Robots vivants : les scientifiques ont finalement créé des êtres vivants à partir de robots

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  Prévision quantique
• 8 décembre 2022

Résumé des informations

Les scientifiques expérimentent la création de robots à partir de tissus biologiques au lieu de métal et de plastique. Le potentiel de ces robots vivants est immense, du développement de médicaments à la thérapeutique en passant par la nanorobotique. Non seulement ces organismes hybrides sont « vivants », mais ils sont également programmables.

Contexte des robots vivants

En 2020, des chercheurs de l'Université du Vermont et de l'Université Tufts aux États-Unis ont créé des robots vivants à partir de cellules de grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis). Ces robots vivants, appelés Xenobots, faisaient preuve de capacités remarquables. Ils pourraient s’auto-guérir lorsqu’ils sont endommagés, de la même manière que le processus de guérison des organismes naturels. De plus, ils se désintégraient une fois leur tâche accomplie, reflétant le cycle de vie des êtres organiques.

Ces Xenobots ne mesuraient pas plus de 1 millimètre. Leur processus de conception impliquait un algorithme sophistiqué fonctionnant sur un superordinateur, qui les « faisait évoluer » virtuellement. Cet algorithme a commencé avec une gamme diversifiée de configurations tridimensionnelles, utilisant 500 à 1,000 XNUMX cellules de peau et de cœur de grenouille. Chaque configuration représentait une conception potentielle pour les Xenobots. Le superordinateur a ensuite testé virtuellement chaque modèle, évaluant l’efficacité avec laquelle il remplissait des fonctions essentielles, telles que le mouvement en réponse aux contractions rythmiques des cellules cardiaques.

Les conceptions les plus réussies ont conduit au développement de prototypes de nouvelle génération. Ces prototypes ont été soumis à des tests rigoureux pour évaluer leur efficacité dans une série de tâches. Les cellules cardiaques agissaient comme des moteurs miniatures, se contractant et se détendant pour propulser les robots. Ce mécanisme biologique permettait aux Xenobots de se déplacer de manière autonome. Ces cellules ont stocké suffisamment d’énergie biologique pour faire vivre les robots pendant une semaine à dix jours.

Impact perturbateur

En 2021, l'équipe a amélioré son prototype Xenobot pour qu'il soit plus rapide, navigue plus efficacement dans différents environnements et ait une durée de vie plus longue. Ces nouveaux Xenobots peuvent toujours travailler ensemble en groupe et se soigner s'ils sont endommagés. Dans l'approche "descendante" de la construction de Xenobots 1.0, des automates de taille millimétrique ont été fabriqués par placement de tissus et mise en forme chirurgicale de la peau de grenouille et des cellules cardiaques. La prochaine version adopte une approche "ascendante" plus efficace.

L'équipe de biologistes de l'Université Tufts a commencé avec des cellules souches prélevées sur des embryons de grenouille africaine. Ces cellules ont ensuite été laissées se développer et se développer en sphéroïdes, où certaines des cellules se sont différenciées après quelques jours pour produire des cils. (Les cils sont de minuscules projections qui ressemblent à des cheveux et se déplacent d'avant en arrière ou tournent d'une manière particulière.) 

Les Xenobots originaux utilisaient des cellules cardiaques naturelles pour créer un mouvement de sabordage, mais les nouveaux robots sphéroïdaux tirent leur locomotion des cils. Chez les grenouilles et les humains, les cils se trouvent généralement sur les surfaces muqueuses comme dans les poumons, ce qui aide à éliminer les agents pathogènes et autres corps étrangers. Sur Xenobots, cependant, ils ont été réutilisés pour fournir un mouvement rapide sur une surface.

Les nouveaux Xenobots sont beaucoup plus rapides et meilleurs pour des tâches telles que la collecte des ordures que le modèle 2020. Ils peuvent travailler ensemble dans un essaim pour balayer une boîte de Pétri et rassembler de plus gros tas de particules d'oxyde de fer. Ils peuvent également couvrir de grandes surfaces planes ou traverser des capillaires étroits. Ces études suggèrent que ces robots biologiques sont capables de comportements plus complexes à l'avenir. Par exemple, l'une des principales caractéristiques de la robotique est qu'elle peut se souvenir et utiliser des informations passées pour modifier son comportement. Et il se trouve que la dernière mise à jour de Xenobot incluait une autre fonctionnalité importante : la capacité d'enregistrer des données.

De plus, en raison de leurs caractéristiques uniques, les scientifiques affirment que les futures versions des robots pourraient être utilisées dans des tâches telles que le nettoyage de la pollution microplastique dans les océans, la digestion de matières toxiques, l'administration de médicaments dans le corps ou l'élimination de la plaque des parois des artères.

Implications des robots vivants

Les implications plus larges des robots vivants peuvent inclure : 

• Des robots vivants recevant des injections pour soigner des troubles neurologiques, tels que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, grâce à leurs propriétés d'auto-réparation.
• Des robots vivants testent la réaction des cellules à différents médicaments et dosages, accélérant le développement de médicaments et les rendant plus sûrs.
• Des robots vivants employés pour détruire les microplastiques et autres nanoparticules.
• Des scientifiques utilisent différents groupes de robots vivants pour mener des recherches plus approfondies sur les cellules et les organismes pour la médecine régénérative.
• Un débat croissant sur la question de savoir si les robots vivants doivent être classés comme des machines ou des créatures vivantes avec des droits.
• Les entreprises des secteurs pharmaceutique et de la santé s’orientent vers l’intégration de la technologie des robots vivants pour une administration ciblée de médicaments, conduisant ainsi à des traitements plus précis et plus efficaces.
• Les agences environnementales utilisent des robots vivants pour les processus de bioremédiation, nettoyant efficacement les plans d'eau et les sols contaminés.
• L’émergence de directives et de réglementations éthiques par les gouvernements pour superviser l’utilisation de robots vivants, garantissant un développement et une application responsables dans divers domaines.

Questions à considérer

• Quelles sont les autres façons dont les robots vivants peuvent améliorer la recherche médicale ?
• Comment pensez-vous que les robots vivants seront utilisés dans d'autres industries ?