Científicos de las universidades de Vermont y de Tufts (Estados Unidos) crean los primeros robots a partir de células que prometen desde la entrega de medicamentos hasta la limpieza de desechos tóxicos.
A la izquierda, el plano anatómico para un organismo diseñado por computadora descubierto en supercomputadora UVM. A la derecha, el organismo vivo, construido completamente de piel de rana (verde) y células del músculo cardiaco (rojo). El fondo muestra rastros tallados por un enjambre de estos organismos nuevos en la naturaleza a medida que se mueven a través de un campo de partícula (Crédito Sam Kriegman, (UVM).
Ahora, un equipo de científicos ha reutilizado células vivas, raspadas de embriones de rana, y las ha reunido en formas de vida completamente nuevas. Estos “xenobots” de un milímetro de ancho pueden moverse hacia un objetivo, tal vez levantar una carga útil (como un medicamento que debe llevarse a un lugar específico dentro de un paciente) y curarse a sí mismos después de ser cortados.
“Estas son máquinas vivas novedosas”, dice Joshua Bongard , un experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont, quien fue el co-líder de la nueva investigación. “No son un robot tradicional ni una especie conocida de animales. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable”.
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Con meses de tiempo de procesamiento en el clúster de supercomputadora Deep Green en el Vermont Advanced Computing Core de UVM , el equipo, incluido el autor principal y estudiante de doctorado Sam Kriegman, utilizó un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida.
Intentando lograr una tarea asignada por los científicos, como la locomoción en una dirección, la computadora, una y otra vez, volvería a ensamblar unos cientos de células simuladas en innumerables formas y formas corporales. A medida que se ejecutaban los programas, impulsados por reglas básicas sobre la biofísica de lo que la piel de rana y las células cardíacas pueden hacer, los organismos simulados más exitosos se mantuvieron y refinaron, mientras que los diseños fallidos se descartaron. Después de cien ejecuciones independientes del algoritmo, se seleccionaron los diseños más prometedores para la prueba.
Luego, el equipo de Tufts, dirigido por Levin y con el trabajo clave del microcirujano Douglas Blackiston, transfirió los diseños en silicio a la vida. Primero recolectaron células madre, cosechadas de los embriones de ranas africanas, la especie Xenopus laevis . (De ahí el nombre de “xenobots”). Estos se separaron en células individuales y se dejaron incubar. Luego, usando unas pinzas diminutas y un electrodo aún más pequeño, las células se cortaron y unieron bajo un microscopio en una aproximación cercana de los diseños especificados por la computadora.
Llamado en honor a la rana africana con garras Xenopus laevis, de la que tomaron las células madre
(rana-Xenopus laevis)
