Os cientistas criaram novos robôs vivos que têm memória e são capazes de se montar.
“xenobots” são uma versão atualizada de máquinas biológicas que foram reveladas pela primeira vez no ano passado.
Esses robôs vivos foram feitos de células de sapo por cientistas da Tufts University e da University of Vermont. Máquinas pequenas podem realizar uma série de tarefas e ações, incluindo mover-se e outras coisas e demonstrar o comportamento do grupo como parte de um enxame desses robôs.
A nova versão inclui uma ampla gama de atualizações. Eles são capazes de se reunir em um corpo de um grupo de células individuais, não precisam de células musculares para se moverem e têm uma memória que pode ser usada para registrar coisas que acontecem com eles.
Também é mais rápido, mais capaz do que a primeira versão e tem uma vida útil mais longa. Eles ainda podem trabalhar juntos como um grupo e curar a si mesmos.
Os pesquisadores dizem que eles podem ser atualizados ainda mais para adicionar uma série de outros recursos que podem ser usados para melhorar o meio ambiente ou na saúde.
Mas eles também podem ajudar a esclarecer exatamente como as células – como aquelas de que os humanos são feitos – se unem para formar um sistema que funciona.
Isso pode nos ajudar a entender como os organismos unicelulares se transformaram nos organismos complexos que nos cercam – e nos incluem. Os pesquisadores dizem que os processos que ajudam a formar os xenobots podem nos dizer como também nos formamos e ganhamos habilidades como a capacidade de processar informações e objetos subjacentes.
O trabalho nos novos xenobots é descrito em um artigo publicado hoje na revista. Ciência robótica.
Os pesquisadores dizem que os robôs foram feitos de maneira um pouco diferente dos originais. Eles pegaram células-tronco de embriões de rã e permitiram que começassem a se montar, como fazem quando uma rã cresce, formando pequenas bolas com “cílios”, ou minúsculos fios parecidos com fios de cabelo que um organismo pode controlar.
Em sapos – ou humanos – esses cílios podem ser encontrados em lugares como os pulmões, onde ajudam a excretar substâncias nocivas. Mas os pesquisadores conseguiram usá-lo para um propósito completamente diferente, que é essencialmente reprogramar o xenobot para que cílios como perninhas sejam usados para locomoção.
“Estamos testemunhando a notável plasticidade dos conjuntos de células, que constroem um novo ‘corpo’ primitivo que é muito diferente de um hipotético – neste caso, um sapo – apesar de ter um genoma completamente normal”, disse Michael Levin, distinto professor de biologia , e diretor do Allen Discovery Center da Tufts University e o autor correspondente do estudo.
“Em um embrião de rã, as células colaboram para formar um girino. Aqui, fora desse contexto, vemos que as células podem reutilizar seus sistemas codificados geneticamente, como os cílios, para novas funções, como o movimento. É incrível como as células podem assumir automaticamente novas funções e criam planos e comportamentos corporais. Sem longos períodos de seleção evolutiva para essas características. “
Os pesquisadores dizem que o processo não é diferente da maneira normal de criar um robô – ele apenas usa tecido biológico para fazer isso.
“De certa forma, os Xenobots são construídos de forma muito semelhante aos robôs convencionais. Nós apenas usamos células e tecidos em vez de componentes sintéticos para construir uma forma e criar um comportamento previsível.” O cientista-chefe Doug Blackstone, que é co-autor do estudo com a tecnóloga de pesquisa Emma Leader, disse.
“No final da biologia, esta abordagem nos ajuda a entender como as células se comunicam enquanto interagem umas com as outras durante a evolução, e como podemos controlar melhor essas interações.”
Ao mesmo tempo, cientistas da Universidade de Vermont estavam executando simulações de computador de xenobots trabalhando juntos e separados para ver como suas formas mudavam seus comportamentos. Isso pode então ser usado para definir um comportamento específico, como coletar pedaços de detritos de dentro de um grupo de partículas.
“Nós conhecemos a missão, mas não está nada claro – para as pessoas – como um design bem-sucedido deveria ser. É aqui que o supercomputador entra e examina o espaço de todos os enxames de Xenobot em potencial para encontrar o enxame que faz o trabalho melhor, “Josh Bongard disse, que liderou a equipe de cientistas da computação e especialistas em robótica.
“Queremos que os Xenobots façam um trabalho útil. No momento, estamos dando a eles tarefas simples, mas, em última análise, pretendemos um novo tipo de ferramenta viva que possa, por exemplo, limpar microplásticos no oceano ou poluentes em o solo.”