Ponorenie sa do podivného sveta Xenobotov

Ponorenie sa do podivného sveta Xenobotov

Kinematicky sa replikujúce organizmy (KRO; béžová) vedľa voľných kmeňových buniek (biela). Organizmy navrhnuté AI (v tvare C) tlačia uvoľnené kmeňové bunky (biele) do kôp, keď sa pohybujú prostredím. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman

Pred necelými dvoma rokmi, Science Friday nahlásené o podivnom svete „xenobotov“ – štruktúr navrhnutých algoritmom a vytvorených zo živých buniek odobratých z embryí žaby. Tieto maličké konštrukty sa mohli pomaly krútiť cez Petriho misku, poháňané kontrakciami srdcových buniek žaby. Teraz výskumníci stojaci za robotmi vytvorili novú generáciu štruktúr, ktoré môžu plávať – a ak majú v miske ďalšie voľné kožné bunky žaby, organizujú tieto bunky do zhlukov, ktoré sa nakoniec začnú samy pohybovať.

Josh Bongard, profesor informatiky na Vermontskej univerzite a člen výskumný tím xenobotov , sa pripája k Irovi, aby hovoril o pokroku v tom, čo prirovnáva k živým naťahovacím hračkám. Práca bola nahlásené tento týždeň v Zborník Národnej akadémie vied . Bongard a kolegovia tvrdia, že mali záujem dozvedieť sa viac o samoreplikujúcich sa systémoch a rôznych faktoroch, ktoré buď urýchľujú alebo spomaľujú schopnosť systému sa replikovať. Tiež sa zaujímajú o to, či by takéto bunkové systémy mohli robiť užitočnú prácu. Nebojte sa však – Bongard vysvetľuje, že bez pripravenej zásoby voľných žabích kožných buniek tieto roboty ubúdajú.



Viac videí a fotografií z výskumu nájdete nižšie.

Takmer všetky organizmy sa replikujú tak, že rastú a potom vylučujú potomstvo. Niektoré molekuly sa tiež replikujú, ale pohybom, nie rastom: nachádzajú a spájajú stavebné bloky do vlastných kópií. Tu ukazujeme, že zhluky buniek, ak sa uvoľnia z vyvíjajúceho sa organizmu, môžu podobne nájsť a spojiť voľné bunky do zhlukov, ktoré vyzerajú a pohybujú sa ako oni, a že táto schopnosť nemusí byť špecificky vyvinutá alebo zavedená genetickou manipuláciou. Nakoniec ukážeme, že AI dokáže navrhnúť klastre, ktoré sa lepšie replikujú, a pri tom vykonávať užitočnú prácu. To naznačuje, že budúce technológie sa môžu s malým vonkajším vedením stať užitočnejšími, keď sa šíria, a že život skrýva prekvapivé správanie tesne pod povrchom a čaká na odhalenie. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman

Vyrezávanie dvoch návrhov generovaných AI pomocou mikrokauterizačnej elektródy. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman

KRO plávajú pomocou riasiniek: malých vlasových štruktúr, ktoré pokrývajú ich povrch. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman „Rodičovský“ organizmus navrhnutý AI (tvar C; červená) vedľa kmeňových buniek, ktoré boli stlačené do gule („potomstvo“; zelená). Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman Organizmy navrhnuté AI. Rodič (tvar c) vedľa predvoleného guľového tvaru. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman

Bola vytvorená počítačová simulácia, v ktorej roj deviatich simulovaných rodičov žabích buniek (ružové) stavia kôpky zo simulovaných adhezívnych kmeňových buniek žaby (zelené), ktoré sú rozmiestnené po dne simulovanej Petriho misky. Predvolený tvar tela rodičov (a ich detí) je guľa: to je to, čo kmeňové bunky „chcú“ vytvoriť (v dôsledku povrchového napätia), keď sa spoja. Predvolení sférickí rodičia (ružoví) sa pri simulácii často nedokážu replikovať. Poďakovanie: Doug Blackiston a Sam Kriegman