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Une équipe de scientifiques de l’Université Tufts aux États-Unis a créé des xénobots, de minuscules robots fabriqués à partir de peau de grenouille et de cellules cardiaques qui peuvent marcher, travailler ensemble et se guérir.
Les algorithmes définissent les configurations des cellules de grenouille, qui sont ensuite construites par les humains pour créer un robot vivant que les scientifiques ont appelé un xénobot, d’après l’espèce de grenouille Xenopus laevis à partir de laquelle ils sont fabriqués.
Ces organismes aquatiques vivent jusqu’à sept jours et l’équipe espère qu’à l’avenir, ils pourront être utilisés pour administrer des médicaments dans le sang des gens, nettoyer les microplastiques de l’océan ou gérer les déversements de déchets radioactifs.
Un certain nombre de variantes des robots de 0,7 mm de long sont conçues à l’aide d’un algorithme informatique.
« Les ordinateurs modélisent la dynamique des blocs de construction biologiques (peau et muscle cardiaque) et les utilisent comme des briques LEGO pour construire différentes anatomies d’organismes », a déclaré l’équipe de scientifiques.
« Un algorithme évolutif commence par une population de conceptions assemblées au hasard, puis supprime itérativement les pires et les remplace par des copies mutées au hasard des meilleures », ont-ils ajouté.
« C’est la survie du plus apte, à l’intérieur de l’ordinateur. »
L’équipe était composée de Douglas Blackiston, chercheur et micro-chirurgien, Sam Kriegman, étudiant au doctorat et expert en intelligence artificielle, professeur de biologie à l’Université Tufts Michael Levin et professeur d’informatique à l’Université du Vermont, Josh Bongard.
Les organismes fabriqués sont actuellement capables de marcher et de pousser des choses, et de travailler en collaboration avec d’autres xénobots dans un essaim.
Leur avantage sur les micro-robots métalliques est qu’ils peuvent se guérir s’ils subissent des dégâts.
De plus, comme ils sont formés de matière organique, ils seraient moins potentiellement dommageables à l’intérieur d’un corps humain ou de tout environnement naturel dans lequel ils ont été introduits. Une fois qu’ils ont rempli leur fonction, ils peuvent se biodégrader naturellement.
Un film montre des muscles robotiques mous qui sont trois fois plus forts que les humains
« La plupart des technologies sont fabriquées à partir d’acier, de béton, de produits chimiques et de plastiques, qui se dégradent avec le temps et peuvent produire des effets secondaires nocifs sur l’environnement et la santé », ont déclaré les scientifiques.
« [It’s] utile pour construire des technologies utilisant des matériaux auto-renouvelables et biocompatibles, dont les candidats idéaux sont eux-mêmes des systèmes vivants. «
Les xénobots vivent en eau douce et peuvent supporter des températures comprises entre 4 et 26 degrés Celsius.
Ils peuvent survivre pendant une semaine sur les lipides et les protéines dans les cellules de grenouilles avant de cesser de fonctionner – ce que les scientifiques ont déclaré est « une caractéristique positive en termes de sécurité pour les constructions de biologie synthétique ».
Ils ne peuvent pas se reproduire, mais ils peuvent être maintenus en vie plus longtemps s’ils sont cultivés dans une culture cellulaire riche en nutriments.
L’équipe qui a créé les xenobots a déclaré que le projet ouvre de nombreuses voies passionnantes à l’intersection de la robotique, de la biologie et de la médecine.
« Si nous pouvions fabriquer une forme biologique 3D sur demande, nous pourrions réparer les anomalies congénitales, reprogrammer les tumeurs en tissus normaux, régénérer après une blessure traumatique ou une maladie dégénérative et vaincre le vieillissement », ont-ils déclaré.
« Une fois que nous aurons compris comment les cellules peuvent être motivées pour construire des structures spécifiques, cela aura non seulement un impact massif sur la médecine régénérative, mais les mêmes principes mèneront à une meilleure robotique, des systèmes de communication et peut-être de nouvelles plateformes d’IA (non neurocentriques) . «
Les scientifiques ont rendu le code permettant aux gens de concevoir leurs propres organismes virtuels disponible sur un logiciel open source.
D’autres développements robotiques récents qui combinent technologie et biologie incluent les muscles synthétiques imprimés en 3D et un hybride robot-plante.
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