Новости

Учёные создали микроробота из живых клеток лягушки

Ученые из Университета Вермонта в США, опубликовали отчет о создании первого в мире робота, состоящего полностью из живых клеток. Об этом сообщается на официальном сайте университета.

Пока эти новые роботы имеют размер всего в один миллиметр, однако при этом обладают уникальными свойствами. Они могут двигаться к нужной цели по команде, захватывать с собой груз (например, лекарство) и доставлять его в необходимое место, а также полностью самовосстанавливаться после повреждений.

Это изобретение может в значительной мере повлиять на прогресс человечества, потому что открывает целое новое направление в робототехнике и медицине. В перспективе роботы могут быть живыми и состоять из мышц, как человек, или, наоборот, человек может получить новые роботизированные мышцы и органы в замен поврежденных. Кроме этого, микроскопические роботы могут, например, двигаться по сосудам, восстанавливая их.

Команда ученых, которая создала новых живых роботов, назвала их ксеноботами. Клетки были взяты из эмбрионов лягушки и перераспределены в совершенно новые формы жизни.

Это новые живые машины, - рассказывает специалист по компьютерным технологиям и робототехнике в Университете Вермонта Джошуа Бонгард, который был одним из руководителей нового исследования. - Они не являются ни традиционным роботом, ни известным видом животных. Это новый класс артефактов: живой, программируемый организм.

По заявлению ученых, новые существа были разработаны на суперкомпьютере в UVM, а затем собраны и протестированы биологами в Университете Тафтса (штат Массачусетс, США).

Мы можем представить себе множество полезных применений этих живых роботов, которые не могут сделать другие машины, - говорит руководитель Центра регенеративной биологии и биологии развития в Тафтсе Майкл Левин. - Например, поиск опасных соединений или радиоактивного загрязнения, сбор микропластика в океанах. Также ксеноботы могут курсировать по артериям человека, чтобы вычищать образующийся там налет.

Новые живые роботы строились из клеток, которые были собраны у эмбрионов африканских лягушек, вида Xenopus laevis (отсюда и название - ксеноботы). Ученые проделали огромную работу, сохраняя и развивая те смоделированные организмы, которые работали хорошо, и удаляя неудачные проекты. В итоге телам новых роботов придали четыре "конечности" и небольшое углубление посередине. По форме они напоминают перевернутую табуретку, а их размер - чуть больше булавочной головки. Однако, эти тела с формой, которая никогда не встречается в природе, начали действовать совместно по воле человека и выполнять поступающие приказы.

Ксеноботы полностью биоразлагаемы, - рассказывает специалист по компьютерным технологиям и робототехнике в Университете Вермонта Джошуа Бонгард, - После того как они закончили свою работу, через семь дней они становятся просто мертвыми клетками кожи и могут быть легко утилизированы, не нанося вред экологии.

Еще одним уникальным свойством живых роботов является их возможность полной регенерации, что потенциально открывает путь к бессмертию человека.

Возьмите ваш ноутбук. Это мощная вычислительная техника. Но разрежьте его пополам - и он не будет работать, - рассказывает Джошуа Бонгард. - В своих экспериментах мы разрезали ксеноботов почти пополам и наблюдали за тем, что происходило. Они снова сами сшиваются и продолжают действовать. Это уникальное свойство, которым не обладают типичные машины.

Источник: Российская газета

Ученые создали, как они утверждают, первые «живые роботы»: совершенно новые формы жизни, созданные из живых клеток, сообщает independent.co.uk.

Команда исследователей взяла клетки у эмбрионов лягушек и превратила их в машину, которую можно запрограммировать на работу по своему усмотрению.

Впервые человечество смогло создать «полностью биологические машины с нуля», - пишет команда, которая стоит за открытием.

Это может позволить им отправлять крошечных «ксеноботов», например, для транспорта лекарств в нужный участок тела пациента или для очистки загрязнений от океанов. Ученые утверждают, что роботы могут излечить себя и в случае повреждения.

