اولین ربات های زنده: ماشین‌هایی از جنس سلول‌های بنیادین قورباغه با قابلیت جهیدن

وقتی که سلول های بنیادین قلب و پوست قورباغه را به هم پیوند می زنید چه اتفاقی رخ می دهد؟ تقریباً هیچ اما تنها تا زمانی که با برنامه نویسی کامپیوتری دست به تلاش برای به حرکت درآوردن آن سلول ها نکرده باشید. در این صورت، یک زنوبوت (xenobot) تولید کرده اید، نوع جدیدی از ارگانیسم ها که نیمی ربات و نیمی موجود زنده است و تاکنون چیزی مانند آن نه ساخته و نه دیده شده است. محققان دانشگات تافتس (Tufts)، ورمونت و هاروارد توانسته اند اولین زنوبوت ها را از جنین قورباغه و پس ار طراحی آن ها با الگوریتم های کامپیوتری و البته شکل دادن فیزیکی به آن ها با جراحی بسیار دقیق تولید کنند.

جنین های بدست آمده از پیوند پوست-قلب قورباغه تنها یک میلیمتر هستند اما می توانند کارهایی انجام دهند که برای این جثه ناچیز بسیار خارق العاده به نظر می رسد، کارهایی مانند حرکت به سمت اهداف در حالت لولیدن. جاشوا بونگارد، متخصص کامپیوتر و کارشناس رباتیک در دانشگاه ورمونت که یکی از رهبران این پروژه به شمار می آید در کنفرانس خبری خود در مورد پیشرفت اخیر چنین گفته است: «این ها ماشین های زنده نوین هستند. آن ها نه ربات های معمول هستند و نه گونه های شناخته شده از حیوانات. این یک کلاس جدید از چیزی دست ساز انسان است: یک ارگانیسم زنده و قابل برنامه ریزی». با مطالعه این ارگانیسم های عجیب و غریب، محققان امید دارند که اطلاعات بیشتری در مورد دنیای رازآلود ارتباطات سلولی بدست آورند.

علاوه بر این، این نوع از روبو-ارگانیسم ها می توانند نقش کلیدی در رساندن داروها در بدن یا تکنیک های سبزتر برای پاکسازی محیط زیست داشته باشند. در مقاله ای که بر اساس این تحقیق توسط تیم پژوهشگران نوشته شده چنین آمده است: «اکثر تکنولوژی ها از فولاد، بتن، مواد شیمیایی و پلاستیک ساخته شده اند که با گذشت زمان دچار فساد شده و می توانند عوارض جانبی خطرناکی برای محیط زیست و سلامتی انسان داشته باشند. از این رو ساخت تکنولوژی هایی با استفاده از مواد خود-نوساز و سازگار با محیط زیست که یکی از کاندیداهای ایده آل آن ها خود سیستم های زنده هستند می تواند بسیار مفید باشد».

ساخت زنوبوت ها

زنوبوت نام خود را از عبارت «Xenopus laevis» می گیرد، عبارتی علمی که از یک قورباغه آفریقایی چنگال دار که محقق سلول های بنیادین تحقیق خود را از آن استخراج کرده اند گرفته شده است. برای خلق این ارگانیسم های کوچک که مانند خرس های آبی (ارگانیسم های بسیار کوچک آبی که شباهت زیادی به خرس دارند و کشتن آن ها تقریباً غیرممکن است) در درون آب این ور آن ور می روند، محققان سلول های بنیادین زنده را از جنین قورباغه گرفته و به سلول های جداگانه تقسیم کردند تا تکثیر شوند. آن ها سلول های بنیادین را در دو دسته متفاوت و مجزا دسته بندی کردند: سلول های پوست و قلب. سلول های قلب می توانند منبسط و منقبض شوند که در نهایت به زنوبوت ها در حرکت شبیه وول خوردن و به طور کلی جنبیدن کمک می کند. سلول های پوست نیز ساختار و اسکلت کلی زنوبوت را تشکیل می دادند.

در ادامه محققان به کمک انبرهای بسیار زیر و الکترودهایی بسیار کوچکتر، این سلول ها را زیر میکروسکوپ برش داده و در طرح هایی که توسط الگوریتم های کامپیوتری رسم شده بود به هم پیوند زدند. در کمال ناباوری، دو گونه متفاوت سلول های بنیادین به خوبی با هم پیوند برقرار کرده و زنوبوت هایی تولید کردند که می توانستند برای روزها و هفته ها در محیط آبی اطرافشان به گشت و گذار بپردازند. اما وقتی زنوبوت ها مانند لاکپشت به پشت می افتادند دیگر توان حرکت نداشتند.

مطالعات و آزمایشات بیشتر نشان داد که گروه هایی از زنوبوت ها می توانند به شکل دایره وار حرکت کرده  اقلام ریز را به تنهایی به یک مکان در مرکز دایره هل دهند بدون اینکه نیازی به دخالت انسان یا ارگانیسم دیگری وجود داشته باشد. برخی از این زنوبوت ها با حفره هایی در مرکز ساختار خود تولید شدند تا اصطکاک کاهش یافته و محققان حتی تلاش داشتند تا از این حفره ها به عنوان یک کیسه برای حمل اشیاء توسط زنوبوت استفاده کنند. بونگارد تصریح می کند که خلق زنوبوت ها قدمی درست و موثر در ساخت ارگانیسم های کامپیوتری است که هوشمندانه بتوانند داروها را به نقاط خاصی از بدن برسانند.

بیشتر بخوانید: ربات های قاتل؛ نگرانی بین المللی از توسعه نسل جدید جنگجویان آهنی