Ксеноботы, или живые роботы, представляют собой небольшие каплеобразные искусственные живые организмы, диаметром не более одного миллиметра. Они созданы из стволовых клеток определенного вида африканских лягушек. Впервые ксеноботы появились в 2020 году в ходе эксперимента. Результат превзошел ожидания — они оказались способными двигаться, самоисцеляться и даже работать в группах. Но, как выяснилось позже, этим их способности не ограничиваются. Ученые, создавшие первых в мире живых роботов обнаружили, что они размножаются. Причем используемая ими форма размножения абсолютно новая для животных и растений. Она называется кинематической репликацией. Ранее ученые наблюдали ее исключительно на молекулярном уровне. Как заявляют авторы работы, они сами были поражены этим открытием.
Ксенобот — первый в мире вид живого робота, который умеет самовоспроизводиться
Биороботы и стволовые клетки — что это такое
Когда речь заходит о роботах, мы всегда представляем себе сложные металлические механизмы. Но, как говорит ведущий автор исследования Джош Бонгард, профессор из Университета Вермонта, не имеет значения из чего сделан робот. Важно лишь то, что он умеет делать, а именно — может ли выполнять какие-либо действия сам по себе и решать те или иные задачи, поставленные человеком.
Учитывая данное определение, ксеноботы являются роботами, так как созданы для выполнения определенных действий. Но вместе с тем они являются еще и живым организмом, так как созданы из стволовых клеток лягушки. О стволовых клетках активно идет речь уже несколько десятилетий, и мы о них рассказывали ранее.
Стволовые клетки не имеют определенного предназначения, но могут трансформироваться в любые специализированные клетки
Особенность стволовых клеток заключается в том, что они являются неспециализированными клетками, которые могут дифференцироваться в специализированные. Другими словами, они изначально не имеют определенного предназначения, но могут видоизменяться и заменять собой любые специализированные клетки. Для создания ксеноботов авторы взяли образцы живых стволовых клеток эмбрионов лягушки, после чего дали им возможность инкубироваться.
Ксеноботы обладают сферической формой и включают в себя примерно 3000 клеток. Пока еще их разработка находится на самом начальном этапе. Они были созданы просто как эксперимент, и не имеют практического применения. Их пока даже нельзя назвать технологией, а скорее явлением, подобным первым компьютерам, появившимся в 1940-х годах прошлого столетия.
Однако, как предполагают создатели живых роботов, комбинация молекулярной биологии и искусственного интеллекта является перспективным направлением, которое в будущем позволит решать многие задачи человечества. К примеру, они могут заняться сбором микропластика в Мировом океане.
Ксеноботы созданы из стволовых клеток Африканской когтистой лягушки
Тем не менее, удивлять ученых ксеноботы начинают уже сейчас. Как выяснилось, они способны воспроизводить себе подобных, о чем говорится в исследовании, опубликованном в издании PNAS.
Как живые роботы стали воспроизводить себе подобных
Самовоспроизведение ксеноботов — крайне редкое явление, которое возникает при определенных обстоятельствах. Как я сказал выше, используемый ими метод размножения именуется кинематической репликацией. Ранее он был замечен только на молекулярном уровне. Принцип сводится к тому, что молекулы используют определенных подходящие блоки, из которых создают себе подобные молекулы.
«Лягушки размножаются обычным способом. Но, когда клетки отделяются от остальной части эмбриона, у них появляется возможность задействовать новые биологические процессы в новой среде. В результате роботы из стволовых клеток научились не только перемещаться в пространстве, но и размножаться” — говорит Майкл Левин, один из авторов исследования и директор Центра открытий Аллена в Университете Тафтса.
Ксеноботы размножаются по такому же принципу, что и молекулы — они находят подходящие клетки и строят из них подобные себе группы. Следует отметить, что данный процесс не требует никаких действий на генетическом уровне. Ранее ученые никогда не наблюдали подобного явления ни у групп, ни у одиночных клеток.
Обнаружив данный феномен, ученые решили увеличить скорость размножения. Для этого они придали ксеноботам оптимальную форму для кинематической репликации. Оказалось, что это это С-образная форма, поразительно похожая на персонажа легендарной игры Pac-Man. Свой рот (углубление) они используют, чтобы собирать материал для формирования нового ксенобота. Напоследок напомню, что ранее мы рассказывали о микроскопических роботах, способных сортировать молекулы ДНК.
