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Los primerios Biobots son organismos simples de un milímetro con funciones personalizadas, creados a partir de bloques de construcción biológicos basados en un algoritmo evolutivo.
Con información de la agencia SINC.
Las nuevas máquinas vivas fueron diseñadas en una supercomputadora de la Universidad de Vermont y luego ensambladas y probadas por biólogos en la Universidad de Tufts (también en EE UU). Aunque la comunidad científica ya había intentado unir organismos artificiales a partir de formas animales, estas son las primeras máquinas completamente biológicas diseñadas desde cero y que ya son reconocidos como Biobots.
Procesados durante meses en el clúster de la supercomputadora Deep Green en el Vermont Advanced Computing Core de la universidad, los científicos utilizaron un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida. El ordenador ensambló una y otra vez cientos de células simuladas probando innumerables formas para intentar que estas máquinas cumplieran la tarea asignada por los investigadores: moverse en una dirección concreta.
“Son máquinas vivas novedosas”, explica Joshua Bongard, experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont (EE UU) y coautor de la nueva investigación que se publica en la revista PNAS junto al estudiante Sam Kriegman, primer autor. Los llamados ‘xenobots’, denominados así por la reutilización de células vivas obtenidas de embriones de rana de uñas africanas (Xenopus laevis), representan una nueva clase de artefacto.
El equipo de la Universidad de Tufts, dirigido por Levin y con el trabajo clave del microcirujano Douglas Blackiston, transfirió los diseños in silico a la vida. Primero recolectaron células madre de los embriones de las ranas (células de la piel y otras cardíacas) que luego se separaron en células individuales y se dejaron incubar. Después, 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.
Ensamblado funcional
Ensambladas en formas corporales nunca vistas en la naturaleza las células comenzaron a trabajar juntas. Las de la piel formaron una arquitectura más pasiva, mientras que las contracciones aleatorias de las células del músculo cardíaco creaban un movimiento ordenado hacia adelante, según el diseño de la computadora, y ayudado por patrones espontáneos de autoorganización. Esto permitió a los robots moverse por sí mismos.
Los investigadores demostraron así que estos organismos reconfigurables pueden moverse de manera coherente y explorar su entorno acuoso durante días o semanas, impulsados por depósitos de energía embrionaria. Sin embargo, si se volcaban estos fallaban.
Las pruebas posteriores mostraron que un grupo de xenobots podrían moverse en círculos hacia una posición central de forma espontánea y colectiva. Otros fueron construidos con un agujero en el centro para reducir la resistencia. En las versiones simuladas, este agujero se reutilizó como una bolsa para transportar con éxito un objeto.
“Es un paso hacia el uso de organismos diseñados por computadora para la entrega inteligente de medicamentos”, apunta Bongard, profesor en el departamento de Ciencias de la Computación y Centro de Sistemas Complejos de la Universidad de Vermont.
