Cómo se hace un biobot

Un equipo de científicos estadounidenses ha creado por primera vez “máquinas vivientes”, construidas con unos pocos cientos de células animales a partir de diseños propuestos por un superordenador. Los investigadores, financiados por el Departamento de Defensa de EE UU, creen que sus “organismos reprogramables” podrían tener aplicaciones médicas y de restauración ambiental de lugares contaminados. “Parece que estos biobots son una tercera clase de materia animada: no son robots ni son, estrictamente, organismos. Creo que estos biobots obligarán a los biólogos y a los filósofos a repensar nuestras definiciones de la vida y de lo que es una máquina”, afirma uno de los autores, Josh Bongard, de la Universidad de Vermont.

La investigación se basa en dos tipos de células de la rana de uñas africana: células contráctiles del corazón (con capacidad de moverse) y células pasivas de la piel (no se mueven).

Rana de uñas africana

‘Xenopus laevis’

Células

contráctiles

Células

pasivas

Durante meses, los científicos han utilizado el superordenador Deep Green de la Universidad de Vermont para simular miles de agregados de diferentes formas, con unos pocos cientos de células, e intentar predecir su comportamiento.

Partiendo de miles de configuraciones aleatorias de esas células, el algoritmo escoge los diseños más adecuados para una determinada tarea.

Estructura

creada en el

superordenador.

Organismo creado en

laboratorio con células

reales de rana.

Los científicos intentaban diseñar, por ejemplo, agregados de células de moverse en una dirección determinada. Este es el resultado:

Estructura generada en el superordenadorOrganismo real

Otros comportamientos

Los científicos reconfiguraron sus biobots para mostrar cuatro tipos de comportamientos:

Manipulación de objetos. Los biobots se dirigen espontáneamente a las partículas de su entorno y las empujan. Los científicos creen que esta función se puede perfeccionar para dirigirse a partículas concretas.

Transporte de objetos. Los investigadores han creado en el laboratorio agregados con un agujero en medio. Las simulaciones en el superordenador sugieren que este agujero se podría utilizar como un bolsillo para transportar objetos.

Comportamiento colectivo. Las simulaciones en el superordenador sugieren que varios biobots se moverían de forma espontánea en círculos, empujando las partículas exteriores a una ubicación central.

Resistentes

Los investigadores han intentado romper los biobots y han observado que se reconstruyen solos.

Escalabilidad

Los científicos han hecho simulaciones de más de 270.000 células.

x1

x2

x4

x8

Fuente: Kriegman et al (Universidad de Vermont)