Xenobots: Τα πρώτα ζωντανά ρομπότ έμαθαν να… αυτοαναπαράγονται

Αμερικανοί επιστήμονες που δημιούργησαν τα πρώτα ζωντανά ρομπότ λένε ότι οι μορφές ζωής, γνωστές ως xenobots, μπορούν πλέον να αναπαράγονται - και μάλιστα με τρόπο που δεν έχει παρατηρηθεί στα φυτά και τα ζώα.

Τα xenobots, που σχηματίστηκαν από τα βλαστικά κύτταρα του αφρικανικού νυχοβάτραχου (Xenopus laevis) από τον οποίο πήραν και το όνομά τους, έχουν πλάτος μικρότερο από ένα χιλιοστό (0,04 ίντσες). Οι μικροσκοπικές σταγόνες παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά το 2020, αφού πειράματα έδειξαν ότι μπορούν να κινούνται, να συνεργάζονται σε ομάδες και να αυτοθεραπεύονται.

Τώρα οι επιστήμονες που τα ανέπτυξαν στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, το Πανεπιστήμιο Tufts και το Ινστιτούτο Wyss του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ δήλωσαν ότι ανακάλυψαν μια εντελώς νέα μορφή βιολογικής αναπαραγωγής διαφορετική από κάθε ζώο ή φυτό που είναι γνωστό στην επιστήμη.

«Έμεινα έκπληκτος», δήλωσε ο Michael Levin, καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Allen στο Πανεπιστήμιο Tufts, ο οποίος ήταν ο συν-επικεφαλής συγγραφέας της νέας έρευνας.

«Οι βάτραχοι έχουν έναν τρόπο αναπαραγωγής που χρησιμοποιούν κανονικά, αλλά όταν ... απελευθερώνεις (τα κύτταρα) από το υπόλοιπο έμβρυο και τους δίνεις την ευκαιρία να καταλάβουν πώς να βρίσκονται σε ένα νέο περιβάλλον, όχι μόνο βρίσκουν έναν νέο τρόπο να κινούνται, αλλά προφανώς βρίσκουν και έναν νέο τρόπο να αναπαράγονται», είπε.

Ρομπότ ή οργανισμός;

Τα βλαστικά κύτταρα είναι μη εξειδικευμένα κύτταρα που έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Για να φτιάξουν τα ξενορομπότ, οι ερευνητές έβγαλαν ζωντανά βλαστικά κύτταρα από έμβρυα βατράχων και τα άφησαν να επωαστούν. Δεν υπάρχει καμία χειραγώγηση των γονιδίων που εμπλέκονται.

«Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται ότι τα ρομπότ είναι φτιαγμένα από μέταλλα και κεραμικά, αλλά δεν είναι τόσο το από τι είναι φτιαγμένο ένα ρομπότ, όσο το τι κάνει, δηλαδή να ενεργεί μόνο του για λογαριασμό των ανθρώπων», δήλωσε ο Josh Bongard, καθηγητής πληροφορικής και ειδικός στη ρομποτική στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

«Με αυτόν τον τρόπο είναι ένα ρομπότ, αλλά είναι επίσης ξεκάθαρα ένας οργανισμός φτιαγμένος από γενετικά μη τροποποιημένο κύτταρο βατράχου».

Ο Bongard δήλωσε ότι διαπίστωσαν ότι τα xenobots, τα οποία είχαν αρχικά σχήμα σφαίρας και ήταν κατασκευασμένα από περίπου 3.000 κύτταρα, μπορούσαν να αναπαραχθούν. Αλλά αυτό συνέβαινε σπάνια και μόνο σε συγκεκριμένες περιστάσεις. Τα xenobots χρησιμοποίησαν την «κινητική αντιγραφή» - μια διαδικασία που είναι γνωστό ότι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο, αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν στην κλίμακα ολόκληρων κυττάρων ή οργανισμών, δήλωσε ο Bongard.

Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές δοκίμασαν στη συνέχεια δισεκατομμύρια σχήματα σώματος για να κάνουν τα xenobots πιο αποτελεσματικά σε αυτό το είδος αντιγραφής. Ο υπερυπολογιστής κατέληξε σε ένα σχήμα C που έμοιαζε με το Pac-Man, το βιντεοπαιχνίδι της δεκαετίας του 1980. Διαπίστωσαν ότι ήταν σε θέση να βρει μικροσκοπικά βλαστικά κύτταρα σε ένα τρυβλίο Petri, να συγκεντρώσει εκατοντάδες από αυτά μέσα στο στόμα του και λίγες ημέρες αργότερα η δέσμη των κυττάρων έγινε νέα xenobots.

«Η τεχνητή νοημοσύνη δεν προγραμμάτισε αυτές τις μηχανές με τον τρόπο που συνήθως σκεφτόμαστε να γράφουμε κώδικα. Διαμόρφωσε και σμίλεψε και βρήκε αυτό το σχήμα του Pac-Man», δήλωσε ο Bongard.

«Το σχήμα είναι, στην ουσία, το πρόγραμμα. Το σχήμα επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα xenobots για να ενισχύσουν αυτή την απίστευτα εκπληκτική διαδικασία».

Τα xenobots είναι πολύ πρώιμη τεχνολογία - σκεφτείτε έναν υπολογιστή της δεκαετίας του 1940 - και δεν έχουν ακόμη καμία πρακτική εφαρμογή. Ωστόσο, αυτός ο συνδυασμός μοριακής βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί σε πλήθος εργασιών στο σώμα και το περιβάλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πράγματα όπως η συλλογή μικροπλαστικών στους ωκεανούς και η αναγεννητική ιατρική.

Ενώ η προοπτική της αυτοαναπαραγόμενης βιοτεχνολογίας θα μπορούσε να προκαλέσει ανησυχία, οι ερευνητές δήλωσαν ότι οι ζωντανές μηχανές περιορίζονται εξ ολοκλήρου σε ένα εργαστήριο και σβήνονται εύκολα, καθώς είναι βιοδιασπώμενες και ρυθμίζονται από ειδικούς σε θέματα δεοντολογίας.

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Υπηρεσία Προηγμένων Αμυντικών Ερευνητικών Προγραμμάτων, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία των ΗΠΑ που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση. «Υπάρχουν πολλά πράγματα που είναι δυνατά αν εκμεταλλευτούμε αυτό το είδος πλαστικότητας και την ικανότητα των κυττάρων να επιλύουν προβλήματα», δήλωσε ο Bongard.