Учёные из институтов Вермонта и Тафтса смогли создать искусственную форму жизни, состоящую из биологических клеток, и обладающую заранее запрограммированным поведением. Эти "живые биороботы" выполнены из кожных клеток, а также клеток сердечных мышц, позаимствованных у зародышей лягушек.
В роли так называемой "оболочки" выступают клетки кожи, придавая роботам форму четырёхногой капельки, а клетки сердечных мышц, имеющие способность к сокращению, помогают данным организмам передвигаться в пространстве и выполнять работу, на которую их настроили в момент создания.
Ведущий эксперт этого исследования, Джошуа Бонгард, приводит параллель новых существ с живыми машинами. Они не являются традиционными роботами, но и не похожи ни на один из существующих живых организмов. Их можно выделить в отдельный, совершенно новый класс - биологическая форма жизни, созданная искусственным путём с полностью программируемым поведением.
Размер таких биороботов всего около 1 миллиметра. Они получили название "Xenobots" от вида лягушек Xenopus laevis, от которых и были взяты клетки в качестве строительного материала для данных организмов.
В результате исследований удалось выяснить, что данные организмы способны плавать в жидкости от нескольких дней и даже до 2 недель.
На сегодняшний день спектр действий, которые умеют совершать данные малыши не особо велик. Однако данная технология является наглядным доказательством, что создание биороботов - не фантастика, а обыденная реальность. И с развитием технологий в будущем, их сфера применения будет весьма разнообразна. Это может быть очистка окружающей среды, переработка отходов, чистка сосудов у людей и множество других действий.
При разработке данных биороботов были использованы вычислительные мощности суперкомпьютера Deep Green.
С помощью него были сгенерированы и проработаны тысячи различных форм организмов, затем было проведено моделирование и анализ, который выявил, какая из структур наиболее удачно подходит для выполнения необходимых задач.
Учёные собирали биороботов вручную под микроскопом по алгоритму, который разработал для них суперкомпьютер, из стволовых клеток, подобно тому, как дети собирают машинку из деталек конструктора Lego. Но, что интересно, после обретения целостности, организм начал сам корректировать свою форму, исправляя изъяны, допущенные учёными.
Однако, учёные продолжили эксперименты с формой, и помимо основной четырёхногой капли были созданы и другие: один из организмов имел сквозное отверстие в теле, благодаря чему уменьшал сопротивление среды при движении, тем самым экономя запасы энергии, в теле другого малыша учёные создали подобие грузового отсека, в который предполагается загружать лекарственные препараты для точечной доставки к поражённым клеткам.
Одним из весомых преимуществ данных организмов является их способность к полной регенерации при повреждении. Исследователи проводили эксперименты, разрезая их практически пополам, однако, малыши без проблем восстановили свою целостность, и как ни в чём не бывало, продолжили выполнять основную задачу.
Кроме того, после выполнения задачи эти организмы запрограммированы на самоуничтожение, после чего распадаются безопасным и естественным способом, не причиняя вреда.
Разработка биороботов "Xenobots" - это существенный научный прорыв в сфере создания искусственных биологических форм жизни, которые, в обозримом будущем, способны принести миру очень много пользы.