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Pequeños grupos de células como Pac-Man son los primeros robots biológicos autorreplicantes del mundo.
Los diminutos bots están hechos de células de la piel. ranas, pero no se reproducen mitosis o: mitosis o cualquier otra forma de dividir o copiar células en circunstancias normales. En cambio, construyen más que ellos mismos a partir de células crudas de piel de rana flotante, creando varias generaciones de organismos casi idénticos.
En acción, los bots (llamados «xenobots» por sus inventores) incluso se parecen a Pac-Man. Se mueven con salvajes sacacorchos y espirales, sus «bocas» abiertas llenan las células de la piel que flotan libremente. Las células tienden a pegarse o entrar en contacto entre sí, por lo que estas pilas se asimilan gradualmente en nuevos xenobots en espiral.
Si bien esta autorreplicación es un proceso bastante delicado que actualmente solo es posible en un plato de laboratorio cuidadosamente controlado, los investigadores esperan que sea una nueva promesa para los robots de base biológica.
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«La capacidad de imitarse a sí mismo es la mejor manera de asegurarse de seguir haciendo lo que está haciendo», dijo Sam Kriegman, científico informático y becario postdoctoral en el Centro de Detección Tufts Allen del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard. Universidad.
Biobots
Krigman y sus colegas, incluido el científico informático Joshua Bongard de la Universidad de Vermont, han estado desarrollando xenobots durante años. Los bots están hechos de células madre extraídas de huevos de rana y tienen un ancho de 0.04 pulgadas (1 milímetro) o menos. Cuando se comunican entre ellos, Células madre forman naturalmente galletas esféricas cubiertas con pequeñas pestañas o estructuras peludas que pueden dar vuelta las ampollas.
«No son ni un robot tradicional ni una especie de animal conocida», dijo Bongard en un comunicado cuando se anunciaron por primera vez los xenobots en 2020. informes Live Science a tiempo. «Es una nueva clase de artefacto, un organismo vivo y programable».
Sin embargo, programar un organismo no es tan fácil como ingresar código en comandos, dijo Kriegman a WordsSideKick.com. «Es difícil programar algo que no tiene software», dijo.
En última instancia, el control de los xenobots conduce al control de sus caballos. Aquí es donde funciona la inteligencia artificial. No siempre es intuitivo lo que hará el xenobot cuando cambie su huevo, o cómo obtener el resultado deseado esculpiendo el huevo. Pero las simulaciones por computadora pueden ejecutar miles de millones de versiones de caballos de fuerza en días o semanas. Los investigadores pueden incluso cambiar el entorno en torno a xenobots simulados. Los caballos, tamaños y entornos prometedores se pueden probar en el mundo real.
Los robots biológicos son prometedores, dice Krigman, porque pueden repararse solos. También son biodegradables. Permaneciendo solos, la energía de los xenobots se agota y comienzan a descomponerse en 10-14 días. No dejan rastros de microplásticos o metales tóxicos, solo pequeñas manchas de descomposición orgánica. Los investigadores están trabajando en proyectos que podrían permitir a los xenobots mover pequeñas cantidades de material. Los usos potenciales incluyen la administración de medicamentos al cuerpo o la eliminación de sustancias químicas tóxicas del medio ambiente.
Autocuración
Los investigadores encontraron que los xenobots con su forma esférica típica podían replicarse de forma limitada. Cuando se colocan en un plato lleno de células madre de rana que flotan por sí mismas, las cuentas giran alegremente, empujando al azar las células que flotan libremente en masas, algunas de las cuales se unen para formar nuevos xenobots. Sin embargo, son más pequeños que sus padres y, por regla general, no pueden moverse por suficientes células individuales para formar una generación.
Después de que las simulaciones por computadora sugirieran que el huevo de Pac-Man podría ser más efectivo, los investigadores probaron estos xenobots de huevo C en una sopa de células madre. Descubrieron que el diámetro de la descendencia de los xenobots de Pac-Man era un 149% más grande que el de los xenobots esféricos. Debido a la mejora de tamaño, los xenobots recién nacidos pudieron crear su propia generación. En lugar de copiar solo una generación de xenobots, los investigadores descubrieron que podían llegar a tres o cuatro.
«El sistema todavía es bastante frágil, el proceso de և hacer crecer las células մաք mantener la base de su crecimiento limpia y fresca es tedioso», dijo Krigman. Y no se preocupe, porque no hay preocupación de que estos robots biológicos se copien incontrolablemente և se apoderen del mundo.
Esto significa que los xenobots aún no están listos para convertirse en robots de trabajo. Los investigadores todavía están trabajando para probar diferentes caballos para diferentes problemas. Su simulación de inteligencia artificial también sugiere que cambiar a platos de laboratorio imitados por xenobots podría conducir a mejores resultados, pero eso aún no se ha probado en el mundo real.
Sin embargo, hay lecciones de xenobots que se pueden incorporar inmediatamente a la robótica, dijo Krigman. Ese es uno inteligencia artificial se puede utilizar para diseñar robots, incluso robots que puedan replicarse a sí mismos. La otra es que tiene sentido crear robots a partir de componentes inteligentes. «Los organismos biológicos son inteligentes hasta en sus partes constituyentes», dijo. «Los organismos están formados por células autoorganizadas, que están formadas por orgánulos autoorganizados, que están formados por células autoorganizadas. proteinas և moléculas. Los robots de metal y plástico de hoy en día no funcionan de esa manera.
«Si pudiéramos construir robots a partir de módulos inteligentes, tal vez podríamos construir máquinas más robustas», dijo Krigman. «Tal vez podamos crear robots en el mundo real que se puedan reparar o replicar por sí mismos».
Publicado originalmente en Live Science.
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