Крипово: первые в мире живые роботы начали произвольно размножаться. Видео

Ксенобот в форме Пакмана собирает отдельные клетки, чтобы превратить их в нового ксенобота

Чтобы существовать, жизнь должна воспроизводиться...Если разрезать живого робота пополам, он снова соединится, как Т-1000 из «Терминатора 2».

За миллиарды лет организмы развили множество способов размножения, от бутонизированных растений до половых животных и вторгающихся вирусов. Теперь ученые открыли совершенно новую форму биологического воспроизводства и применили свое открытие для создания первых в мире самовоспроизводящихся живых роботов.

Та же команда, которая построила первых живых роботов в 2020 году – «ксеноботов», собранных из клеток африканской водяной лягушки, обнаружила, что эти спроектированные компьютером и собранные вручную организмы могут плавать в своей крошечной тарелке, находить отдельные клетки, собирать сотни их вместе и собирают «маленьких» ксеноботов внутри своего «рта» в форме пак-мэна, которые через несколько дней становятся новыми ксеноботами, которые выглядят и двигаются точно так же, как и они сами. А затем эти новые ксеноботы смогут искать клетки и создавать свои копии. Снова и снова.

Читайте Vlasti в Telegram: сообщаем только самое важное

«Это очень важно, – говорят ученые, – эти клетки имеют геном лягушки, но, освободившись от превращения в головастиков, они используют свой коллективный разум и пластичность, чтобы сделать что-то поразительное». В более ранних экспериментах ученые были поражены тем, что Xenobots могут быть разработаны для решения простых задач. Теперь они ошеломлены тем, что эти биологические объекты – созданная компьютером коллекция клеток – будут самопроизвольно воспроизводиться.

«Это клетки лягушки, которые размножаются совсем не так, как это делают лягушки. Ни одно животное или растение, известное науке, не воспроизводится таким образом», – говорит ведущий автор нового исследования.

Сам по себе родительский объект Xenobot, состоящий из примерно 3000 ячеек, образует сферу. Из них могут родиться дети, но после этого система обычно вымирает. На самом деле очень сложно заставить систему продолжать воспроизводить. Но с помощью программы искусственного интеллекта, работающей на суперкомпьютерном кластере Deep Green в Advanced Computing Core UVM в Вермонте, эволюционный алгоритм смог протестировать миллиарды форм тел в моделировании – треугольники, квадраты, пирамиды, морские звезды – чтобы найти те, которые позволили клеткам быть более эффективным при «кинематической» репликации на основе движения, о которой сообщается в новом исследовании.

Кинематическая репликация хорошо известна на уровне молекул, но никогда раньше не наблюдалась в масштабе целых клеток или организмов.

«Мы попросили суперкомпьютер в UVM выяснить, как отрегулировать форму первоначальных родителей, и после нескольких месяцев работы ИИ придумал некоторые странные конструкции, в том числе тот, который напоминал Pac-Man», – говорит Кригман. «Это очень не интуитивно понятно. Это выглядит очень просто, но инженеру-человеку такое не придумать. Почему один крошечный рот? Почему не пять? Почему он построил этих родительских ксеноботов в форме Пакмана? И потом эти родители построили детей, которые построили внуков, которые построили правнуков, которые построили праправнуков.

Как пишут ученые в исследовании Proceedings of the National Academy of Sciences: «жизнь таит в себе удивительное поведение прямо под поверхностью, ожидая своего раскрытия». Реагируя на риск некоторых это может воодушевить, другие могут с беспокойством или даже ужасом отреагировать на самовоспроизводящуюся биотехнологию.

Поведение ксеноботов, все же, жутковато, учитывая, что эти сгустки не обладают мозгом. Они движутся в разных направлениях, если встречают на своем пути отдельные клетки — собирают их в маленькие кучки. Ксеноботы могут объединяться и передвигаться вместе, а сгусток с отверстием посередине может переносить грузы. Если разрезать ксенобота пополам, он снова соединится, как Т-1000 из «Терминатора 2».

THE T-1000 TERMINATOR

Для команды ученых цель – более глубокое понимание. «Мы работаем, чтобы понять это свойство: репликация. Мир и технологии стремительно меняются. Для общества в целом важно, чтобы мы изучали и понимали, как это работает», – говорят исследователи.

Эти живые машины миллиметрового размера, полностью помещенные в лабораторию, легко «тушимые» и проверенные федеральными, государственными и институциональными экспертами по этике, «не то, что мешает мне спать по ночам. Риск представляет следующая пандемия; ускорение ущерба экосистеме от загрязнения; усиление угроз, связанных с изменением климата», – говорит ученый из UVM.

«Это идеальная система для изучения самовоспроизводящихся систем. У нас есть моральный долг понимать условия, при которых мы можем контролировать это, направлять, подавлять, преувеличивать».

Также исследователи указывает на эпидемию COVID и охоту за вакциной. «Скорость, с которой мы можем предложить решения, имеет большое значение. Если мы сможем разрабатывать технологии, обучаясь у ксеноботов, где мы можем быстро сказать ИИ: «Нам нужен биологический инструмент, который выполняет X и Y и подавляет Z», – это может быть очень полезно. Сегодня это занимает очень много времени ». Команда нацелена на то, чтобы ускорить переход людей от выявления проблемы к поиску решений – «например, развертывание живых машин для извлечения микропластика из водных путей или создания новых лекарств».

«Нам необходимо создавать технологические решения, которые будут расти с той же скоростью, что и проблемы, с которыми мы сталкиваемся». И команда видит в исследованиях многообещающие достижения в области регенеративной медицины. «Если бы мы знали, как сказать коллекциям клеток делать то, что мы от них хотим, в конечном счете, это регенеративная медицина – это решение травматических повреждений, врожденных дефектов, рака и старения», – говорият ученые.

«Все эти различные проблемы существуют, потому что мы не знаем, как предсказать и контролировать, какие группы ячеек будут строиться. Ксеноботы – это новая платформа для обучения».

Ранее Власти писали, как пчелы отрастили зубы и пристрастились к мясу.

Источник: Власти.нет

308
01.12.2021 03:36

Декілька слів про автора

Анастасия Петрова:Начинающий журналист с большими амбициями. Разбираюсь во всех актуальных трендах Тик-Тока, узнаю по фото любую инста-селебрити. Здоровый образ жизни, созерцание и создание контента - это все про меня.