Los Xenobots: ¿Una respuesta a las necesidades de nuestra vida moderna?

Burlington, Vermont, EE. UU. El 13 de enero de 2020, se da a conocer en el portal de la Universidad de Vermont, este importante hecho, derivado de la publicación de los resultados de la novedosa investigación ese mismo día en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Josh Bongard, experto en informática y robótica, es el co-líder de la investigación y profesor de la Universidad de Vermont, por lo que comento:

“Estas son máquinas vivientes novedosas”…”Existe toda esta creatividad innata en la vida”… “Queremos entenderlo más profundamente, y cómo podemos dirigirlo e impulsarlo hacia nuevas formas”…

En la entrevista publicada por Joshua E. Brown, se comenta que las nuevas criaturas fueron diseñadas en una supercomputadora en la Universidad de Vermont y luego ensambladas y probadas por biólogos en la Universidad de Tufts.

El co-líder Michael Levin, quien dirige el Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo en Tufts, recalcó:

“Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles de estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer”… “como buscar compuestos desagradables o contaminación radiactiva, recolectar microplásticos en los océanos, viajando en arterias para raspar la placa “

Al respecto de estos alcances, surge la pregunta, ¿alguna vez se había hecho o pensado algo así? Por lo que la respuesta puede ser recordar que los seres humanos hemos estado manipulando organismos para el beneficio humano desde al menos los albores de la agricultura, ejemplo de ello es la edición genética que se está generalizando y se han ensamblado algunos organismos artificiales en los últimos años, copiando las formas corporales de animales conocidos, sin embargo, en esta investigación, el toque diferenciador y único es que se “diseña máquinas completamente biológicas desde cero”, algo que sin duda marca un parte aguas incluso para los estudios transhumanistas.

Para lograr este hecho, el tiempo de procesamiento en el clúster de supercomputadora Deep Green en el Vermont Advanced Computing Core de UVM  llevo muchos meses, el equipo, incluido el autor principal y estudiante de doctorado Sam Kriegman, trabajo con un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida.

El resultado de estas pruebas fue tener unos cientos de células simuladas en innumerables formas y formas corporales. Después de cien ejecuciones independientes del algoritmo, se seleccionaron los diseños más prometedores para la prueba.

El liderazgo del profesor Levin en la Universidad de Tufts en colaboración con el trabajo del microcirujano Douglas Blackiston, transfirió los diseños in silico a la vida, el procedimiento general fue:

1. Recolectar células madre, extraídas de los embriones de ranas africanas, la especie Xenopus laevis . (De ahí el nombre de “xenobots”).
2. Separación en células individuales y dejar en proceso de incubación.
3. Usando unas pinzas pequeñas y un electrodo aún más pequeño, las células se cortaron y unieron bajo un microscopio en una aproximación cercana de los diseños especificados por la computadora.

El ensamble logro promover formas corporales nunca vistas en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas. El trabajo celular formo una arquitectura más pasiva, en tanto las contracciones una vez aleatorias de las células del músculo cardíaco se pusieron a trabajar, el resultado fue un movimiento hacia adelante ordenado según lo guiado por el diseño de la computadora, ayudado por patrones espontáneos de autoorganización, lo que permite que los robots se muevan de forma independiente.

Los organismos son reconfigurables puesto que su movimiento es coherente, lo que les permite explorar su entorno acuoso durante días o semanas, impulsados por depósitos de energía embrionaria, no obstante, sus limitantes estriban al colocarlos boca abajo, como si de escarabajos o tortugas se tratara. Posteriormente las pruebas demostraron que grupos de xenobots se moverían en círculos, empujando los gránulos hacia una ubicación central, de forma espontánea y colectiva. Mientras tanto otros fueron construidos con un agujero a través del centro para reducir la resistencia. A través de versiones simuladas, los científicos pudieron reutilizar este agujero como una bolsa para transportar con éxito un objeto. Por lo cual este hecho no fue dejado de lado, haciendo que el  profesor del Departamento de Ciencias de la Computación  y  Centro de Sistemas Complejos de UVM, Bongard, aludiera

“Es un paso hacia el uso de organismos diseñados por computadora para la entrega inteligente de medicamentos”

Con este tipo de tecnología los cambios generacionales darán un vuelco, retomando con ello nuevas formas de gestionar el aprendizaje en los centros escolares, pues si la transformación genética es un hecho, la comprensión ética que requieren este tipo de procesos debe ser un tema central en la reflexión educativa y formativa tanto institucional por parte del curriculum Estatal, como familiar.

Referencia

Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, and Bongard, Josh. (2020). A scalable pipeline for designing reconfigurable organismos. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (4) PP. 1853-1859. Recuperado de https://doi.org/10.1073/pnas.1910837117

Brown, J. E. (2020). UVM Today. Team Builds the First Living Robots. The University of Vermont. Recuperado de https://www.uvm.edu/uvmnews/news/team-builds-first-living-robots