Cientistas da Universidade Tufts e da Universidade de Vermont, ambas nos EUA, utilizaram células-tronco de rãs da espécie Xenopus laevis para criar uma nova geração de robôs vivos, que se curar, empurrar cargas e até registrar memórias. Esses microrrobôs foram batizados de Xenobots 2.0 e os resultados da pesquisa foram publicados na terça-feira (31) na revista científica Science Robotics.
Em um novo estudo do Instituto Allen, pesquisadores reaproveitaram células embrionárias de rã em máquinas sintéticas vivas, apelidadas de xenobots.
Os Xenobots 2.0 são uma versão aprimorada de robôs que foram revelados pela primeira vez no ano passado.
"Os Xenobots da nova geração também se movem mais rápido, navegam em ambientes diferentes e têm uma vida útil mais longa do que a primeira edição, e ainda têm a capacidade de trabalhar juntos em grupos e se curar em caso de danos", lê-se no comunicado da Universidade Tufts.
Os novos Xenobots são capazes de fechar a maior parte de uma laceração severa de longa duração na metade de sua espessura dentro de cinco minutos após a lesão. Todos os robôs feridos foram capazes de curar a ferida, restaurar sua forma e continuar seu trabalho como antes. Os robôs medem entre um quarto e meio milímetro e operam em enxames de robôs, o que significa que podem trabalhar juntos para completar uma tarefa.
De acordo com o comunicado, os Xenobots 2.0 são "formas de vida que se automontam um corpo a partir de células individuais". Ao contrário de outras criaturas vivas, eles não requerem células musculares para se moverem e "até demonstram a capacidade de memória gravável".
'Ferramenta viva'
Doug Blackiston, principal autor do estudo, afirma que, de certa forma, os Xenobots são construídos como um robô tradicional.
"Só usamos células e tecidos em vez de componentes artificiais para construir a forma e criar um comportamento previsível […]. Biologicamente, essa abordagem nos ajuda a entender como as células se comunicam enquanto interagem umas com as outras durante o desenvolvimento e como podemos controlar melhor essas interações", explica o cientista.
Os pesquisadores utilizaram simulações de computador para identificar o tipo de trabalho que os Xenobots 2.0 seriam capazes de realizar.
"Queremos que os Xenobots façam um trabalho útil. No momento, estamos dando a eles tarefas simples, mas, em última análise, buscamos um novo tipo de ferramenta viva que poderia, por exemplo, limpar microplásticos no oceano ou contaminantes no solo", afirma coautor do estudo.
Capacidade de registrar memórias
Uma característica central da robótica é a capacidade de registrar memórias e usar essas informações para modificar as ações e o comportamento do robô, observaram os especialistas. Os cientistas da Tufts projetaram os robôs com capacidade de registro de informações usando a proteína fluorescente EosFP, que normalmente brilha em verde. No entanto, quando exposta à luz em um comprimento de onda de 390 nanômetros, a proteína emite luz vermelha.
A próxima versão de Xenobots, "robôs vivos" da próxima geração, minúsculos organismos vivos artificiais [que] podem trabalhar juntos em enxames e registrar informações
Os pesquisadores testaram a função de memória fazendo dez Xenobots nadarem em torno de uma superfície na qual um ponto foi iluminado com um feixe de luz de 390 nanômetros. Depois de duas horas, eles descobriram que três dos robôs estavam emitindo luz vermelha. Os demais mantiveram a cor verde original, registrando efetivamente a "experiência de viagem" dos robôs.
Segundo os cientistas, essa capacidade fará com que, no futuro, os robôs detectem e registrem a presença de contaminação radioativa, contaminantes químicos, drogas ou doenças.
"Podemos usar as simulações de computador para projetá-los com comportamentos mais complexos e a capacidade de realizar tarefas mais elaboradas […]. Podemos projetá-los não apenas para relatar as condições em seu ambiente, mas também para modificar e reparar as condições em seu ambiente", garante Bongard.
O objetivo final dos pesquisadores é entender a relação entre o hardware do genoma e o software de comunicação celular usado para criar tecidos, órgãos e membros, afirma o comunicado. Com essas informações, os cientistas podem obter um maior controle dessa morfogênese que pode ser utilizada na medicina regenerativa e no tratamento de câncer e doenças do envelhecimento.