«Это новые живые машины», - говорит Джошуа Бонгар, эксперт из Университета Вермонта, который был одним из руководителей нового исследования.

«Они не являются ни традиционным роботом, ни известным видом животных. Это новый класс артефактов: живой, программируемый организм».

Новые существа были спроектированы с использованием суперкомпьютера, а затем созданы биологами. Они могут теперь использоваться для различных целей, говорят те, кто стоит за творением.

«Мы можем представить себе множество полезных применений этих живых роботов, которые другие машины не могут сделать, например, выискивать вредные хим.соединения или радиоактивное загрязнения, собирать микропластик в океанах, путешествовать по артериям, чтобы вычистить холестериновые бляшки», - сказал один из лидеров Майкл Левин, который руководит Центром регенеративной и развивающей биологии при Университете Тафтса, где фактически были созданы ксеноботы.

Команда описала свой успех в статье, опубликованной в трудах Национальной академии наук.

Человечество изменяло способ работы организмов в той или иной форме всегда. В последние годы в этой дисциплине произошли большие скачки вперед: генетическое редактирование и создание искусственных организмов.

Но исследователи говорят, что впервые полностью разработали и создали полностью биологическую машину.

Они  использовали суперкомпьютер для создания тысяч возможных конструкций для новых форм жизни. Это произошло благодаря виртуальной версии эволюции, когда ученые ставили перед компьютером задачу и вычисляли, какой дизайн может работать лучше всего.

Например, если бы его попросили создать существо, которое двигалось в определенном направлении, он бы попробовал сотни различных способов объединить моделируемые клетки в разные формы, что позволило бы жизненной форме делать это.

Во второй части исследования микрохирург и другие исследователи превратили эти проекты в реальную жизнь. Они брали стволовые клетки у эмбрионов африканских лягушек, инкубировали их, а затем использовали невероятно крошечные инструменты, чтобы разрезать их на части и собрать в конструкцию, разработанную компьютером.

Это означает, что ученые соединили настоящий органический материал, чтобы создать форму жизни, которую никогда не видели в природе.

После того, как это произошло, клетки начали работать вместе. Как и предполагал компьютер, роботы могли двигаться самостоятельно, в конечном итоге делая это согласованным образом и исследуя свое окружение в течение нескольких недель.

По словам исследователей, они могли работать, толкая гранулы, организуя себя спонтанно и коллективно.

И ученые считают, что они смогут создавать еще более сложные версии ксеноботов. Компьютерное моделирование предполагает, что должна быть возможность создать ксеноботов с мешочком на теле, который можно было бы использовать для переноса какого-либо предмета - например, для доставки лекарственного средства путем передвижения по телу.

Ученые предполагают, что разработка роботов из таких живых материалов может привести к значительным изменениям в способах использования технологий. Ксеноботы могут регенерировать, и они полностью биоразлагаемы, когда они умирают.

Более того, они могут ремонтировать себя. В отличие от традиционных материалов, роботы могут быть разрезаны почти пополам и, как утверждают, снова соберутся вместе.

Исследователи признают, что существует опасность того, что такие разработки могут быть использованы способами, которые мы даже не понимаем, что приведет к непредвиденным последствиям. Если системы станут достаточно сложными, люди не смогут предсказать, как они начнут себя вести.

«Если человечество выживет в будущем, нам нужно лучше понять, как сложные свойства каким-то образом вытекают из простых правил», - сказал Левин в своем заявлении.

«Это исследование является прямым вкладом в понимание того, чего боятся люди, что является непредвиденными последствиями», - сказал он.

Он сказал, что новое исследование является важным шагом на пути к пониманию таких систем. Узнав больше о том, как живые системы решают, как они будут вести себя, и можно ли и как это изменить, мы сможем лучше понять их результаты.

Источник: aftershock.news

  • Поделиться:



← Вернуться назад