Xenobot? É o primeiro robô "vivo e programável"

O Xenobot foi criado a partir de células estaminais de sapo (espécie Xenopus laevis) e consiste no primeiro robô autorregenerador com menos de 1 mm de largura. Considerados novas formas de vida pela Universidade de Vermont, que conduziu esta investigação com o auxílio da Universidade de Tufts, estes conseguem viajar pelo corpo humano, nadar, sobreviver sem nutrientes durante semanas e ainda trabalhar em grupo.

As células estaminais são células indiferenciadas que se conseguem desenvolver em diferentes tipos de células e que se dividem- indefinidamente. Os cientistas começaram por recolher as células estaminais vivas de embriões de sapos, deixando-as em incubadoras. Estas células são modeladas e cortadas de acordo com o design específico que o supercomputador cria de forma a terem a função desejada.

Um xenobot com membros posteriores grandes e membros anteriores menores, com camadas de músculo cardíaco vermelho. Fonte: CNN

Assim, as células começam a trabalhar sozinhas: as células da pele uniram-se para formar a estrutura, enquanto as do músculo cardíaco possibilitaram que o robô se movesse sozinho.

A capacidade de autorregeneração dos xenobots permite que sejam cortados ao meio, reorganizando-se de imediato, curando-se sozinhos e continuando em movimento.

Diferentes formas de vida simuladas através de Inteligência Artificial de forma a desempenharem uma funçao específica (1ª linha) e respetivas construções baseadas em células (2ª linha). Fonte: https://cdorgs.github.io/.

“Não são nem um robô tradicional nem uma espécie animal conhecida. São um novo artefacto: um organismo vivo e programável” disse Joshua Bongard, um dos principais investigadores da universidade de Vermont. 

Os xenobots não têm engrenagens reluzentes ou braços robóticos como acontece com os robôs tradicionais. Em vez disso, são como uma minúscula bolha de carne rosa em movimento que faz coisas que os típicos robôs de aço e plástico não são capazes.

Os xenobots formam um orifício no centro, podendo ser usados no futuro para o transporte de drogas ou medicamentos.

Sendo estes biológicos são mais amigos do ambiente já que os robôs tradicionais degradam-se ao longo do tempo e prejudicam quer a saúde quer o ambiente a longo prazo, segundo um estudo realizado pela Proceedings of the National Academy of Sciences.

Estas novas máquinas podem ser utilizadas na limpeza de resíduos radioativos, na recolha de microplásticos nos oceanos, remoção de gordura de artérias, entre outros. Além disso, sobrevivem em ambientes aquáticos sem nutrientes adicionais durante dias ou semanas, o que faz com que sejam adequados para a administração direta de medicamentos.

“Se pudéssemos criar a forma biológica 3D sob demanda, conseguiríamos reparar defeitos de nascimento, reprogramar tumores em tecidos normais, regenerar lesões traumáticas ou doenças degenerativas e derrotar o envelhecimento”, sublinham os cientistas. Esta pesquisa pode ter “um enorme impacto na medicina regenerativa”, acrescentam.

Fontes:

CNN | Meet the xenobot: world’s first living, self-healing robots created from frog stem cells

Kriegman, S.*, Blackiston, D.*, Levin, M., Bongard, J. (2020) “A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms”, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), vol. 117 no. 4, pp. 1853-1859.

Computer-Designed Organisms