موفقیت دانشمندان در ساخت اولین ربات خودتکثیر شونده زنده جهان – Zomit


احمق های عجیب و غریب جدید ممکن است در ابتدا به دلیل شباهتشان به Pac-Man جالب به نظر برسند، اما شباهت آنها به این شخصیت بازی ویدیویی احتمالاً کمترین چیز عجیب و غریب در مورد آنها است. این موجودات روباتیک غیرمعمول بخشی از چیزی است که محققان در مطالعه جدیدی در سال گذشته نشان دادند: ربات هایی که برای اولین بار در جهان کاملاً از سلول های زنده ساخته شده اند. جاشوا بونگارد، دانشمند کامپیوتر و روباتیک در دانشگاه ورمونت، گفت: «اینها ماشین‌های زنده جدید هستند.

اکنون، بونگارد و همکارانش وارد فاز بعدی شده‌اند و به زنبورهای عسل این امکان را می‌دهند که خودشان را تکثیر کنند و نسخه‌های جدیدی از خودشان بسازند. در این مورد، خود همانندسازی از طریق تکنیک‌های تولید مثلی که معمولاً در موجودات زنده معمولی مشاهده می‌کنیم، حاصل نمی‌شود.

مقاله مرتبط:

محققان دریافتند که اگر تعداد کافی لانه زنبوری را کنار هم در یک ظرف آزمایشگاهی قرار دهند، حرکت دسته جمعی آنها سلول های آزاد قورباغه را که در محلول شنا می کنند به هم نزدیک می کند.

وقتی تعداد کافی از این سلول ها کنار هم قرار می گیرند، توده ای از حدود 50 سلول به طور طبیعی تبدیل به لانه زنبوری می شوند که به طور مستقل شنا می کنند و می توانند فرزندان خود را تولید کنند.

این پدیده که به عنوان تکثیر جنبشی یا حرکتی خود به خود شناخته می شود، قبلاً در انواع دیگر مدل ها و ماشین های مولکولی مشاهده شده بود، اما در سیستم های زنده چند سلولی مانند لانه زنبوری مشاهده نشده بود. محققان در مقاله جدیدی در توضیح این موجودات قابل بازیافت می گویند:

ما دریافتیم که مجموعه‌های چند سلولی جنبشی همچنین می‌توانند با حرکت و فشرده‌سازی سلول‌های آزاد در محیط خود، نسخه‌های کاربردی از خود ایجاد کنند. این شکل از جاودانگی که قبلاً در هیچ موجود زنده ای دیده نشده بود، به طور خود به خود در عرض چند روز رخ می دهد. در طول هزاران سال توسعه نمی یابد.

شبیه‌سازی (سمت چپ) یک سیستم واقعی خودتکثیر شونده (راست) را در شرایط آزمایشگاهی پیش‌بینی می‌کند

محققان ربات‌های خود-تکثیر شونده، سلول‌های پوستی پرتوان را از جنین وزغ آفریقایی می‌سازند.Xenopus laevis) و آنها را در سرم نمکی قرار دهید. در طی این فرآیند، تعدادی سلول به شکل موجودی کروی به یکدیگر چسبیده بودند و مژک هایی در سطح بیرونی آن تشکیل می شدند که به آن اجازه حرکت می داد.

هنگامی که دوازده ارگانیسم نسل اول به محفظه دیگری از سلول های بنیادی آزاد منتقل شدند، حرکت این موجودات سلول های بنیادی آزاد را در توده هایی جمع کرد که نسل جدیدی از موجودات را تشکیل داد که همان رفتار را تکرار می کردند. با این حال، اگر همان سلول های بنیادی به تنهایی در محلول رها شوند، به هم نمی چسبند. این نشان می دهد که حرکت اولیه زانوهای اجداد برای ایجاد نسل بعدی لازم است.

محققان در کار خود توضیح دادند که این رفتار حرکتی خود تکراری، که قبلاً در گیاهان یا حیوانات مشاهده نشده بود، می‌تواند بدون اصلاح ژنتیکی به دست آید. این نشان می دهد که چگونه مولکول های بیولوژیکی می توانند در پاسخ به محیط خود سازگار شوند و تغییر کنند.

xenobot

تصویر رنگی لانه زنبوری (قرمز) و سلول های بنیادی آزادی که روی هم چیده شده اند (سبز)

محققان با استفاده از هوش مصنوعی برای شبیه‌سازی شرایطی که می‌توانند رفتار تکراری خود را تقویت کنند، دریافتند که می‌توانند این پدیده را تقویت کنند. شما شرح دهید:

شبیه‌سازی‌ها نشان داد که برخی از شکل‌ها اندازه جرم و چرخه‌های تولیدمثلی را بهبود می‌بخشند، در حالی که برخی دیگر آنها را کاهش می‌دهند یا از خود تکراری جلوگیری می‌کنند. برخی از اشکال هندسی، اما نه همه، بهتر از اشکال کروی بودند.

در نهایت، این اشکال دایره ای (که اساساً به صورت سه بعدی بسته بندی شده اند) بهترین کاندید برای تجمع سلول های آزاد قورباغه به شکل ارگانیسم های جدید بودند و تغییرات در محیط (دیوارهایی که حرکت لانه زنبوری را محدود می کردند) نیز به این فرآیند کمک کردند. .

در حالی که ما هنوز در ابتدای کار با روبات های زنده هستیم، محققان می گویند که اگر نحوه کار آنها را بفهمیم و وظیفه مناسب آنها را پیدا کنیم، ممکن است روزی موجودات غیرعادی کارهای مفیدی انجام دهند. محققان توضیح می‌دهند: «این امکانات می‌تواند به بهبود فناوری‌های آینده و کاهش نیاز به راهنمایی خارجی کمک کند. “زندگی پر از رفتارهای شگفت انگیز فراتر از آنچه می بینیم، در انتظار کشف شدن است.”

نتایج در مجله PNAS گزارش شده است.


تمامی اخبار به صورت تصادفی و رندومایز شده پس از بازنویسی رباتیک در این سایت منتشر شده و هیچ مسئولتی در قبال صحت آنها نداریم