Wetenschappers maken zelfreplicerende biologische robots met behulp van een AI
Een team van wetenschappers heeft gecreëerd wat zij noemen de allereerste, zelfreplicerende levende robots, die worden gewonnen uit kikkercellen en zijn geprogrammeerd met behulp van een evolutionaire kunstmatige intelligentie algoritme. Ze werden Xenobots genoemd en werden in januari vorig jaar voor het eerst kunstmatig gesynthetiseerd in laboratoriumomstandigheden. Dankzij de inspanningen van een team dat bestaat uit experts van de Universiteit van Vermont, is de Allen Discovery Center aan de Tufts University en het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering aan Harvard Universiteit. Het team begon met het creëren van een evolutionair algoritme om duizenden gesimuleerde celcombinaties in verschillende vormen en vormen te creëren.
Het algoritme maakte celcombinaties op basis van de biofysica van wat een bepaald mengsel van kikkerhuid en hartcellen kan doen. Ten eerste werden gesimuleerde ontwerpen van organismen die door het algoritme als levensvatbaar werden geselecteerd, opgeslagen als een cellulaire blauwdruk. Wetenschappers verzamelden vervolgens stamcellen van de embryo's van kikkers, scheidden ze in cellen en lieten ze achter voor incubatie. Dit werd gevolgd door het snijden en samenvoegen van deze cellen onder een microscoop om hetzelfde ontwerp te vormen als het algoritme suggereerde. Tot nu toe had het team waargenomen dat deze kleine levende robots onafhankelijk konden bewegen en zwemmen, dankzij gecoördineerde cellulaire activiteit, net zoals een normaal levend organisme of een verzameling cellen in natuur. Eerder dit jaar creëerden onderzoekers in Singapore een zacht polymeerschuim dat zich gedraagt als
Nu heeft het team achter het originele Xenobot-project bereikt een belangrijke doorbraak door het initiëren van zelfreproductie in deze robots die Xenobots 3.0 worden genoemd om hun verbeterde status aan te geven. De bevindingen zijn gepubliceerd als onderzoek getiteld "Kinematische zelfreplicatie in herconfigureerbare organismen" in de Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. De naam, Xenobot, is een term gebaseerd op: Xenopus laevis, een soort Afrikaanse kikker wiens embryo werd gebruikt om stamcellen te oogsten voor het project. Wetenschappers beweren dat de reproductiewijze van deze zelfreplicerende en met de hand geassembleerde biologische robots nog nooit eerder in de natuur is waargenomen. Met behulp van het evolutionaire algoritme dat draait op het Deep Green-supercomputercluster bij UVM's Vermont Advanced Computing Core, de team testte miljarden lichaamsvormen in simulatie om degene te vinden waarmee deze biologische robots zich kunnen repliceren op hun eigen.
Een sciencefiction-trope die zojuist werkelijkheid is geworden
Het doel was om een proces te bereiken dat motion-based wordt genoemd.kinematisch"replicatie. Interessant is dat een van de celclustervormen aanbevolen door het algoritme - en een waarmee de Xenobots zichzelf konden repliceren - leek op het klassieke videogamekarakter Pac-Man met een afgerond profiel en een duidelijke open mond. Wat betreft de methode van zelfreplicatie zelf, deze Pac-Man-vormige Xenobots vonden op zichzelf geïsoleerde afzonderlijke cellen en verzamelden vervolgens honderden, en uiteindelijk veranderde het cluster in een kopie van zichzelf - alles gebeurde in het mondgebied van de ouder Xenobot.
Een cellulair cluster veranderde al snel in een baby-Xenobot, die vervolgens alleen vertrok om nieuwe cellen te vinden en meer zelfreplicerende Xenobots te produceren. Het uitgangspunt klinkt eng, maar het team achter het onderzoek zegt dat het hun plicht is om het onderzoek voort te zetten en scenario's te bedenken waar deze zelfreplicerende programmeerbare robots kunnen worden gebruikt voor productieve taken zoals het afleveren van medicijnen aan het lichaam systemen. Bovendien, met behulp van een dergelijke evolutionaire kunstmatige intelligentie algoritme heeft zijn eigen voordelen, zoals het versnellen van het ontwikkelingsproces van vaccins voor als een pandemie zoals COVID-19 de mensheid opnieuw treft.
bronnen: Harvard universiteit, Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika
Is Saturnus de enige planeet met ringen? Dit is wat u moet weten
Over de auteur