінчилася, вони вмирають і руйнуються так само, як будь-які живі істоти, - розпадаючись на мертві клітини, які не забруднюють навколишнє середовище. Втім, "живими" ксеноботів можна назвати досить умовно. Вони не здатні ні еволюціонувати, ні розмножуватися.

За словами авторів дослідження, вони вперше проектують повністю біологічні машини з нуля, не намагаючись скопіювати вже існуючі біологічні види або відредагувати їх.



Надалі вчені хочуть створити ксеноботів з кровоносними судинами, нервовою системою і сенсорними клітинами, з яких будуть сформовані рудиментарні очі. Якщо використовувати для цього клітини ссавців, ксеноботи зможуть жити на суші.

---

© за матеріалами