Роботи, що розмножуються у формі Пакмана

Розроблена ШІ-системою модель робота-батька (червоний, схожий на Пакмана), що збирає стовбурові клітини (у вигляді зеленої кулі) для створення потомства.

Різні живі організми продовжують свій рід різними способами: діленням, почкуванням, статевим розмноженням. А що щодо біороботів?

«Ксеноботи» (Xenobots) - це живі роботи, крихітні органомеханізми, яких вчені недавно зібрали зі стовбурових клітин шкіри жаби - ми писали про це минулого року. Клітинні відростки, реснички, приводять ксеноботів у рух. Тепер же, згідно з дослідженням, опублікованим в Proceedings of the National Academy of Sciences, ксеноботи можуть і самовідтворюватися.

Якщо ці штучні організми зустрічають на шляху інші стовбурові клітини, вони збирають їх на собі. Зібрані стовбурові клітини через кілька днів перетворюються на нових ксеноботів, що виглядають і рухаються точно так само. А потім ці нові ксеноботи знаходять нові клітини і створюють свої копії.

Цей тип відтворення, що супроводжується рухом, дослідники назвали кінематичною самореплікацією. Він не схожий на жоден інший вже відомий науці спосіб. Зазвичай організми, що розмножуються, передають потомству батьківський матеріал. Наприклад, статеве розмноження вимагає батьківських сперматозоїдів і яйцеклітин. Інші типи розмноження передбачають поділ або відпочковування клітин від батьківської клітини. Ксеноботи ж ніби знаходять в навколишньому середовищі запчастини для нового робота-організму.

Надані самі собі сфероїдні ксеноботи, як правило, можуть створити ще тільки одне покоління, перш ніж вимруть. Але за допомогою програми штучного інтелекту, що пророкує оптимальну форму для оригінальних ксеноботів, вчені змогли довести реплікацію до чотирьох поколінь. Спроектовані ШІ-моделлю організми (З-подібної форми) збирають вільні стовбурові клітини (білого кольору) в міру переміщення в середовищі.

Модель ШІ передбачила, що найоптимальніша для розмноження форма нагадує персонажа гри Pac-Man з відкритим ротом. Коли вдосконалених ксеноботів випустили «на волю» - в чашку Петрі, - вони почали зачерпувати вільні клітини своїми «відкриті роти». Це надавало їх «потомству» більш рівну сфероїдну форму. «Дитинчі» ставали автономними, коли близько 50 клітин зчеплялися разом у поглибленні організму-батька. Повноцінний ксенобот складається приблизно з 4000 - 6000 жаб'ячих клітин.

Крихітний розмір ксеноботів робить їх у перспективі зручними для медичного застосування. Мініатюрні ксеноботи могли б, наприклад, проникати всередину тіла пацієнта, щоб доставляти терапевтичні препарати в певні органи і тканини.

Крім того, що в майбутньому для ксеноботів, можливо, знайдеться практичне застосування, дослідження має екзистенційне значення для людини, вважає біолог і співавтор роботи Майкл Левін (Michael Levin). Це важлива «наука про спроби передбачити і контролювати наслідки складних систем», - говорить він.