Ксенобот - Xenobot
| Ксенобот | |
|---|---|
 Дизайн ксенобота, обнаруженный при моделировании (слева), и развернутый организм (справа), построенный из кожи лягушки (зеленый) и сердечной мышцы (красный)
| |
| Промышленность | Робототехника , синтетическая биология |
| заявка | Медицина , Восстановление окружающей среды |
| Габаритные размеры | Микромасштаб |
| Источник топлива | Питательные вещества |
| Самоходный | да |
| Компоненты | Клетки лягушки |
| Изобретатель | Сэм Кригман, Дуглас Блэкистон, Майкл Левин , Джош Бонгард |
| Изобрел | 2020 г. |
Ксеноботы , названные в честь африканской когтистой лягушки ( Xenopus laevis ), представляют собой синтетические формы жизни, которые автоматически создаются компьютерами для выполнения определенных функций и создаются путем объединения различных биологических тканей. Являются ли ксеноботы роботами, организмами или чем-то еще, все еще остается предметом споров среди ученых, при этом один из исследователей сказал: «Они не являются ни традиционными роботами, ни известными видами животных. Это новый класс артефактов: живой, программируемый организм ».
Xenobots менее чем в 1 мм (0,039 дюйма) и состоит из всего две вещей: клетки кожи и клетки сердечной мышцы , оба из которых получены из стволовых клеток , собранных из ранней ( бластул стадии ) лягушки эмбрионов. Клетки кожи обеспечивают жесткую опору, а клетки сердца действуют как маленькие двигатели, сжимаясь и увеличиваясь в объеме, чтобы продвинуть ксенобота вперед. Форма тела ксенобота и распределение в нем клеток кожи и сердца автоматически разрабатываются при моделировании для выполнения конкретной задачи с использованием процесса проб и ошибок ( эволюционный алгоритм ). Ксеноботы были разработаны, чтобы ходить, плавать, толкать гранулы, нести полезные нагрузки и работать вместе, собирая обломки, разбросанные по поверхности их тарелки, в аккуратные кучи. Они могут прожить недели без еды и исцелить себя после ран.
В ксеноботов встроены другие виды двигателей и датчиков. Вместо сердечной мышцы ксеноботы могут выращивать участки ресничек и использовать их как маленькие весла для плавания. Однако локомоция ксеноботов, управляемая ресничками, в настоящее время менее управляема, чем движения ксеноботов, управляемых сердечными тканями. Молекула РНК также может быть введена ксеноботам, чтобы дать им молекулярную память: если они подвергаются воздействию определенного типа света во время поведения, они будут светиться заранее заданным цветом при просмотре под флуоресцентным микроскопом .
Возможные приложения
В настоящее время ксеноботы в основном используются в качестве научного инструмента для понимания того, как клетки взаимодействуют для создания сложных тел во время морфогенеза . Однако поведение и биосовместимость существующих ксеноботов предполагает несколько потенциальных приложений, в которых они могут быть найдены в будущем.
Учитывая, что ксеноботы состоят исключительно из клеток лягушки, они поддаются биологическому разложению. И поскольку стаи ксеноботов, как правило, работают вместе, выталкивая микроскопические гранулы из своей тарелки в центральные кучи, было высказано предположение, что будущие ксеноботы могут делать то же самое с микропластиком в океане: находить и собирать крошечные кусочки пластика в большой шар из пластика, который можно собрать на традиционной лодке или дроне и сдать в центр переработки. В отличие от традиционных технологий, ксеноботы не добавляют дополнительного загрязнения во время работы и деградации: они ведут себя, используя энергию жира и белка, естественным образом хранящуюся в их тканях, что длится около недели, после чего они просто превращаются в мертвые клетки кожи.
В будущих клинических применениях, таких как адресная доставка лекарств, ксеноботы могут быть созданы из собственных клеток пациента-человека, что позволит обойти проблемы иммунного ответа других видов систем доставки микророботов . Такие ксеноботы потенциально могут быть использованы для соскабливания зубного налета с артерий , а также с дополнительными типами клеток и биоинженерии для обнаружения и лечения болезней.
