Robot sống đầu tiên được lập trình từ tế bào gốc của ếch

Các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra Xenobots, là những dạng cơ thể sống độc đáo được thiết kế bởi trí tuệ nhân tạo.

Có lẽ khoa học đã làm cho một số ranh giới bị vượt quá giới hạn, hoặc ít nhất là bị mờ đi: các nhà nghiên cứu ở Mỹ đã tạo ra robot được làm hoàn toàn từ các tế bào sống.

"Đây là những cỗ máy sống mới lạ", theo giáo sư Joshua Bongard thuộc Đại học Vermont, một trong bốn tác giả của bài báo có ý nghĩa lịch sử được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science.

"Chúng không phải là robot truyền thống hay loài động vật được biết đến. Đó là một loại vật phẩm mới: một sinh vật sống, có thể lập trình được".

Một sinh vật sống dưới nước được tạo ra từ tế bào sống và lập trình máy tính có đường kính;650-750 micron

Các xenobots, như chúng được đặt tên, được tạo ra từ các tế bào phôi ếch và chỉ rộng 1mm. Chúng được thiết kế bằng siêu máy tính tại trường đại học Bongard, sau đó được lắp ráp bởi các đồng nghiệp làm việc tại Đại học Tufts ở Massachusetts.

Các nhà nghiên cứu cho rằng xenobots có nhiều ứng dụng, bao gồm tìm kiếm các hợp chất độc hại ở các vị trí bị ô nhiễm, thu hoạch vi hạt từ đại dương hoặc được triển khai như các cơ chế vận chuyển thuốc bên trong cơ thể.

Tất cả những thứ đó có lẽ sẽ cực kỳ hữu ích, nhưng đáng nói hơn cả: lần đầu tiên những cỗ máy sinh học hoàn toàn mới được tạo ra, nói một cách chính xác là những hình thức sống được thiết kế theo đơn đặt hàng.

Thật vậy, bài báo của giáo sư Bongard và các đồng nghiệp lưu ý một khi đã tinh chỉnh thêm một chút, quá trình tạo ra những robot sống độc đáo này có thể hoàn toàn tự động - một sản phẩm của trí tuệ nhân tạo và máy học không cần sự can thiệp của con người.

Tuy nhiên, hiện tại, các robot này vẫn cần can thiệp trực tiếp ở một mức độ nhất định.

Giáo sư Joshua Bongard thuộc Đại học Vermont

Việc tạo ra một xenobot khả thi bắt đầu với việc thực hiện nhiều mô phỏng máy tính liên quan đến các mô hình tế bào da ếch và tế bào tim (loài ếch châu Phi). Máy tính được giao nhiệm vụ thiết kế một bot có các chức năng mong muốn cụ thể, chẳng hạn như vận động.

AI tiếp quản, sử dụng một thuật toán để xử lý hàng ngàn lần lặp cho đến khi tạo ra được kết quả mong muốn.

Mô hình này sau đó được điều chỉnh bằng kính hiển vi, sử dụng một lượng tế bào ếch riêng lẻ được thu thập từ loài ếch châu Phi Xenopus laevis được nuôi trong phòng thí nghiệm.

Mô hình này sau đó được điều chỉnh bằng kính hiển vi, sử dụng một lượng tế bào ếch riêng lẻ được thu thập từ một loài châu Phi, Xenopus laevis, đã được trồng trong phòng thí nghiệm.

Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu, các tế bào kết hợp với nhau, dần dần bắt đầu hoạt động hài hòa, với các tế bào da cung cấp khung cấu trúc và các tế bào tim đồng bộ hóa quá trình hợp nhất.

Các bot proof-of-concept [việc tiến hành thử một method hoặc ý tưởng nào đó để chứng minh rằng nó có tính khả thi hoặc chứng minh về một lý thuyết nào đó] đã di chuyển trong một thùng chứa đầy nước - như thể chúng đang khám phá thế giới - trong vài ngày hoặc vài tuần trước khi hết hạn.

Bongard lưu ý các tế bào sống nhất thiết phải chết sau một thời gian nhất định, nhưng nhiều loại cũng có khả năng tái tạo hoặc tái tạo. Điều này có nghĩa xenobots có tuổi thọ bao lâu tùy thuộc vào thiết kế và loại tế bào được sử dụng - chúng có thể có tuổi thọ ngắn, hữu hạn hoặc chúng có thể bất tử.

"Nhược điểm của mô sống là nó yếu và suy thoái", Bongard nói. "Nhưng thực tế các sinh vật có 4,5 tỷ năm thực hành để tự tái sinh và tiếp tục trong nhiều thập kỷ".

Nghiên cứu được Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến Hoa Kỳ tài trợ thông qua một dự án được có tên Máy học trọn đời.

Minh Hương