Se llaman xenobots y son una especie de “robots vivientes” diseñados por Inteligencia Artificial (IA) a base de células de rana. Recientes informes indican que una nueva versión desarrollada de estos diminutos organismos pueden autorreplicarse o “reproducirse”.

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, informado en 2020) ha descubierto que los Xenobots pueden crear copias a que se ven y se mueven como ellos mismos, a partir de otras células. Y luego estos nuevos Xenobots pueden salir, encontrar células y construir copias de sí mismos. Así sucesivamente.

Primeros robots vivientes autorreplicantes

Los científicos determinaron que estos organismos diseñados por computadora y ensamblados a mano pueden nadar en su pequeño plato, encontrar células individuales, recolectar cientos, y ensamblar Xenobots “bebés” dentro de su “boca” que tiene forma de Pac-Man, que, unos días después, se convierten en nuevos Xenobots que se ven y se mueven como ellos mismos. Este proceso se repite una y ora vez.

Joshua Bongard, científico informático y experto en robótica de la University of Vermont y quien codirigió la nueva investigación, dijo en un comunicado:

“Con el diseño correcto, se reproducirán espontáneamente”.

¿Cómo funciona un xenobot?

Xenobots. Un organismo “padre” diseñado por IA (forma de C; rojo) junto a las células madre que se han comprimido en una bola (“descendencia”; verde). Cortesía: Doug Blackiston y Sam Kriegman

En una rana Xenopus laevis, estas células embrionarias se convertirían en piel.

Michael Levin, profesor de biología y director del Allen Discovery Center en la Tufts University y co-líder de la nueva investigación, dijo en un comunicado:

“Estarían sentados en el exterior de un renacuajo, manteniendo alejados a los patógenos y redistribuyendo la mucosidad. Pero los estamos poniendo en un contexto novedoso. Les estamos dando la oportunidad de reinventar su multicelularidad”.

Y lo que imaginan es algo muy diferente a la piel.

Douglas Blackiston, científico principal de la Tufts University y coautor de la investigación, dijo en un comunicado:

“La gente ha pensado durante bastante tiempo que hemos descubierto todas las formas en que la vida puede reproducirse o replicarse. Pero esto es algo que nunca se había observado antes”.

Levin agregó:

“Esto es profundo. Estas células tienen el genoma de una rana, pero, liberadas de convertirse en renacuajos, usan su inteligencia colectiva, una plasticidad, para hacer algo asombroso”.

En experimentos anteriores, los científicos se sorprendieron de que los Xenobots pudieran diseñarse para lograr tareas simples. Ahora están asombrados de que estos objetos biológicos, una colección de células diseñada por computadora, se replicarán espontáneamente.

Sam Kriegman, investigador de la University of Vermont y autor principal del nuevo estudio, dijo en un comunicado:

“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”.

Por sí solo, un padre xenobot, compuesto por unas 3.000 células, forma una esfera.

Kriegman agrego:

“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”.

Autorreplicación lograda

Autorreplicación: Desarrollados en base a 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. Cortesía: Doug Blackiston y Sam Kriegman

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.

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Kriegman agregó:

“Le pedimos a la supercomputadora de la University of 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”.

La replicación cinemática es bien conocida a nivel de moléculas, pero nunca antes se había observado a escala de células u organismos completos.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences.

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