`

Schneider Electric - Узнайте все про энергоэффективность ЦОД


СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Виталий Кобальчинский

Ксеноботы — первый шаг к живой робототехнике

+44
голоса

Технологии и прогресс сегодня неразрывно связаны с металлами и пластмассами — материалами, создающими угрозу окружающей среде и здоровью людей. В отличие от них, биологические ткани безопасны для экологии, но их главное достоинство — биоразлагаемость — является и главным недостатком: конструкции из таких материалов слишком недолговечны. Но состоящие из подобных тканей живые организмы могут существовать очень долго благодаря непрерывной регенерации живых клеток.

Попытку задействовать этот процесс путём создания биороботов из живых клеток предприняла команда инженеров и исследователей из университетов Вермонта (UVM) и Тафтса (штат Массачусетс). Однажды эти программируемые живые механизмы — ксеноботы — можно будет применять для самых разнообразных задач, от контроля радиоактивного заражения до очистки стенок человеческих артерий.

Ксеноботы — первый шаг к живой робототехнике

Потратив несколько месяцев машинного времени суперкомпьютерного кластера Deep Green в вычислительном центре UVM Vermont Advanced Computing Core, команда смоделировала тысячи вариантов новых форм жизни. После ста независимых прогонов эволюционного алгоритма из их числа были отобраны для тестирования проекты, оказавшиеся наиболее перспективными для решения поставленных учёными задач.

Затем группа из Тафтса во главе с руководителем университетского центра регенеративной биологии Майклом Левиным (Michael Levin) воплотила эти проекты в жизнь, in silico. Для этого они использовали стволовые клетки, извлечённые из эмбрионов африканских лягушек вида Xenopus laevis (отсюда и название «ксеноботы»).

С помощью микрохирургических пинцетов и электродов выращенные из них клетки кожи и сердечной мышцы разделяли под микроскопом и вновь соединяли уже в точном приближении к конструкциям, рекомендованным суперкомпьютером. Клетки кожи образовывали пассивную архитектуру, приводимую в действие беспорядочными сокращениями сердечных мышечных клеток для выполнения предусмотренного конструкцией ксенобота поступательного движения.

В испытаниях ксеноботы продемонстрировали стихийную самоорганизацию в коллективное движение по кругу, в процессе которого рассыпанные гранулы выталкивались в центр — имитация сбора микропластика в океане. Другой тип ксеноботов, с отверстием внутри для уменьшения сопротивления движению, в симуляциях применялись для переноса объектов — прообраз устройств для интеллектуальной доставки лекарственных препаратов по кровеносным сосудам.

На протяжении нескольких дней или недель, пока не закончатся эмбриональные запасы энергии, такие миллиметровые ксеноботы могут выполнять запрограммированные функции. После этого они гибнут и безвредно распадаются как обычные клетки лягушки, которыми они собственно с точки зрения генетики и являются.

Статья «Масштабируемая процедура конструирования реконфигурируемых организмов» о результатах этой исследовательской работы, выполненной при поддержке программы Lifelong Learning Machines агентства DARPA, была опубликована 13 января в бюллетене Национальной Академии Наук США.

Авторы верят, что создание ксеноботов — это первый небольшой шаг к взлому того, что они называют «морфогенетическим кодом», который позволит составить более глубокое представление об общей организации организмов, а также о том, как они вычисляют и хранят информацию о своей истории и окружающей среде.


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT