Ученые из США создали ксенобота — первое в мире «существо» с программируемым поведением, состоящее исключительно из живых клеток. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале PNAS.
Робот диаметром 650-750 микрометров получил название ксенобот, поскольку он был собран из клеток, взятых у лягушек вида Xenopus laevis — клеток кожи, создающих каркас, и клеток сердца, сокращение которых позволяет ему двигаться.
Ученые спроектировали ксенобот при помощи кластера суперкомпьютеров Deep Green. Ориентируясь на заданные параметры, специальный «эволюционный» алгоритм создал тысячи возможных конфигураций, которые затем прошли своего рода виртуальный естественный отбор.
Когда алгоритм выбрал конфигурации, наиболее подходящие для решения поставленной задачи, ученые выделили стволовые клетки из эмбрионов лягушки, инкубировали их и выстроили в соответствии с рекомендациями нейросети. В чашке Петри клетки сформировали стабильные структуры, не встречающиеся в природе (хотя генетически это те же лягушки).
Авторы исследования отмечают, что это абсолютно новые организмы, которые не являются ни животными, ни роботами в их традиционном понимании. «Живые машины» могут функционировать в пресной воде при температуре от 4,5 до 26,5о С. Благодаря липидам и белкам из эмбриональных клеток они живут около недели без дополнительного питания, а при его наличии могут работать в разы дольше.
Возможности ксеноботов пока не очень впечатляющие, но главным достижением их разработчиков является то, что они доказали принципиальную возможность создания живых программируемых систем. Это первый шаг к пояалению принципиально новых машин, которые в будущем смогут выполнять множество важных задач: от поиска радиоактивного загрязнения и сбора микропластика в океане до удаления бляшек из артерий и адресной доставки лекарств внутри организма.
Важными особенностями ксеноботов являются их способность к самовосстановлению (так, робот, разрезанный почти пополам, смог вернуть себе первоначальную структуру), полная биосовместимость и безопасность. Выполнив свою задачу — например, адресную доставку лекарств, они становятся просто мертвыми клетками, полностью биоразлагаемыми и безвредными для организма.
