Forskere bygger levende robotter, der kan reproducere sig

Når det kommer til reproduktion, er naturen alsidig. Nu har forskere ved University of Vermont i USA opdaget, at xenobotter kan genskabe sig selv ved at feje løse celler op og samle dem i nye klynger.

Xenobotter, der blev præsenteret for første gang sidste år, er syntetiske livsformer fremstillet af celler fra frøembryoner, som samles til klynger.

“De er hverken en traditionel robot eller en kendt dyreart. Det er en ny klasse af artefakt: en levende, programmerbar organisme,” forklarede Joshua Bongard, datalog og robotekspert ved University of Vermont, ved præsentationen af xenobotter sidste år.

Benytter kinematisk selvreplikation

Xenobotter har intet fordøjelsessystem eller neuroner og falder naturligt fra hinanden efter cirka to uger, men de er altså i stand til at producere en form for afkom.

I en forskningsrapport publiceret i tidsskriftet PNAS forklares det, at xenobotter anvender en helt anden fremgangsmåde, end når planter og dyr replikerer sig. Metoden kaldes ”kinematisk selvreplikation” og er en proces, der tidligere er set i molekyler, men ikke i organismer. Den opstår også spontant i løbet af dage i stedet for at udvikle sig over årtusinder.

Børne-xenobotter behøver AI-hjælp for yderligere replikation

Holdet gjorde deres opdagelse ved at observere xenobotternes handlinger i petriskåle, der indeholdt stuetempereret bassinvand og løse celler fra frøembryoner. Xenobotterne, der hver især består af cirka 3.000 celler, bevægede sig rundt i skålen og stødte ind i andre løse celler og skubber dem sammen i bunker. Da cellerne er klæbrige, kan de, når en bunke er stor nok, danne en ny, bevægelig klynge i løbet af fem dage. Forskerne beskriver denne nye klynge som en børne-xenobot.

Disse replikerede børne-xenobotter er dog ikke af samme kvalitet som dem, som forskerne i første omgang skabte. De er således ikke selv i stand til at replikere sig efterfølgende, lyder det i rapporten. Ved at bruge kunstig intelligens fandt forskerne dog ud af, at hvis xenobotterne blev formet i bestemte former, kunne replikationen fortsætte i yderligere generationer.

Den anvendte algoritme inden for kunstig intelligens arbejder på Deep Green-supercomputerklyngen på UVM’s Vermont Advanced Computing Core. Der er nærmere bestemt tale om en evolutionær algoritme til at teste milliarder af kropsformer i en simulation for at finde dem, der gjorde det muligt for cellerne at effektivisere den bevægelsesbaserede kinematiske replikation.

“AI’en kom frem til nogle mærkelige designs efter flere måneders arbejde, herunder et, der lignede Pac-Man. Det er meget ikke-intuitivt. Det ser meget enkelt ud, men det er ikke noget, som en menneskelig ingeniør ville finde på,” siger Sam Kriegman, der er hovedforfatter på den nye undersøgelse og forsker ved Tufts Allen Center og Harvard Universitys Wyss Institute for Biologically
Inspired Engineering i en pressemeddelelse.

Se også: Mikrobots kan give præcis medicinering via kroppens blodbaner

Kan bruges til nyttigt arbejde

Kunstig intelligens kan altså designe klynger, der replikerer bedre og udfører nyttigt arbejde, mens de gør det. Dette tyder på, konkluderer rapporten, at fremtidige teknologier med lidt vejledning udefra kan blive mere nyttige, efterhånden som de spredes, og at livet gemmer på overraskende adfærd lige under overfladen, som venter på at blive afdækket.

Håbet er, at disse xenobotter, som også kan beskrives som selvreplikerende maskiner, kan udvikles til at udføre nyttigt arbejde, idet holdets computersimuleringer tyder på, at xenobotterne kan reparere elektriske kredsløb.

På kort sigt vil de også kunne omfatte indsamling af mikroplast fra havene. Tager man de lange briller på, kan man forestille sig, at biobotter fremstillet af vores egne celler endda kan bruges i kroppen for på den måde at fjerne behovet for kirurgi, lyder det fra Bongard.

Se også: Sådan former biotek vores samfund

Kan vi være trygge ved selvreproducerende bioteknologi?

Man skal formentlig ikke lede længe for at finde nogle, der vil reagere med rædsel ved tanken om en selvreproducerende bioteknologi.

“Verden og teknologierne ændrer sig hurtigt. Det er vigtigt, for samfundet som helhed, at vi undersøger og forstår, hvordan det fungerer,” siger professor ved University of Vermont, Josh Bongard, som er medforfatter til rapporten. Han medgiver, at de har et moralsk krav om at forstå de betingelser, hvorunder de kan kontrollere, styre og eventuelt slukke det.

Samtidig slår han dog fast, at disse millimeterstore levende maskiner, der er helt indesluttet i et laboratorium, let slukkelige og godkendt af føderale, statslige og institutionelle etiske eksperter ikke er noget, der holder ham vågen om natten.

“Hvis vi kan udvikle teknologier, der lærer af xenobotter, hvor vi hurtigt kan fortælle AI’en: ‘Vi har brug for et biologisk værktøj, der gør x og y og undertrykker z’ – det kunne være meget gavnligt. I dag tager det ekstremt lang tid.”

Se også: Nyheder om biotek