اولین ربات‌های زنده خودتکثیرشونده جهان

دانشمندان می گویند موجودات عجیب و غریب اولین «ربات های زنده» خودتکثیرگر جهان هستند

به نوعی به نظر مترجم؛ دانشمندان آنچه را که به گفته آنها اولین "ربات" خودتثبیت شونده از سلول های زنده ساخته شده است، مهندسی کرده اند.
در ابتدا، این «زنوبات‌های عجیب و غریب» ممکن است به دلیل شباهت سطحی خود به Pac-Man قابل توجه به نظر برسند، اما شباهت آنها به این شخصیت بازی ویدیویی احتمالاً کمترین چیز عجیب در مورد آنها است.
این موجودات رباتیک غیرمعمول، فرعی از چیزی هستند که همان محققان سال گذشته، زمانی که اولین ربات‌های جهان را که به طور کامل از سلول‌های زنده ساخته شده بودند، معرفی کردند.
جاشوا بونگارد، دانشمند کامپیوتر و رباتیک از دانشگاه ورمونت در آن زمان عنوان کرد: «این ربات ها ماشینهای زنده جدیدی هستند. آنها نه یک ربات سنتی هستند و نه یک گونه شناخته شده از حیوانات. بلکه یک موجود زنده و قابل برنامه ریزی به شمار می ایند."
اکنون، بونگارد و همکارانش قدم بعدی را برداشته‌اند و به زنوبات‌ها این امکان را می‌دهند که خود را تکثیر کنند کنند و نسخه‌های جدیدی از خود تولید کنند. در این مورد، خود-تکثیر با نوع تکنیک‌های تولید مثلی که معمولاً در اشکال حیات بیولوژیکی می‌بینیم، به دست نمی‌آید. بلکه، محققان دریافتند که اگر آنها به اندازه کافی از ربات‌های خارجی را در مجاورت یکدیگر در یک ظرف پتری(آزمایشگاهی)قرار دهند، حرکت دسته جمعی آنها شروع به انباشتن سلول‌های شل دیگر قورباغه در کنار محلول می‌کند.

هنگامی که تعداد زیادی از آن سلول‌ها در کنار هم قرار گرفتند، انبوهی از حدود 50 سلول به نوعی فرزند برای زنوبات تبدیل می شوند، که قادر به شنا کردن به خودی خود، و با انجام این کار، فرزندان بیشتری تولید میکنند.
این پدیده که خود همانندسازی حرکتی خود به خود نامیده می‌شود، قبلاً در انواع دیگر ماشین‌ها و مدل‌های مولکولی دیده شده بود، ولی در گذشته، در سیستم‌های چند سلولی زنده مانند ربات‌های خارجی دیده نشده بود.
محققان در مقاله جدیدی که این موجودات دارای قابلیت پیکربندی مجدد را توضیح می‌دهند، عنوان میکنند: «ما دریافتیم که مجموعه‌های چند سلولی مصنوعی نیز می‌توانند با حرکت و فشرده‌سازی سلول‌های جداشده در محیط خود به صورت خودکپی‌های عملکردی، به‌صورت سینماتیکی تکثیر شوند. این شکل از تداوم، که قبلاً در هیچ موجود زنده‌ای دیده نمی‌شد، به‌طور خود به خود در طی روزها به‌وجود می‌آید تا اینکه در طول هزاره‌ها تکامل یابد».

شبیه سازی (سمت چپ) سیستم واقعی خود-تکراری(خودتکثیری) را در شرایط آزمایشگاهی (راست) پیش بینی می کند.

برای ساخت ربات‌های خودتکثیر شونده، محققان سلول‌های بنیادی پرتوان را از پوست جنین قورباغه پنجه‌دار آفریقایی (Xenopus laevis) استخراج کردند و آن‌ها را در محلول نمکی قرار دادند، در این مدت تعدادی از سلول‌ها به ارگانیسم کروی می‌چسبند و مژک‌ها روی آن رشد می‌کنند. لایه بیرونی آن که به آن امکان حرکت در اطراف را می داد.
هنگامی که ده‌ها ارگانیسم نسل اول همراه با سلول‌های بنیادی جدا شده در ظرف دوم ریخته شدند، حرکت موجودات سلول‌های بنیادی را به انبوهی تبدیل میکند، که نسل جدیدی از موجودات را تشکیل می‌دهد و سپس همان رفتار انباشتگی را تکرار. سلول ها را به انبوهی تبدیل میکند.
با این حال، همان سلول‌های بنیادی جدا شده که به تنهایی در محلول باقی مانده بودند، خود به خود جمع نمی‌شوند، و نشان می‌دهد که به حرکت اولیه بیگانه‌ربات‌های اجدادی (زنوربات ها) نیاز دارند تا تشکیل آن‌ها را به ا انباشته تبدیل کنند.
محققان در مقاله خود توضیح دادند که این خودتکثیر سینماتیکی(جنبشی)، رفتاری ست که قبلاً در گیاهان یا جانوران دیده نشده بود، می‌تواند بدون اصلاح ژنتیکی ایجاد شود، نشان می‌دهد که چگونه موجودات بیولوژیکی به طور بنیادی می‌توانند در پاسخ به محیط خود سازگار شوند و تغییر کنند.
این تیم همچنین دریافتند که می‌توانند این پدیده را با استفاده از هوش مصنوعی برای شبیه‌سازی شرایطی که ممکن است رفتارهای خود تکراری را تقویت کنند، تغییر دهند.

محققان توضیح می‌دهند: «شبیه‌سازی‌ها نشان داد که برخی از شکل‌های بدن، اندازه شمع و چرخش‌های تکراری را تقویت می‌کنند، در حالی که برخی دیگر، تکرار خود را کاهش داده یا متوقف می‌کنند. برخی هندسه ها، اما نه همه آنها، بهتر از کروی ها بودند.»
در نهایت شکل نیمه شکل (اساساً Pac-Man به صورت سه بعدی) بهترین کاندید برای انباشته شدن سلول‌های آزاد قورباغه در موجودات جدید بود و به تغییرات در محیط - ایجاد دیوارهایی که حرکت بیگانه‌ربات‌ها را محدود می‌کنند - نیز کمک کرد.
در حالی که ما هنوز در آغاز کار با این موجودات زنده ربات هستیم، محققان می گویند که موجودات غیرعادی روزی می توانند کارهای مفیدی انجام دهند، البته اگر بتوانیم به نحوه عملکرد آنها پی ببریم و همچنین شغل مناسبی را برای آنها تعیین کنیم. .
این تیم توضیح می‌دهد: «این نشان می‌دهد که فناوری‌های آینده ممکن است، با راهنمایی کمی از بیرون، با گسترش مفیدتر شوند، و زندگی رفتارهای شگفت‌انگیزی را در زیر سطح نشان می‌دهد، بنابراین باید در انتظار کشف شدن باشیم ».
گزارش این تحقیق در PNAS ثبت شده است.

های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید