Ксеноботи майбутнього. Як американські вчені навчили роботів розмножуватися

Журналістка CNN Кеті Хант пише про революційний прорив вчених із США, які змогли не тільки створити живих роботів, а й виявили, що вони здатні до розмноження.

Американські вчені, які створили перші живі роботи, заявили, що форми життя, відомі як ксеноботи, тепер можуть розмножуватися. І не так, як рослини та тварини.

Шириною ксеноботи, створені зі стовбурових клітин африканської шпорцевої жаби (Xenopus laevis), яка подарувала їм ім'я, не більше міліметра (0,04 дюйма). Вперше ці крихітні згустки були виявлені в 2020 році, коли в ході експериментів з'ясувалося, що вони можуть рухатися, працювати в групах та самовідновлюватися.

Тепер учені з Університету Вермонта, Університету Тафтса та Інституту біологічної інженерії Вісса Гарвардського університету, які їх створили, говорять про відкриття абсолютно нової форми біологічного відтворення, яка відрізняється від тих, які є у будь-яких відомих науці тварин або рослин.

"Мене це просто вразило", — сказав Майкл Левін, професор біології та директор Центру відкриттів Аллена в Університеті Тафтса, який був одним із провідних авторів нового дослідження.

"У жаб свій типовий спосіб розмноження, але коли ви ... коли ви відділяєте клітини від ембріона, ви допомогли їм з'ясувати, як жити в новому середовищі. Вони не тільки розуміють — вони знайшли новий спосіб пересування, але вони також, очевидно, придумали новий спосіб розмноження".

Робот чи організм?

Стовбурові клітини — це первинні клітини, які можуть розвиватися у різні типи клітин. Щоб створити ксеноботів, вчені взяли живі стовбурові клітини з ембріонів жаби та відправили до інкубатора. Жодних маніпуляцій з генами.

"Більшість вважають, що роботи складаються з металу та кераміки, але головне — це не те, з чого робот зроблено, а те, що він робить, як він діє сам по собі під контролем людини", — зазначив Джош Бонгард, професор інформатики та робототехніки з Університету Вермонта та провідний автор дослідження.

"Тому це робот, але також це явно організм, створений із генетично немодифікованої клітини жаби", — додав він.

За словами Бонгарда, вони виявили, що ксеноботи, які спочатку мали форму кулі і складалися приблизно з 3 тис. клітин, можуть розмножуватися. Але це траплялося рідко і лише за певних обставин. Бонгард зазначає, що ксеноботи використовували "кінетичну реплікацію" — процес, який, як відомо, відбувається на молекулярному рівні, але ніколи раніше не спостерігався в масштабі цілих клітин або організмів.

Потім за допомогою штучного інтелекту дослідники протестували мільярди форм тіл, щоб зробити ксеноботів більш ефективними у цьому типі реплікації. Суперкомп'ютер запропонував С-подібну форму, що нагадує "Пакмана" з відеоігри 1980-х рр. Вони встановили, що він може знаходити крихітні стовбурові клітини в чашці Петрі, збирати сотні клітин, а через кілька днів група клітин перетворилася на нові ксеноботи.

"ШІ не програмував ці машини звичним у нашому розумінні способом — за допомогою коду. Він сформував, виліпив і вигадав форму Пакмана, — сказав Бонгард. — Форма — це, по суті, програма. Форма впливає на поведінку ксеноботів, щоб зміцнити цей надзвичайно дивовижний процес".

Ксеноботи — це дуже нова технологія (на думку спадають комп'ютери 1940-х рр.), і поки що у них немає практичного застосування. Однак, на думку вчених, поєднання молекулярної біології та штучного інтелекту потенційно може бути використане для вирішення безлічі завдань, пов'язаних з організмом людини та навколишнім середовищем. Йдеться про збір мікропластика в океані, перевірку кореневої системи та регенеративну медицину.

І хоча перспектива біотехнології, що самовідтворюється, може деяких налякати, за словами вчених, живі машини не залишають лабораторію і їх легко знищити, оскільки вони можуть розкладатися. До того ж ситуацію контролюють фахівці з етики.

Дослідження частково профінансоване Агентством перспективних дослідницьких оборонних проектів. Це федеральне відомство, яке моніторить розробку технологій для використання у військових цілях.

"Дуже багато стане можливим, якщо ми скористаємося перевагами такої пластичності та здатності клітин відповідати на проблеми", — сказав Бонгард.