Nuevos xenobots o robots vivientes diseñados por Inteligencia Artificial han revelan una forma completamente nueva de autorreplicación biológica.
Hechos de células de rana, estos organismos diseñados por computadora reúnen células individuales dentro de una 'boca' en forma de Pac-Man y liberan 'bebés' de Xenobot que se ven y se mueven como ellos mismos. Luego, la descendencia va y hace lo mismo, una y otra vez.
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El mismo equipo de las universidades de Vermento, Tufts y Harvard que construyó los primeros robots vivientes ("Xenobots", ensamblados a partir de células de rana, según se informó en 2020) ha descubierto que estos organismos diseñados por computadora y ensamblados a mano pueden nadar en su pequeño disco de laboratorio, encontrar células individuales, reunir cientos de ellas juntos, y ensamblar "bebés" Xenobots dentro de su "boca" en forma de Pac-Man que, unos días después, se convierten en nuevos Xenobots que se ven y se mueven como ellos mismos. Y luego estos nuevos Xenobots pueden salir, encontrar células y construir copias de sí mismos. Una y otra vez.
"Con el diseño correcto, se replicarán espontáneamente", dice en un comunicado Joshua Bongard, científico informático y experto en robótica de la Universidad de Vermont, que codirigió la nueva investigación, publicada en PNAS.
"Estas son células de rana que se replican de una manera muy diferente a cómo lo hacen las ranas. Ningún animal o planta conocida por la ciencia se replica de esta manera", dice Sam Kriegman, autor principal del nuevo estudio, investigador postdoctoral en el Centro Allen de Tuft y en el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard.
¿Cómo pueden reproducirse estos robots?
Por sí solo, el padre Xenobot, compuesto por unas 3 mil células, forma una esfera. "Estos pueden producir crías, pero luego el sistema normalmente se extingue después de eso. De hecho, es muy difícil lograr que el sistema se siga reproduciendo", dice Kriegman.
Pero con un programa de inteligencia artificial que trabaja en el cúmulo de supercomputadoras Deep Green en Vermont Advanced Computing Core de UVM, un algoritmo evolutivo pudo probar miles de millones de formas corporales en simulación (triángulos, cuadrados, pirámides, estrellas de mar) para encontrar aquellas que permitieran a las células ser más eficaces en la replicación "cinemática" basada en el movimiento informado en la nueva investigación.
"Le pedimos a la supercomputadora de la Universidad de Vermont que averiguara cómo ajustar la forma de los padres iniciales, y la IA ideó algunos diseños extraños después de meses de trabajo, incluido uno que se parecía a Pac-Man", dice Kriegman. "Es muy poco intuitivo. Parece muy simple, pero no es algo que se le ocurriera a un ingeniero humano. ¿Por qué una boca pequeña? ¿Por qué no cinco? Le enviamos los resultados a Doug y él construyó estos Xenobots parentales con forma de Pac-Man. Entonces esos padres construyeron hijos, quienes construyeron nietos, quienes construyeron bisnietos, quienes construyeron tataranietos ". En otras palabras, el diseño correcto amplió enormemente el número de generaciones.
La replicación cinemática es bien conocida a nivel de moléculas, pero nunca antes se había observado a escala de células u organismos completos.
lnb