Xenobots: Wissenschaftler bauen erste lebende Roboter aus Stammzellen

Die Biotechnologie hat einen großen Schritt getan, um lebende Organismen mit Maschinen zu vereinen, aber auf eine viel komplexere als eine „einfache“ Weise. physikalische Modifikation. In den Vereinigten Staaten gelang es Forschern, mithilfe von Stammzellen afrikanischer Kröten die Art herzustellen Xenopus laevis, ein kleiner Roboter, getauft als Xenobot, der in der Lage ist, sich autonom zu bewegen und sogar Lasten auszuführen.

Diese Aktionen sind durch kleine Beine möglich, die den Körper des kleinen Roboters antreiben, der eine leichte Vertiefung hat, um Mini-Objekte umarmen und tragen zu können. Wie der Forscher Michael Levin, Direktor des Allen Discovery Center an der Tufts University in Medford, Massachusetts, sagt: „Dies sind völlig neue Lebensformen. So etwas hat es auf der Erde noch nie gegeben“, fügte er später hinzu, dass „dies programmierbare lebende Organismen sind“.

Innovative Erstellungsmethode

Die Roboter, die kleiner als 1 mm sind, wurden mithilfe eines Supercomputers mit einem Algorithmus namens „evolutionärer Algorithmus“ hergestellt. Die Programmierung generiert daraus zufällige 3D-Konfigurationen von 500 bis 1000 Herz- und Hautzellen. Jedes dieser 3D-Modelle wird virtuell getestet, um die Lebensfähigkeit zu bestimmen, beispielsweise wie viel Bewegung es gibt, wenn die Herzzelle arbeitet. Nach dem Testen werden die praktikabelsten Modelle ausgewählt und andere basierend auf diesen ersten hergestellt.

Das Verhalten der Herzzelle mit spontaner Kontraktion und Entspannung funktioniert wie ein kleiner Motor, der den kleinen Roboter so lange am Laufen hält, wie er über Energiereserven verfügt, die für 7 bis 10 Arbeitstage vor dem Totalausfall ausreichen. Die Xenobots wurden im Labor erst gebaut, nachdem 100 Generationen des Primärmodells ausgewählt worden waren, wobei Kauterwerkzeuge und Pinzetten verwendet wurden, um mit Haut- und Herzzellen zu arbeiten, die afrikanischen Froschembryos entnommen wurden.

Möglichkeiten und Auswirkungen von Xenobots

Laut Joshua Bongard, Senior Researcher im Team der University of Vermont, „ist es unmöglich vorherzusagen, wie diese neue Technologie angewendet wird, also können wir nur raten.“ Unter den Möglichkeiten werden die Xenobots in der Lage sein, Fettplaques aus den Arterien zu entfernen, Medikamente direkt in den Körper zu verabreichen und Mikroplastikverschmutzung zu beseitigen, sagen die Wissenschaftler.

Sam Kriegman, Doktorand des Teams an der University of Vermont, weist auf die ethischen und bioethischen Implikationen hin, die in die Entwicklung dieses Projekts in der Zukunft einbezogen werden könnten und werden, da die Möglichkeit besteht, Variationen mit ausgewählten Nervensystemen zu erstellen kognitive Fähigkeit.

„Für mich ist es wichtig, dass all dies öffentlich ist, damit wir mit der Gesellschaft diskutieren können und die besten Richtlinien und Vorgehensweisen formuliert werden können“, sagt er. „Es besteht jedoch kein Grund zur Sorge, dass Xenobots die Menschheit bedrohen, denn „wenn Sie sich das Video ansehen, ist es ziemlich schwer zu befürchten, dass diese kleinen Dinger irgendwann rebellieren werden.“

Sam Kriegman, Doktorand im Team der University of Vermont

Die Arbeit weist auf die Schaffung von etwas mehr als einem Molluskenroboter hin, wie sich Michael Levin erinnert. „Das Ziel ist, die Software des Lebens zu verstehen“, sagt er. "Wenn Sie an Geburtsfehler, Krebs und altersbedingte Krankheiten denken, können sie alle gelöst werden, wenn wir verstehen, wie biologische Strukturen hergestellt werden, und die vollständige Kontrolle über Wachstum und Form haben."

Für Thomas Douglas, Senior Research Fellow am Oxford Uehiro Centre for Ethical Practices, „gibt es eine interessante moralische Frage zu Xenobots. An welchem ​​Punkt werden sie zu Wesen, die Interessen haben und kämpfen, um sie zu verteidigen? Ich denke, sie werden nur dann moralische Bedeutung erlangen, wenn Nervengewebe einbezogen wird, das eine Art von geistigem Leben ermöglicht, wie zum Beispiel die Fähigkeit, Schmerz zu empfinden.

Außerdem kommentiert er, dass „einige liberaler in Bezug auf den moralischen Status sind. Sie denken, dass alle Lebewesen Interessen haben, die moralisch berücksichtigt werden müssen. Für diese Menschen können sich schwierige Fragen stellen, ob diese Xenobots als Lebewesen oder als Maschinen einzustufen sind.“

Möglichkeit der Beständigkeit und Haltbarkeit

Obwohl Robotik-Enthusiasten Kunststoffe und Metalle wegen ihrer Festigkeit und Haltbarkeit bevorzugen, bietet biologisches Material einzigartige Vorteile, wie z natürlich wie jedes natürliche Material. "Sie sind sehr klein, aber wir beabsichtigen, sie in großem Maßstab herzustellen", sagt Levin, wenn man bedenkt, dass es Möglichkeiten gibt, Roboter mit Sinneszellen, venösen, arteriellen und Nervensystemen und sogar rudimentären Augen herzustellen, und aus Säugetierzellen stammend, Xenobots in trockenen Umgebungen „leben“ können.

Quelle: The Guardian