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| Un organismo cuadrúpedo manufacturado de 650-750 micrones de diámetro. Mas pequeño que la cabeza de un alfiler. |
Los científicos han creado una nueva forma de "robot", no hecha de metal, plástico y cableado, sino que está formada completamente por células vivas.
En un informe en la revista PNAS, investigadores de la Universidad de Vermont y la Universidad de Tufts describen cómo crearon las primeras "máquinas vivientes" a partir de células tomadas de los embriones de ranas. Apodados "xenobots", estos monstruos en miniatura fueron diseñados usando algoritmos que imitar las fuerzas de la selección natural.
"Estas son máquinas vivientes novedosas. No son un robot tradicional ni una especie de animal conocida. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable", coautor principal Joshua Bongard, científico informático y experto en robótica del Universidad de Vermont, dijo en un comunicado.
"Miras las células con las que hemos estado construyendo nuestros xenobots y, genómicamente, son ranas", agregó el co-líder Michael Levin, quien dirige el Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo en Tufts. "Es 100 por ciento de ADN de rana, pero estas no son ranas. Luego preguntas, bueno, ¿qué más son capaces de construir estas células?"
Las nuevas "formas de vida" pueden ser más pequeñas que una cabeza de alfiler por ahora (tienen alrededor de 650-750 micras de diámetro), pero ya son capaces de realizar trabajos especializados. Una de las máquinas vivas puede impulsarse a través del agua usando dos extremidades, mientras que otra tiene un bolsillo que podría usarse para transportar una carga muy pequeña. Usando estas habilidades, podrían usarse para administrar medicamentos en los cuerpos de los pacientes o limpiar la contaminación del mar.
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| Un organismo simulado (izquierda) y un xenobot real (derecha) construido completamente de células de piel de rana (verde) y células del músculo cardíaco (rojo). Sam Kriegman, UVM |
Las máquinas blandas "vivas" tienen muchas ventajas sobre sus contrapartes rígidas. Como lo muestra la naturaleza, los sistemas vivos son notablemente más robustos que cualquier tecnología desarrollada hasta ahora. Por ejemplo, en teoría, los xenobots podrían desarrollarse para regenerarse y sanar cuando están dañados. También son completamente biodegradables.
Para este proyecto, el equipo comenzó desarrollando un "algoritmo evolutivo", que simula el proceso de selección natural para guiar el diseño de los xenobots. Asignaron una tarea, como un movimiento en una dirección, y luego dejaron que la computadora ensamblara virtualmente las celdas simuladas en diferentes formas, una y otra vez, hasta que una realizó la habilidad. Inspirado por el diseño creado por la IA, el equipo ensambló los xenobots usando las células de la piel y los músculos del corazón de una rana africana con garras (Xenopus laevis).
La investigación tiene un par de implicaciones: junto con los posibles usos prácticos, la creación de estos pequeños individuos podría usarse para ayudar a "descifrar el código" de la vida.
"La gran pregunta en biología es comprender los algoritmos que determinan la forma y la función", agregó Levin. "El genoma codifica proteínas, pero las aplicaciones transformadoras esperan nuestro descubrimiento de cómo ese hardware permite que las células cooperen para crear anatomías funcionales en condiciones muy diferentes".
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| ¿Hasta donde llegarán estos avances? Foto: Warner Bros. Pictures |
Fuente: https://www.iflscience.com/plants-and-animals/scientists-create-first-living-robots-made-entirely-of-living-cells/