"Robotai išmokyti daugintis". Kuo tai gresia žmonijai

VILNIUS, gruodžio 31 — Sputnik. Anksčiau robotai buvo vadinami humanoidinėmis metalo mašinomis. Dabar tai yra bet kokie įrenginiai su atmintimi ir programa, rašo RIA Novosti.

Ypač įdomūs miniatiūriniai, imituojantys žmogaus veiksmus ar procesus organizme. Vienas iš naujausių pasiekimų yra ksenobotai, pagaminti iš gyvų ląstelių, galinčių atgaminti savo rūšį.

Nežinomas gyvūnas

Praėjusiais metais Amerikos Tuftso universiteto mokslininkai iš Pietų Afrikos varlės Xenopus laevis embrioninių kamieninių ląstelių išaugino mikrobiorobotus. "Gyvosios mašinos" buvo vadinamos ksenobotais. Tai sferiniai milimetro dydžio krešuliai, susidedantys iš kelių tūkstančių odos ir širdies ląstelių. Pirmieji leidžia palaikyti formą, antrieji – judėti. Ksenobotai turi blakstienas, kurias naudoja plaukdami. Vidiniuose rezervuose "padarai“ gyvena keletą dienų, mitybinėje terpėje – kelis mėnesius.

Jie žino, kaip išgydyti įpjovimus ir surinkti rūdžių daleles. Vėliau ksenobotams buvo suteikta atmintis, į varlių kamienines ląsteles įvedant pasiuntinio RNR, koduojančią fluorescencinį baltymą EosFP. Apšvitinti įprasta šviesa, ksenobotai trumpam skleidžia žalią šviesą, tačiau veikiami mėlynos šviesos jie tampa raudoni.

Taigi jie, kaip jutikliai, ateityje galės registruoti radiaciją ir cheminius teršalus. Tačiau nuostabiausia, kad šie padarai sugeba "daugintis". Mokslininkai pastebėjo, kad Petri lėkštelėje esantys ksenobotai pavienes ląsteles savarankiškai suskaido į gumulėlius, iš kurių palaipsniui išauga naujos kopijos. Eksperimentai parodė, kad 12 ksenobotų, patalpintų į chaotišką 60 tūkstančių atskirų ląstelių sankaupą, spontaniškai "pagimdo" vieną ar dvi naujas kartas.

Be to, kiekviename replikacijos etape atsiranda vis daugiau mažų robotų. "Anūkai", susidedantys iš mažiau nei 50 ląstelių, nebegali nei plaukti, nei "daugintis". Naudodami superkompiuterį tyrėjai ištyrė įvairias galimybes ir išsiaiškino, kokią formą suteikti ksenobotams, kad jie geriausiai daugintųsi.

Modeliavimas parodė: sėkmingiausia konfigūracija yra ta, kuri primena "Pac-Man" žaidimo "besotį pagranduką". Tokie mikrobiorobotai "išnešiojo" keturias kartas – dvigubai daugiau nei sferiniai. Mokslininkai mano, kad ksenobotai bus labai naudingi žmonijai, jei jie bus išmokyti kontroliuoti aplinką, rinkti mikroplastiką vandenyne, tiekti vaistus į žmogaus kūną ir išvalyti kraujagysles nuo apnašų.

Be to, autoriai tikisi, kad eksperimentų pagalba jie supras, kaip dauginosi pirmieji organizmai mūsų planetoje. Dar viena naujiena: grupė mokslininkų iš Kinijos universitetų iš minkštų medžiagų sukonstravo plokščią šokinėjantį robotą, pranokstantį visus savo pirmtakus. Jo ilgis – šeši su puse centimetro, o aukštis – keturi milimetrai.

Jis pašoka į maždaug trijų centimetrų aukštį, juda 40 centimetrų per sekundę greičiu. Be to, įveikia kliūtis ir manevrus, per sekundę apsisuka 139 laipsniais. Gruodžio 7 d. žurnale "Nature Communications" paskelbto tyrimo autoriai pažymi, kad nedaugelis robotų, pagamintų iš minkštų medžiagų, gali atlikti greitus, nuolatinius šuolius ir kontroliuojamus posūkius.

Prietaisą sudaro du pusapvaliai plastikiniai maišeliai, laikomi kartu lanksčiu žiedu. Vienas maišelis pripildytas dielektrinio skysčio, kitas – oro. Viduje – elektrodai. Įrenginys veikia naudojant elektrohidrostatinę pavarą. Prijungtas prie jutiklių, jis gali registruoti temperatūrą ir ultravioletinę spinduliuotę, aptikti teršalus.

Tyrėjų planuose yra alpinistų robotai, taip pat plūduriuojantys ir skraidantys.

Nano lygmuo

Dar viena perspektyvi kryptis – nanorobotų kūrimas. Šie įtaisai, dydžiu prilyginami molekulei, juda savarankiškai ir atlieka tam tikras funkcijas. Mašinos, pagamintos iš DNR, yra ypač įdomios, nes jas galima naudoti medicinoje. Taigi 2018 m. grupė Kinijos mokslininkų pirmą kartą sukūrė DNR nanorobotą, kuris nugali vėžines ląsteles.

Eksperimentas buvo atliktas su pelėmis. DNR molekulių lapas susukamas į vamzdelį – toks būdas vadinamas DNR origamis. Į vidų buvo patalpintas trombinas – fermentas, atsakingas už kraujo krešėjimą. Vėžio ląsteles nanorobotas atpažino pagal nukleoliną – specialų baltymą, kuris gaminamas jų paviršiuje. Sąveikaujant su nukleolinu, DNR lapas išsiskleidė ir trombinas pateko į kraujagysles šalia naviko x ląstelės. Dėl to jiems trūko deguonies ir maistinių medžiagų.

Praėjusiais metais Rusijos mokslininkai iš ITMO universiteto kartu su kolegomis iš Centrinės Floridos universiteto sukūrė savo DNR nanorobotą kovai su vėžiu. Jie naudojo deoksiribozimą – dirbtinę DNR molekulę, galinčią suskaidyti RNR. Bandymas buvo atliktas su modelio KRAS genu, kuris daugumoje vėžio atvejų yra "molekulinis jungiklis", kuris aktyvuoja neribotą ląstelių augimą. DNR robotas sėkmingai supjaustė patogeninę RNR, užkertant kelią kenksmingo baltymo gamybai. Ekspertai planuoja pritaikyti šią DNR mašiną darbui gyvuose organizmuose.