دانشمندان دانشگاه “ورمونت” و “تافتز” با استفاده از سلول‌های قورباغه و یک ابررایانه موفق به ابداع ربات‌های زنده شده‌اند که قابلیت برنامه‌ریزی دارند و با اینکه مصنوعی هستند، مانند موجودات زنده رفتار می‌کنند.

فلسفه وجودی ربات‌ها تقلید از موجودات زنده است و هرچقدر هم که آنها تاکنون باهوش‌تر شده‌اند، باز هم با نگاه به آنها می‌توانیم دریابیم که زنده نیستند و به صورت واقعی زندگی نمی‌کنند. اما به نظر می‌رسد این شکاف اکنون شروع به پر شدن کرده است.

محققان دانشگاه ورمونت(Vermont) و دانشگاه تافتز(Tufts) موجودات جدیدی را از سلول‌های قورباغه ایجاد کرده‌اند که رفتار آنها کاملا قابل برنامه ریزی است.

این ربات‌های زنده و جدید از سلول‌های پوست و قلب جنین قورباغه ساخته شده‌اند و توسط یک ابررایانه به شکل فرم‌های پایدار طراحی و در یک ظرف پتری در آزمایشگاه شکل گرفته‌اند. سلول‌های پوستی به منظور تشکیل چیزی شبیه به حبابی با چهار پا عمل می‌کنند، در حالی که سلول‌های قلب با هر ضربان این ربات‌های زنده را به حرکت درمی‌آورند.

“جاشوا بونگارد” دانشمند سرپرست این پروژه می‌گوید: این‌ها ماشین‌های زنده جدید هستند. آنها نه یک ربات سنتی و نه گونه شناخته شده‌ای از حیوانات هستند. این یک کلاس جدید از مصنوعات است؛ یک موجود زنده و قابل برنامه ریزی.

هر کدام از این ربات‌های زنده یک میلی‌متر(0.04 اینچ) طول دارند و محققان آنها را “زنوباتس”(xenobots) نامیده‌اند، چرا که سلول‌های این ربات‌ها از گونه‌ای از قورباغه‌ها به نام “Xenopus laevis” گرفته شده است.

آزمایشات نشان داد که این ارگانیسم‌ها به مدت چند روز و چند هفته به طور همزمان در محیط اطراف خود شنا می‌کنند و بر اساس انرژی ذخیره شده جنینی کار می‌کنند. این ربات‌ها به صورت گروهی تمایل به شنا به صورت دایره‌ای دارند.
محققان می‌گویند این تکنیک یک اثبات مفهوم برای ماشین‌های زنده و قابل برنامه‌ریزی است. آنها می‌توانند به صورت سفارشی طراحی شوند تا طیف وسیعی از کارها مانند پاکسازی محیط و یا حتی بدن انسان را انجام دهند.

“مایکل لوین” یکی از این محققان می‌گوید: ما می‌توانیم بسیاری از کاربردهای مفید را مانند جستجوی ترکیبات نامطبوع یا آلودگی رادیواکتیوی، جمع آوری میکروپلاستیک‌ها در اقیانوس‌ها، جریان یافتن در شریان‌ها و رگ‌ها برای این ربات‌های زنده تصور کنیم که ماشین‌های دیگر قادر به انجام آن نیستند.

قبل از اینکه این ربات‌ها شکل واقعی به خود بگیرند ابتدا با استفاده از یک ابررایانه طراحی شدند و یک الگوریتم تکاملی با هزاران طرح قابل اجرا برای ربات‌های زنده ارائه شد و سپس شبیه سازی‌ها اجرا شد تا مشخص کند که کدام پیکربندی برای دستیابی به یک کار مشخص بهتر است. در نهایت طی چندین نسل، طرح‌های موفق اصلاح شدند تا اینکه رایانه روی فرم فعلی “زنوبات‌ها” به قطعیت رسید.

در مرحله بعد، محققان سلول‌های زنده را طبق طرح رایانه جمع آوری کردند. آنها سلول‌های بنیادی قورباغه را جمع آوری کردند، آنها را جدا و بارور کردند، سپس برش داده و زیر میکروسکوپ آنها را به هم پیوند زدند. سلول‌ها به عنوان ارگانیسم‌های زنده، خود را به هم رساندند و زنوبات‌ها ایجاد شدند.
این گروه نسخه‌های دیگری را نیز آزمایش کرد. برخی از زنوبات‌ها با سوراخی در مرکز خود ساخته شدند تا از اصطکاک و کشیده شدن آنها به اطراف کاسته شود. همچنین از این سوراخ می‌توان به عنوان نوعی کیسه محموله استفاده شود که می‌تواند روزی مولکول‌های دارویی را به اقصی نقاط بدن برساند.

مزیت دیگر این ربات‌های زنده این است که می‌توانند خود را ترمیم کنند. محققان این را با بریدن بعضی از آنها دریافتند و تقریباً به طور کامل آنها را نصف کردند و دیدند که آنها می‌توانند خود را ترمیم کنند و مانند روز اول خود شوند.

ضمن اینکه زنوبات‌ها بعد از انجام کاری که به آنها محول می‌شود، تبدیل به سلول‌های مرده بی‌ضرر می‌شوند که کاملاً تخریب‌پذیر هستند.

زنوبات‌ها مرحله جدیدی از زندگی مصنوعی را نشان می‌دهند. دانشمندان قبلاً باکتری‌های مصنوعی، موجودات نیمه مصنوعی با جفت پایه اضافی دی‌ان‌ای، جنین مصنوعی که نیازی به اسپرم و تخمک ندارند و ربات‌هایی که با استفاده از سلول‌های موش ساخته شده‌اند را طراحی کرده و ساخته بودند. اما این پروژه اولین بار است که ماشین‌های بیولوژیکی جدید با استفاده از فرم‌هایی که در طبیعت وجود دارند، ایجاد می‌کند.

منبع: ایسنا