https://wyss.harvard.edu/news/toward-autonomous-self-organizing-biological-robots-with-a-nervous-system/neuroboty – mikroskopijne, żyjące konstrukty, które nie tylko się poruszają, ale posiadają własne, funkcjonalne układy nerwowe. Nie chodzi już o proste skupiska komórek dryfujące w płynie, tylko o biologiczne roboty, których zachowanie i ruch są koordynowane od wewnątrz przez samoorganizujące się sieci neuronowe.
Układ nerwowy w skali mikro. Jak powstały neuroboty?
Neuroboty wyewoluowały z wcześniejszych projektów, znanych jako ksenoboty. Te pierwsze, proste bio-roboty zbudowane z komórek żaby, potrafiły jedynie prymitywnie przemieszczać się za pomocą rzęsek. Brakowało im jednak „centrum dowodzenia”. Zespół pod kierownictwem dr Haleh Fotowat postanowił to zmienić, wprowadzając do rozwijających się embrionalnych komórek żaby prekursory neuronów.
Efekt przeszedł najśmielsze oczekiwania, bo komórki nerwowe nie tylko przetrwały, ale zaczęły tworzyć aktywne sieci, łącząc się ze sobą oraz z komórkami na powierzchni robota, które odpowiadają za ruch. Co fascynujące, obecność neuronów drastycznie zmieniła morfologię (kształt) i funkcję tych maszyn:
- Zmiana formy — neuroboty stały się bardziej wydłużone w porównaniu do swoich bezmózgich poprzedników.
- Złożone zachowanie — zamiast chaotycznego dryfowania, neuroboty wykazują bardziej skomplikowane i zróżnicowane wzorce ruchu.
- Aktywność wewnętrzna — badania wykazały, że tkanka nerwowa aktywnie wpływa na to, jak robot reaguje na otoczenie. Nie jest to tylko bierny dodatek, ale realny system sterowania.
Naukowcy sprawdzili to, podając neurobotom leki wpływające na komunikację między neuronami. Reakcje żywych maszyn na te substancje potwierdziły, że ich układ nerwowy faktycznie modeluje ich zachowanie. To zupełnie nowy poziom kontroli, który nie opiera się na kodzie binarnym, lecz na sygnałach elektrochemicznych, dokładnie takich, jakie płyną w naszych własnych ciałach.
Czy roboty zaczną widzieć?
Podczas analizy ekspresji genów neurobotów, badacze natknęli się na coś zupełnie nieoczekiwanego. W tych maleńkich konstruktach aktywowały się geny, które u żab odpowiadają za rozwój… układu wzrokowego. Oczywiście, nie można tu jeszcze mówić o „widzeniu”, ale to odkrycie sugeruje, że być może w przyszłości te biologiczne maszyny mogą wykształcić zdolności sensoryczne, o których wcześniej nam się nie śniło.
Czytaj też: Mięśnie na powietrze. Robotyczna rewolucja z Arizony
Donald Ingber, dyrektor założyciel Instytutu Wyssa, zauważa, że neuroboty rzucają wyzwanie wszystkim dotychczasowym paradygmatom naukowym. To nie jest tylko gadżet – to nowa granica w badaniach biomedycznych. Możemy sobie wyobrazić, że w przyszłości takie inteligentne bio-roboty będą mogły być wprowadzane do ludzkiego organizmu, by precyzyjnie dostarczać leki, oczyszczać tętnice czy regenerować uszkodzone tkanki, reagując w czasie rzeczywistym na sygnały wysyłane przez nasze ciało.
Czytaj też: MirrorBot to robot, który zamiast kraść uwagę, uczy nas patrzeć sobie w oczy
Najciekawsze jest to, że neuroboty są w 100% biodegradowalne i zbudowane z naturalnych komórek, co eliminuje problem toksyczności czy odrzutów, z którymi borykają się implanty wykonane z metalu i plastiku. Jesteśmy świadkami narodzin nowej gałęzi inżynierii, gdzie programowanie odbywa się poprzez biologię rozwojową, a nie pisanie skryptów. To jednak odległa przyszłość, bo na razie to wciąż proste organizmy laboratoryjne, ale biorąc pod uwagę ich potencjał, trzymamy kciuki za dalszy rozwój.
Źródło: Wyss Institute
