Živé roboty, navrhnuté počítačom

Živé roboty, navrhnuté počítačom

Výskumníci použili metódy umelej inteligencie na navrhnutie „živých robotov“ vyrobených z dvoch typov žabích buniek. „Xenoboty“ pomenované podľa Xenopus rod žiab, môžu sa pohybovať, tlačiť predmety a potenciálne prenášať materiály z jedného miesta na druhé – hoci výskumníci uznávajú, že na to, aby sa xenoboty stali praktickým nástrojom, by bolo potrebné vykonať veľa ďalšej práce.

3D organizmus navrhnutý evolučným algoritmom a vytvorený zo živých buniek. Poďakovanie: Douglas Blackiston

Práca bola vykonaná v počítačových simuláciách aj v skutočnom tkanive živej žaby. Po prvé, séria počítačových algoritmov sa pokúsila navrhnúť štruktúru postavenú z dvoch typov žabích buniek – kožných buniek, ktoré sú hlavne statické a štrukturálne, a srdcových buniek, ktoré sa môžu sťahovať. Fyzikálna simulácia potom testovala tieto štruktúry, aby zistila, ktoré by mohli mať požadovanú funkciu. Bunkové štruktúry, ktoré boli sľubné, boli zachované a náhodne vylepšené, zatiaľ čo tie, ktoré nefungovali, boli vyradené. Po tisíckach opakovaní tohto procesu skúsený mikrochirurg vyrezal niektoré štruktúry zo zbierok vyvíjajúcich sa kmeňových buniek žaby – v niektorých oblastiach ich odrezal a v iných kauterizoval, aby vytvoril aproximácie počítačom generovaných návrhov. Výskumníci potom testovali správanie štruktúr, z ktorých každá obsahuje približne 20 000 buniek, v reálnom svete a použili údaje z týchto testov na ďalšie spresnenie svojich algoritmov.



Výskum bol publikované v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences. Josh Bongard, profesor počítačovej vedy na Vermontskej univerzite a spoluautor správy, sa pripája k Irovi, aby hovoril o navrhovaní bunkových štruktúr a ďalších krokoch pre túto technológiu.