Добавить в закладки
X

Последние новости России и Мира » Новости » Статьи » Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы

Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы

Опубликовано: 19 января 2020
Функционал




 

Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы

 

Авторы статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, рассказывают, как им удалось превратить клетки, взятые от эмбрионов лягушки, в совершенно новую форму жизни. Этот микроскопический гибрид робота и живого организма способен, помимо выполнения полезных задач, самостоятельно чинить (или, правильнее сказать, лечить) свои повреждения.

 

«Это новые живые машины, — объясняет Джошуа Бонгар, специалист по компьютерным технологиям и робототехнике в Университете Вермонта, который был одним из руководителей нового исследования. — Они не являются ни традиционным роботом, ни известным видом животных. Это новый класс результатов человеческой деятельности: живой, программируемый организм».

Ученые вначале произвели все расчеты для будущих живых роботов с помощью суперкомпьютера UVM. Затем их «собрали» с помощью биологов Университета Тафтса. По словам авторов, исследование впервые «проектирует полностью биологические машины с нуля» — не пытаясь скопировать уже существующие биологические виды, отредактировать их или собрать из них некую химеру.

 

Чтобы подобрать конфигурацию, ученые опирались на возможности клеток лягушачьего зародыша — кожи и сердца. С помощью эволюционного алгоритма ученые отбирали нужный из тысяч предлагаемых вариантов. Наилучший проект должен был наиболее эффективно справляться с поставленными задачами, для чего по каждой из них, например способности передвижения в заданном направлении, пересобирал сотни клеток в бесчисленных комбинациях и оценивал их возможности.

 

 

Наиболее перспективные проекты ученые воплотили в жизнь. Под руководством микрохирурга Дугласа Блэкстона биологи собрали стволовые клетки от эмбрионов африканских лягушек вида Xenopus laevis, благодаря которым и назвали свое детище «ксеноботами». Вырастив отделенные клетки, их, используя крошечные щипцы и еще более тонкий электрод, разрезали и соединяли под микроскопом в максимально точном соответствии конструкциям, указанным компьютером.

 

Собранные в единое целое с формами тела, никогда не встречавшимися в природе, клетки начали работать вместе. Их деятельность была предусмотрена расчетами компьютера и обусловлена спонтанными самоорганизующимися паттернами клеточных свойств. Из клеток кожи сформировали более пассивную архитектуру новых существ, а когда-то случайные сокращения сердечных мышечных клеток использовали для создания упорядоченного поступательного движения.

 

Последующие тесты показали, что эти организмы способны двигаться согласованно и исследовать влажную среду, в которой они находились, в течение нескольких дней или недель, питаясь зародышевыми запасами энергии. Однако первые образцы испытывали сложности при попытке заставить их выполнять поставленную задачу.

 

Более поздние испытания показали, что группы ксеноботов перемещаются по кругу, выталкивая гранулы в центральное место, как поодиночке, так и коллективно. Другие были построены с отверстием в центре, чтобы уменьшить сопротивление. В смоделированных версиях они смогли повторно использовать эту дыру в качестве емкости для успешного переноса объекта. «Это шаг к использованию компьютерных организмов для интеллектуальной доставки лекарств», — говорит Бонгар.

 

 

Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы

 

Результаты компьютерного моделирования «ксеноботов» (слева) и их «живая» реализация (крайний столбец изображений справа)

 

Созданные из искусственных материалов технологии впоследствии ставят вопрос о переработке и могут загрязнять окружающую среду на всех этапах: при создании, во время работы и после выработки своего ресурса. Живые ткани снимают часть этих проблем, но, в отличие от механических, недолговечны и хрупки. Зато при должном уровне инженерии живые организмы могут легко заращивать полученные повреждения. «Может ли такое ваш ноутбук?» — спрашивают исследователи.

 

Авторы отмечают, что подобные биотехнологии — первые шаги в будущее биологии и информатики. Они видят огромный потенциал в проникновении в загадку биологического кодирования и передачи информации. Масса из происходящего в организме в этом плане случается внутри клетки, а не только при синаптическом взаимодействии нейронов.

 

Эти возникающие и геометрические свойства определяются биоэлектрическими, биохимическими и биомеханическими процессами, «которые протекают на оборудовании, определенном ДНК, и эти процессы реконфигурируемы и могут создавать новые живые формы», объясняет Майкл Левин, руководящий Центром регенеративной биологии и биологии развития в Тафтсе.

Спонсором исследования выступило Управление перспективных научных исследований и разработок министерства обороны США (DARPA).


4


Источник | Адрес этой страницы:



Расскажи в социальных сетях:


Нравится
1
1
Комментариев: (0), Опубликовал: Редакция, Просмотров: 674
Какие эмоции у вас вызвала публикация? (УКАЖИТЕ НЕ БОЛЕЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ)
Возмущение Грусть Надежда Одобрение Отчаяние Радость Смех Страх Стыд Удивление Удовлетворение

Вы читали Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы

Предлагаем также ознакомиться с похожими материалами:
Самые читаемые материалы
Самые обсуждаемые материалы
Свернуть блок
Свернуть рекламу

Все новости | Новость Созданы первые живые роботы - самовосстанавливающиеся организмы была опубликована в Новости » Статьи 19 января 2020! Читайте свежие Русские Новости Славян на Мидгард.Инфо !
Свернуть блок
Свернуть комментарии



  • Вконтакте
  • Facebook

Информация

Важная информация для новых (не зарегистрированных) посетителей

Если вы впервые на сайте то вам необходимо:


Если ранее вы были зарегистрированы в социальных сервисах то вам необходимо:


Если вы зарегистрированы на сайте то: