Xenobot. Vlevo schéma, vpravo hotový zombie strojek. Zeleně kožní buňky drápatky, červené buňky srdce. Kredit: Sam Kriegman / UVM.

Je to živé? Není to živé? Úžasné je to bez pochyby. Takoví jsou xenoboti, nanejvýš pozoruhodné umělé životní formy které postavili vědci amerických University of Vermont (UVM) a Tufts University. Jsou programovatelné a zároveň se skládají ze živých buněk, i když v tradičním smyslu slova živé nejspíš nejsou.

Josh Bongard z UVM a jeho kolegové vytvořili své zombie strojky z buněk pokožky a srdce embryí žab drápatek. Tyto buňky pod mikroskopem poskládali do stabilní struktury, kterou jim nejprve navrhl superpočítač Deep Green, a pak je umístili na Petriho misku. Kožní buňky dávají těmto nemrtvým strojkům tvar, který připomíná kapku slizu se čtyřmi nožičkami, zatímco srdeční buňky fungují jako pumpy a zajišťují strojkům pohyb.

Josh Bongard. Kredit: Joshua Brown / UVM.

Bongard zdůrazňuje, že jejich maličké zombie představují něco úplně nového. Nejsou to prý ani tradiční roboti ani organismy, jak je doposud známe. Jde o „živé“ a zároveň programovatelné entity, xenoboty. Název „xenobot“ přitom badatelé odvodili od odborného jména drápatky „Xenopus laevis“ a jako bonus získali rozkošný dvojsmysl.

Xenobot v akci. Kredit: Sam Kriegman / UVM.

Xenobot měří zhruba 1 milimetr, takže jsou poměrně pohodlně viditelní pouhým okem. Testy ukazují, že xenoboti vydrží fungovat v příznivém prostředí celé dny nebo i týdny. Ke svému zombie životu používají energii, která byla uskladněná v původních embryích drápatek a určená pro zárodečný vývoj. Ve skupinách mají xenoboti sklony plavat v kruzích. Velkou výhodou xenobotů je, že mohou do značné míry regenerovat. Když vědci některé xenoboty rozřízli vejpůl, tak se obnovily vlastními silami. Když xenobot udělá svou práci, tak se neškodně rozpustí a nezatíží přitom lidské tělo ani prostředí. Tyhle zombie strojky jsou bezpečné.

V tuto chvíli toho xenoboti mnoho neumějí. Podle svých tvůrců to ale ani nebylo účelem. Bongard a spol. potřebovali vyzkoušet tenhle koncept živých programovatelných strojků. Časem by se mohly stát základem pro celou řadu skvělých aplikací, jako je například čištění životního prostředí nebo i lidského těla. Badatelé si živě představují, jak je xenoboti v prostředí vyhledávají nebezpečné radioaktivní látky, sbírají částic mikroplastů v oceánu nebo třeba čistí cévy v těle od nebezpečných usazenin.

Superpočítač Deep Green použil při tvorbě designu xenobotů evoluční algoritmy. Vytvořil tisíce možných variant tohoto designu a pak spustil jejich simulace. Když zhodnotil úspěšnost jednotlivých variant xenobotů, tak z nejúspěšnějších designů vyrobil další várku variant designu, a tak pořád dokola. Poněkud těžkopádné, ale jinak nesmírně účinné evoluční algoritmy nakonec dospěly k výsledné podobě xenobotů, se kterou se teď seznámil celý svět. Xenoboti představují zcela novou umělou „životní“ formu, jakou jsme v přírodě doposud neviděli.

Video: UVM and Tufts Team Builds First Living Robots

Literatura

UVM Today 13. 1. 2020, University of Vermont PNAS online 7. 1. 2020.