17.01 - 23:25

Ученые создали программируемых биороботов из живых лягушачьих клеток


 

Американские ученые представили метод для создания небольших биороботов из живых клеток. Существа создаются в два шага: сперва программируется модель со всеми свойствами, после чего ее воссоздают из клеток лягушачьего эмбриона в чашке Петри. Для создания биороботов размером в один миллиметр использовались клетки гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis): самих существ, поэтому, назвали ксеноботами. Ксеноботы двигаются в определенном направлении, а в будущем смогут, например, заменить миниатюрных роботов для доставки лекарств в организм человека или помогут собирать мусор в океане, пишут ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сейчас роботов создают из самых разных материалов в зависимости от той задачи, которую им нужно выполнить. Нередко, например, от робота требуется определенная гибкость, для чего используются мягкие актуаторы и само тело робота. При этом части роботов также можно создавать и из биоматериалов: например, мышечных клеток или нейронов.

Однако создание биороботов имеет ряд ограничений. Например, они редко обходятся без синтетических частей (например, «тело» робота из мышц и нейронов — полимерная подложка), а также их не так просто программировать и затем воссоздавать.

Сэм Кригман (Sam Kriegman) из Вермонтского университета и его коллеги решили автоматизировать процесс создания живых биороботов с помощью эволюционного алгоритма. Их алгоритм создает существ из двух типов клеток, взятых из бластулы гладкой шпорцевой лягушки. Первый тип клеток — статичный, вторые клетки могут сокращаться, а в самом алгоритме они представлены в виде вокселей.

Цель эволюционного алгоритма — определить такую конфигурацию существа, при которой оно сможет эффективнее всего двигаться вперед. Для этого он создает популяцию случайных существ, а затем отбрасывает тех, кому не хватило сокращающихся кубиков для того, чтобы преодолеть максимальное расстояние за 10 секунд при сокращении в 2 герца. Например, очевидно, что существо в виде кубика, в котором только один из вокселей оставлен под сокращающуюся клетку, отбор эволюционного организма не пройдет.



После этого на основании модели создается само существо. Из эмбрионов лягушки выделяются индуцированные стволовые клетки, которые в самом организме используются как статичные. Само существо (размером примерно в миллиметр) создается вручную (ученые утверждают, что им удалось добиться «биологически приближенной» формы по сравнению с созданной алгоритмом), после чего к телу добавляются сердечные прогениторные клетки, из которых затем формируются сокращающиеся кардиомиоциты.


Пока что организмы достаточно просты, а также не автоматизирован сам процесс их создания, так как делать их приходится вручную. Авторы, однако, отмечают, что способность к движению ксеноботов позволит им переносить и другие объекты: их, например, можно будет применять для доставки лекарств, избавления сосудов от тромбов и переноса мусора в океане. Кроме того, они отметили, что несколько таких организмов смогут действовать сообща и перемещаться в группах.

Для создания биороботов иногда используют изначально автономные живые организмы — например, животных. Так, в 2017 году ученые прикрепили к черепахе управляемый ее движениями механизм и отправили в плавание.

Елизавета Ивтушок
https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

5 домашних средств от потрескавшейся кожи на пятках

Все эти средства основаны на ингредиентах, которые легко найти почти в любом домашнем хозяйстве. Они не потребуют серьезных расходов.
Подробнее »»

Коронавирус может распространиться быстрее, чем прогнозирует ВОЗ

Ученые подсчитали, насколько активен вирус, с учетом его жизнеспособности и скорости распространения.
Подробнее »»

Запрет соляриев спасет жизни и деньги

Ученые из Австралии полагают, что полный запрет соляриев спасет жизни людей и сэкономит миллиарды долларов на их лечение.
Подробнее »»

Как заставить калории «дожигаться» после тренировки

Чтобы увидеть результат своих стараний, нужно время. Как ускорить метаболизм и побыстрее обрести фигуру мечты?
Подробнее »»

Ученые нашли в мозге нейроны, ответственные за расстройства пищевого поведения

Миллионы людей страдают от расстройства пищевого поведения: компульсивного переедание, анорексии, булимии.
Подробнее »»

Читайте также:
23.02 - 12:53

Стильные образы с демисезонной обувью

Какую обувь носить в межсезонье
Подробнее »»

23.02 - 12:08

Игра головой в мяч мгновенно изменяет зрение

Ученые выяснили, что после удара футбольного мяча об голову происходит мгновенное изменение зрения.
Подробнее »»

23.02 - 11:39

10 особенностей тела, которых стесняются девушки, но которые нравятся мужчинам

«Мой рост слишком высокий, а бедра слишком толстые?»
Подробнее »»

23.02 - 11:05

Избавить от зависимости: как помочь наркоману?

Наркомания представляет собой зависимость от веществ, вызывающих разную реакцию.
Подробнее »»

23.02 - 10:03

Можно ли сочетать кофе и алкоголь

Алкоголь многих расслабляет, а кофе наоборот бодрит. Можно ли их употреблять вместе?
Подробнее »»

23.02 - 09:59

Витамины для кожи: какие нужны и где их взять

Хороший уход за кожей начинается с правильного питания
Подробнее »»

23.02 - 09:30

Обнаружена часть коронавируса, атакующая клетки человека

Американские ученые составили подробную карту китайского коронавируса. Выявлена его часть, которая атакует клетки человека, и это может привести к созданию вакцины через два года.
Подробнее »»

23.02 - 08:57

Сколько хлеба можно съесть без вреда для фигуры

Хлеб - один из самых спорных продуктов питания
Подробнее »»

23.02 - 07:55

Французский диетолог рассказала, как можно есть сладости и не поправляться

Чтобы наслаждаться любимыми пирожными без ущерба для фигуры, нужно запомнить одно правило
Подробнее »»

23.02 - 07:37

81% людей с коронавирусом болеют в легкой форме

Рискуют в основном пожилые и те, кто страдает от других недугов.
Подробнее »»

23.02 - 06:46

В чем заключается главная польза креветок для организма

Креветки считаются деликатесом, и едим мы их не каждый день
Подробнее »»

23.02 - 05:29

Растущий клапан поможет детям с пороками сердца

Ученые создали искусственный клапан сердца, который растет внутри тела. Он поможет маленьким жертвам пороков сердца избегать множества рискованных операций.
Подробнее »»

23.02 - 05:26

Врачи подсказали, как быстро избавиться от вздутия живота

Вздутие живота — очень распространенная проблема
Подробнее »»

23.02 - 04:23

Продукты, которые при готовке становятся еще полезнее

Ценность продуктов меняется при их приготовлении
Подробнее »»

22.02 - 23:26

Названы опасные для беременных антибиотики

Прием антибиотиков из группы макролидов во время беременности повышает риск родовых дефектов у будущих малышей. Использование пенициллина названо безопасным.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...