จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณนำเซลล์จากตัวอ่อนของกบและเติบโตไปสู่สิ่งมีชีวิตใหม่ที่ "วิวัฒนาการ" โดยอัลกอริทึม คุณได้สิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า "เครื่องมีชีวิต" เครื่องแรกของโลก
แม้ว่าสเต็มเซลล์ดั้งเดิมนั้นมาจากกบ - กบของแอฟริกา Xenopus laevis - xenobots ที่เรียกว่าเหล่านี้ไม่คล้ายกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่รู้จัก Blobs ขนาดเล็กนั้นมีความกว้างเพียง 0.04 นิ้ว (1 มม.) และทำมาจากเนื้อเยื่อมีชีวิตซึ่งนักชีววิทยาได้รวมตัวกันในร่างกายที่ออกแบบโดยแบบจำลองคอมพิวเตอร์
สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่เหล่านี้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระและเป็นกลุ่มสามารถรักษาบาดแผลด้วยตนเองและอยู่รอดเป็นเวลาหลายสัปดาห์และอาจใช้ในการขนส่งยาภายในร่างกายของผู้ป่วย
“ พวกเขาไม่ใช่หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมหรือสัตว์ที่เป็นที่รู้จัก” โจชัวบองการ์ดผู้ร่วมเขียนการศึกษานักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และผู้เชี่ยวชาญหุ่นยนต์จากมหาวิทยาลัยเวอร์มอนต์กล่าวในแถลงการณ์ "มันเป็นสิ่งประดิษฐ์ประเภทใหม่: สิ่งมีชีวิตและตั้งโปรแกรมได้"
อัลกอริทึมสร้างวิวัฒนาการของ xenobots พวกเขาเติบโตจากเซลล์ต้นกำเนิดผิวหนังและหัวใจเป็นก้อนเนื้อเยื่อของเซลล์หลายร้อยเซลล์ที่เคลื่อนที่ด้วยพัลส์ที่เกิดจากเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจนักวิจัยจาก Sam Kriegman ผู้สมัครระดับปริญญาเอกกำลังศึกษาหุ่นยนต์วิวัฒนาการในมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ .
“ ไม่มีการควบคุมภายนอกจากรีโมทคอนโทรลหรือพลังงานชีวภาพนี่คือตัวแทนอิสระ - มันเกือบจะเหมือนของเล่นไขลาน” Kriegman กล่าวกับ Live Science
นักชีววิทยาป้อนข้อ จำกัด ทางคอมพิวเตอร์สำหรับ xenobots ที่เป็นอิสระเช่นพลังงานกล้ามเนื้อสูงสุดของเนื้อเยื่อและวิธีที่มันจะเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ จากนั้นอัลกอริทึมก็ผลิตสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ บอทที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดจะ "ทำซ้ำ" ภายในอัลกอริทึม และเช่นเดียวกับวิวัฒนาการที่ทำงานในโลกธรรมชาติรูปแบบที่ประสบความสำเร็จน้อยที่สุดจะถูกลบโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์
“ ในที่สุดมันก็สามารถทำให้เราออกแบบที่สามารถถ่ายโอนไปยังเซลล์จริงได้นั่นเป็นความก้าวหน้า” Kriegman กล่าว
ผู้เขียนการศึกษาได้นำการออกแบบเหล่านี้มาใช้ในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดมารวมกันเพื่อสร้างรูปทรง 3 มิติที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองซึ่งออกแบบโดยอัลกอริธึมวิวัฒนาการ เซลล์ผิวถือไซโนบอทไว้ด้วยกันและการเต้นของเนื้อเยื่อหัวใจในส่วนต่างๆของ "ร่างกาย" ของพวกมันทำให้บอท 'ผ่านน้ำไปในจานเลี้ยงเชื้อเป็นเวลาหลายวันและเป็นสัปดาห์โดยไม่ต้องใช้สารอาหารเพิ่มเติมตามการศึกษา . บอทสามารถซ่อมแซมความเสียหายที่สำคัญได้ Kriegman กล่าว
“ เราตัดหุ่นยนต์ที่มีชีวิตเกือบครึ่งหนึ่งแล้วเซลล์ของมันก็ซิปร่างกายโดยอัตโนมัติ” เขากล่าว
“ เราสามารถจินตนาการถึงแอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์มากมายของหุ่นยนต์ที่มีชีวิตเหล่านี้ซึ่งเครื่องอื่นไม่สามารถทำได้” Michael Levin ผู้เขียนร่วมการศึกษาผู้อำนวยการศูนย์ชีววิทยาการกำเนิดและการพัฒนาที่ Tufts University ในรัฐแมสซาชูเซตส์กล่าว สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงการกำหนดเป้าหมายการรั่วไหลของสารพิษหรือการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีการรวบรวมไมโครพลาสติกทางทะเลหรือแม้แต่การขุดคราบจุลินทรีย์จากหลอดเลือดแดงของมนุษย์เลวินกล่าวในแถลงการณ์
การสร้างที่ทำให้เส้นแบ่งระหว่างหุ่นยนต์กับสิ่งมีชีวิตเป็นเรื่องที่ได้รับความนิยมในนิยายวิทยาศาสตร์ คิดถึงเครื่องฆ่าในภาพยนตร์เรื่อง "Terminator" หรือตัวเลียนแบบจากโลกของ "Blade Runner" โอกาสของหุ่นยนต์ที่มีชีวิตที่เรียกว่า - และการใช้เทคโนโลยีเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิต - ทำให้เกิดความกังวลมากขึ้นสำหรับบางคนเลวินกล่าว
“ ความกลัวนั้นไม่สมเหตุสมผล” เลวินกล่าว "เมื่อเราเริ่มยุ่งกับระบบที่ซับซ้อนที่เราไม่เข้าใจเราจะได้รับผลที่ไม่ตั้งใจ"
อย่างไรก็ตามการสร้างรูปแบบอินทรีย์ที่เรียบง่ายเช่น xenobots อาจนำไปสู่การค้นพบที่เป็นประโยชน์เขากล่าวเสริม
“ หากมนุษยชาติจะอยู่รอดในอนาคตเราต้องเข้าใจให้ดีขึ้นว่าคุณสมบัติที่ซับซ้อนอย่างไรเกิดขึ้นจากกฎง่าย ๆ ” เลวินกล่าว
การค้นพบนี้ตีพิมพ์ออนไลน์วันที่ 13 มกราคมในวารสาร Proceedings ของ National Academy of Sciences
