O que são Xenobots? A nossa definição

O que são Xenobots? A nossa definição

São mais pequenos do que um milímetro e basicamente apenas um monte de células: Xenobots. Os cientistas da Universidade de Vermont e da Universidade de Tufts conseguiram produzir pequenos robôs feitos de material orgânico no início da década de 2020 utilizando células estaminais do sapo de garras lisas (Latim: Xenopus laevis). Com base na combinação de células activas e passivas e uma forma calculada por computador, podem ser construídas para diferentes fins. Agora, uma nova descoberta inovadora foi feita pelo grupo de investigação em torno de Sam Kriegman e Douglas Blackiston: Os xenobots também são capazes de se reproduzir a si próprios.

A criação de um organismo artificial

Os Xenobots consistem numa combinação de células musculares da pele e do coração. Enquanto as células da pele servem para formar a forma do corpo, os músculos do coração são responsáveis pela locomoção: Com a sua propriedade de contracção contínua, os xenobots podem assim ser postos em movimento e mover-se independentemente. O modo de funcionamento dos robôs orgânicos, como são praticamente programados, é determinado pela sua forma e pela distribuição dos dois tipos de células: dependendo do tipo de utilização, um computador utiliza a inteligência artificial para calcular a forma necessária e as células posicionadas dentro dela. Para criar um Xenobot, as células são primeiro combinadas na incubadora e, pela sua natureza, colam-se ao longo de alguns dias. O molde é então feito à mão, utilizando pequenas pinças e eléctrodos.

Para além das células contráteis do músculo cardíaco, os xenobots também podem ser equipados com cílios: Estas são protuberâncias finas, semelhantes às do cabelo no envelope da célula. Por um lado, são utilizados para a locomoção – para que um xenobot também possa nadar – por outro, podem ser utilizados para a percepção de sinais do ambiente. Já foi possível fazer os organismos mudarem de cor quando são expostos à luz azul.

A propósito, os xenobots retiram a energia que necessitam para os seus movimentos da gordura e das proteínas das suas próprias células. Quando isto se esgota, cessam a sua actividade e morrem. Estas células mortas são então biodegradáveis e poderiam ser absorvidas pelo organismo humano para uso médico. A sua energia dura actualmente cerca de uma semana, sendo os xenobots controlados por cílios activos durante mais tempo do que as versões controladas por músculos.

Auto-cura e replicação

Uma característica dos xenobots é a sua capacidade de se curarem a si próprios: se cortarmos a sua forma, as interfaces colam-se por si próprias. Os últimos resultados da investigação atestam agora também a sua capacidade de se reproduzirem a si próprios. Numa experiência, as células estaminais embrionárias do sapo foram colocadas numa solução salina, após o que, inicialmente, formaram pequenos aglomerados esféricos. Com a formação de cílios após três dias, estes foram agora capazes de se deslocar na solução. As células estaminais soltas foram agora adicionadas aos xenobots assim criados, que foram depois varridas para pequenos aglomerados de células por eles. Estes clusters de células deram origem a novos robôs flutuantes que também eram capazes de se reproduzir.

Este tipo de reprodução foi observado pelos cientistas por acaso e não foi criado deliberadamente. No entanto, utilizaram depois o computador para investigar quais as condições que melhor apoiam este processo. Foram examinadas duas áreas: por um lado, factores externos como a temperatura e composição da solução salina e, por outro lado, a forma específica do xenobot. O computador examinou um total de 6000 formas possíveis e chegou à conclusão: A forma mais adequada para a reprodução assemelha-se a um toro com a boca aberta, semelhante a um Pac-Man. Sob as melhores condições possíveis, conseguiram manter a reprodução durante cinco gerações.

Potencial para o futuro

Actualmente, os pequenos robôs orgânicos não podem realmente fazer muito e não oferecem quaisquer benefícios práticos, mas dão uma ideia do que poderia ser possível no futuro. Podem ser utilizados em várias áreas, especialmente na medicina: Por exemplo, os medicamentos poderiam ser transportados para o seu destino ou a arteriosclerose poderia ser raspada das paredes dos vasos sanguíneos. Também seria concebível a localização de células cancerígenas, contaminação radioactiva ou outros agentes patogénicos. Contudo, para não serem rejeitados pelo sistema imunitário humano, estes organismos teriam de ser construídos a partir de células estaminais humanas. Mas também pode haver aplicações fora da medicina: A Universidade de Vermont, por exemplo, vê uma forma de pescar microplásticos para fora dos oceanos.

Source: Fast Company

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