Nhà nghiên cứu phát triển 'robot sống' có khả năng tái tạo

Những con 'robot sống' đầu tiên trên thế giới hiện đã có khả năng làm điều gì đó quan trọng đối với sự sống còn của mọi loài: tự sinh sản.

Được biết đến với tên gọi là Xenobots, những hữu cơ này sử dụng một hình thức hoàn toàn mới của tự sao chép sinh học, theo nghiên cứu mới đây được công bố trong Tạp chí Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Các tác giả nghiên cứu phát hiện ra rằng máy móc này có thể thu thập hàng trăm tế bào đơn và lắp ráp chúng thành 'em bé' Xenobots. Sau vài ngày, con cháu phát triển để trông và di chuyển giống hệt như cha mẹ của chúng.

Dòng dõi sau đó có thể lặp lại quá trình này liên tục.

“Người ta đã nghĩ từ khá lâu rằng chúng ta đã hiểu tất cả các cách mà cuộc sống có thể sinh sản hoặc nhân bản,” nói ông Douglas Blackiston, đồng tác giả nghiên cứu, người làm việc tại Đại học Tufts, trong một tuyên bố. “Nhưng điều này là điều chưa bao giờ được quan sát trước đây.”

Những con Xenobot rộng một milimet được lắp ráp từ tế bào sống được gỡ từ phôi ếch.

Bị hạn chế trong đĩa Petri, cuộc sống của chúng rất khác biệt so với tổ tiên sống trong nước của chúng.

“Chúng sẽ ngồi ở bên ngoài một con ếch nhỏ,  ngăn chặn các tác nhân gây bệnh và phân phối lại nhầy,” nói Michael Levin, một nhà sinh học tại Đại học Tufts và đồng chỉ huy nghiên cứu mới.

“Nhưng chúng tôi đang đặt chúng vào một ngữ cảnh mới. Chúng tôi  đang mang đến cho chúng cơ hội để tưởng tượng lại sự đa tế bào của họ.”

Một mình, một Xenobot có thể sinh sản, nhưng hệ thống thường chết sớm sau đó. Để cho phép bố mẹ có cơ hội nhìn thấy con cái phát triển, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang trí tuệ nhân tạo.

Đội ngũ đã sử dụng một thuật toán tiến hóa để kiểm thử tỷ lệ tỷ lệ tự nhiên.

Hệ thống được thiết kế để tìm ra các hình dạng có hiệu quả cho phương pháp tự sao chép. Một trong những sáng tạo đáng chú ý của nó giống như Pac-Man.

“Rất khó hiểu,” nói Sam Kriegman, tác giả chính của nghiên cứu mới.” Nó trông rất đơn giản, nhưng đó không phải là điều mà một kỹ sư con người sẽ nghĩ ra. Tại sao lại một miệng nhỏ?  Tại sao không phải là năm?”

Sau đó, các nhà nghiên cứu xây dựng một Xenobot theo hình dạng này và kiểm thử kỹ năng chăm sóc con cái của nó.

Họ phát hiện ra rằng bố mẹ được thiết kế bởi trí tuệ nhân tạo có thể sử dụng “miệng” hình Pac-Man của mình để nén tế bào gốc thành một hậu duệ tròn.

Sau đó, con cái của họ xây dựng cháu chắt, người xây dựng cháu chắt, người xây dựng cháu chắt cháu, người xây dựng cháu chắt cháu chắt. Một triều đại Xenobot đang hình thành.

Mặc dù trước đây Xenobots có thể làm việc theo nhóm, tự chữa lành và thậm chí là ghi nhớ kí ức, nhưng đây là lần đầu tiên chúng có thể nuôi dưỡng một gia đình.

Điều đó có thể gợi lên những hình ảnh kinh hoàng về đàn robot tự sao chép, nhưng các nhà nghiên cứu tưởng tượng về những kết quả lạc quan hơn. Họ tin rằng hệ thống của họ có thể đưa ra nhiều tiến bộ trong nhiều công nghệ, từ máy sống làm sạch microplastics đến các loại thuốc mới. 

Levin, cộng tác giả của nghiên cứu, đặc biệt hào hứng với tiềm năng trong y học tái tạo:

 Nếu chúng ta biết cách chỉ đạo các tập hợp tế bào làm những gì chúng ta muốn chúng làm, cuối cùng, đó là y học tái tạo — đó là giải pháp cho chấn thương gây ra do tai nạn, dị tật bẩm sinh, ung thư và lão hóa. Tất cả những vấn đề khác nhau này xuất phát từ việc chúng ta không biết cách dự đoán và kiểm soát nhóm tế bào sẽ xây dựng gì. Xenobots là một nền tảng mới để dạy chúng ta.

Cuối cùng, những bài học này sẽ quyết định di sản của Xenobots.