Nors originalios kamieninės ląstelės buvo paimtos iš varlių – jei konkrečiai, iš afrikinės naguotosios varlės Xenopus laevis – gauti vadinamieji „ksenobotai“ neprimena jokio žinomo varliagyvio. Pasak naujo tyrimo, vos milimetro pločio ląstelių gniužuliukai yra sudaryti iš gyvų audinių, kuriuos biologai „sukonstravo“ į vientisus kūnus remdamiesi kompiuteriniu modeliu.
Neseniai paskelbtame tyrime mokslininkai praneša, kad šie judrūs organizmai gali judėti tiek savarankiškai, tiek kartu, sugeba savaime išsigydyti žaizdas ir išgyventi kelias savaites. Vienas iš šių ksenobotų pritaikymo būdų – jie gali būti naudojami vaistų pernešimui paciento kūne.
„Tai nėra nei tradicinis robotas, nei bet kokia žinomo gyvūno rūšis, – pranešime teigia tyrimo bendraautorius, Vermonto universiteto kompiuterių ir robotikos ekspertas Joshua Bongardas. – Tai nauja klasė: gyvas, programuojamas organizmas“.
Ksenobotų evoliuciją suformavo algoritmai. Į kelių šimtų ląstelių audinius jie išauginti iš odos ir širdies kamieninių ląstelių, o judina juos širdies raumens audinio sukuriami impulsai, teigia pagrindinis tyrimo autorius Samas Kriegmanas, kuris Vermonto universiteto Kompiuterių katedros doktorantūroje tiria evoliucinę robotiką.
„Nėra jokio išorinės kontrolės kokiu nors nuotolinio valdymo pultu ar bioelektriniais elementais. Tai yra visiškai autonominis objektas – beveik kaip prisukamas žaisliukas“, – „Live Science“ pasakoja S.Kriegmanas.
Modeliuodami ksenobotus, biologai pateikė kompiuteriui jų apribojimus – tokius, kaip maksimali audinių raumenų galia ir tai, kaip jie turėtų judėti vandeningoje aplinkoje. Tada algoritmas sukūrė ištisas (virtualias) mažyčių organizmų kartas. Geriausiai veikiantys robotai „reprodukavo“ vidinį algoritmą, o lygiai taip pat, kaip evoliucija veikia natūraliame pasaulyje, kompiuterio programa ištrynė ir mažiausiai sėkmingas formas.
„Galiausiai tai leido mums sukurti modelius, kuriuos iš tikrųjų buvo galima perkelti į tikras ląsteles. Tai buvo proveržis“, – teigia S.Kriegmanas.
Tada tyrimo autoriai šiuos modelius pavertė gyvybe – sujungdami kamienines ląsteles, kad susidarytų savarankiškos 3D formos, suprojektuotos pagal evoliucijos algoritmą. Pasak tyrėjų, odos ląstelės sukūrė ksenobotų formą, o širdies audinio plakimas tam tikrose jų „kūno“ dalyse kelias dienas ir net savaites leido judėti Petri lėkštelėje, užpildytoje vandeniu – ir tam nereikėjo jokių papildomų maistinių medžiagų. „Ksenobotai net sugebėjo pasigydyti didelius pažeidimus“, – sakė Kriegmanas.
„Galime įsivaizduoti daugybę naudingų šių gyvųjų robotų pritaikymų ten, kur padėti negali kitos mašinos“, – teigia tyrimo bendraautorius, Masačiusetso „Tufts“ universiteto Regeneracinės ir raidos biologijos centro direktorius Michaelas Levinas. Šiuos ksenorobotus galima būtų nukreipti į toksinėmis medžiagomis užlietas ar radiacija užterštas vietas, naudoti mikroplastiko surinkimui jūrose ar net apnašų šalinimui nuo žmogaus arterijų, sakoma pranešime.
Kūriniai, kurie ištrina liniją liniją tarp robotų ir gyvų organizmų, yra populiarūs mokslinėje fantastikoje: čia galima prisiminti mašinas-žudikes „Terminatoriaus“ frančizėje ar replikantus iš „Blade Runner“ (liet. „Bėgančio ašmenimis“) pasaulio. M.Levinas“ teigia suprantantis, kad vadinamųjų gyvųjų robotų technologija ir jos panaudojimas kai kam gali kelti nerimą.
„Ši baimė nėra nepagrįsta, – sako mokslininkas. – Kai pradedame krapštytis su sudėtingomis sistemomis, kurių nesuprantame, galime sulaukti nenumatytų padarinių“. Nepaisant to, naudojantis paprastomis organinėmis formomis – tokiomis kaip šie ksenobotai – galima padaryti ir naudingų atradimų, priduria jis.
„Jei žmonija nori išgyventi ir ateityje, turime geriau suprasti, kaip sudėtingos savybės išsivysto iš visiškai paprastų taisyklių“, – teigia M.Levinas.
Tyrimas sausio 13 d. buvo paskelbtas moksliniame interneto žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
