На что способны ксеноботы? Учёные увидели, что роботы способны размножаться
Проведённые эксперименты показывают, что в искусственно созданный биологический объект можно заложить компьютерную программу и заставить его выполнять одни и те же действия многократно.
Мир уже не будет прежним. Человечество само приближает ту реальность, которую так любят писатели и кинематографисты, работающие в жанре фантастики. В ней роботы воспроизводят себя сами, не спрашивая на то разрешения со стороны своего создателя. А человеку в этой реальности отводится некая второстепенная роль, в зависимости от ситуации.
В прошлом году американские учёные с помощью суперкомпьютера разработали биороботов - живые машины из эмбриональных клеток лягушки. И вот теперь выяснилось, что они могут спонтанно размножаться.
Что это за организмы?
В январе 2020 года стало известно об успешном эксперименте биологов Университета Тафтса (США). Они взяли эмбрион африканской когтистой лягушки, выделили из него стволовые клетки, вручную разделили их и поместили в чашку Петри. Там эти клетки соединились и образовали новый организм микроскопического (менее миллиметра) размера - крохотный сгусток из розовой плоти. Он мог двигаться, группироваться, толкать маленькие грузы, находить заданные цели и восстанавливаться после повреждений.
По сути, такие сгустки стали первыми в истории биороботами, состоящими из живых клеток. Учёные назвали их ксеноботами - в честь латинского наименования той самой лягушки, Xenopus laevis. Спрашивается, при чём тут вообще роботы? Почему нельзя назвать это просто синтетическим организмом?
А всё дело в том, что внешний вид и поведение ксеноботов были заданы искусственным интеллектом. С помощью суперкомпьютера учёные произвели расчёты, определяющие, как должны выглядеть и что должны делать эти микроскопические создания. ИИ проанализировал миллиарды потенциальных форм тел и нашёл ту идеальную, которая позволила бы клеткам лягушки производить так называемую кинетическую репликацию. Этот процесс обычно происходит на молекулярном уровне, в масштабах целых клеток или организмов ранее его не наблюдали.
Что они умеют?
Созданные в соответствии с компьютерной программой уникальные организмы в прошлом году поучаствовали в испытаниях. Они согласованно двигались и исследовали среду обитания, питаясь зародышевыми запасами энергии. В более поздних экспериментах они перемещались по кругу, толкали помещённые в жидкость гранулы (как поодиночке, так и совместно) и даже транспортировали их на своих телах.
Новая работа американских учёных показывает, что ксеноботы способны на большее - воспроизводить себе подобных. Собственно, их создавали с этой целью – изучить возможности самовоспроизводящихся систем. Когда ИИ тестировал разные формы тел биороботов, он ориентировался именно на то, чтобы сделать их более эффективными при репликации. Анализировались треугольники, квадраты, пирамиды, звёздочки – в итоге суперкомпьютер остановился на С-образной форме.
Эксперимент показал, что искусственный разум был прав. Именно при такой форме тела ксеноботы смогли создавать себе подобных. Они собирают в чашке Петри плавающие отдельно клетки, удерживают их внутри своего «рта» и формируют «детёнышей». Через несколько дней те становятся взрослыми - выглядят и двигаются так же, как остальные. Этот процесс повторялся снова и снова: группа из 12 ксеноботов, используя 60 тысяч клеток, создавала одно или два новых поколения.
«Эти клетки несут в себе геном лягушки, но, освободившись от превращения в головастиков, они используют свой коллективный разум и пластичность, чтобы сделать что-то поразительное, - говорит Сэм Кригман, ведущий автор исследования. – Они размножаются совсем не так, как это делают лягушки. Ни одно животное или растение, известное науке, не воспроизводится таким образом».
Зачем они нужны?
Размножение роботов (тем более живых!) способно озадачить кого угодно. Воображение рисует сцены из «Терминатора» или какого-нибудь «Восстания роботов», где машины вышли из-под контроля и пытаются поработить людей. Авторы исследования уверяют, что бояться нечего, во всяком случае, пока: созданные ими организмы находятся в контролируемой среде, и при желании её можно легко уничтожить.
Но для чего вообще они нужны? Проведённые американскими учёными эксперименты показывают, что в искусственно созданный биологический объект (представляющий, по сути, новую форму жизни) можно заложить компьютерную программу и заставить его выполнять одни и те же действия многократно. По словам исследователей, таких биороботов можно будет использовать для поиска следов радиоактивного загрязнения, сбора микропластика в океане или чистки кровеносных сосудов от бляшек. Из медицинских применений они упоминают также разработку вакцин против новых вирусов и создание лекарств.
Ксеноботы будут способны выживать в водной среде без дополнительных питательных веществ в течение нескольких дней и даже недель. А после утилизации они станут частью природы и не нанесут её никакого вреда, в отличие от металла или пластика, из которых изготавливают обычных роботов.