Creen els primers biorobots capaços de reproduir-se per si sols

Biorobots, màquines fetes amb material biològic que es mouen per capturar cèl·lules que guardaran i ajuntaran per, finalment, donar lloc a una cria de biorobot que podrà fer el mateix.

És el que han creat investigadors nord-americans: robots biològics o biorobots capaços de reproduir-se i tenir descendència que també es podrà reproduir. Talment com animals i vegetals, però sorgits al laboratori i amb possibilitats de programar-los.

Aquesta troballa pròpia de la ciència-ficció, però ben real, l'ha dut a terme un equip de biòlegs i informàtics format per Sam Kriegman, Douglas Blackiston i Michael Levin, de les universitats Tufts i Harvard, a Massachusetts, i Josh Bongard, de la Universitat de Vermont. Els resultats s'han publicat als Proceedings os the National Academy of Sciences (PNAS).

Són els mateixos investigadors que fa vora dos anys, al gener del 2020, van presentar els primers xenobots, uns robots diminuts, de dècimes de mil·límetre, que actuen per si sols i estan construïts amb cèl·lules de granota. Les cèl·lules són d'embrions de la granota amb ungles africana, de nom científic Xenopus laevis. Per això els van anomenar "xenobots".

Ara els xenobots han fet un pas més i poden nedar en una placa de Petri --petits recipients plans utilitzats en els laboratoris-, recollir peces i ajuntar-les. S'han convertit en progenitors que creen les seves cries. I aquestes podran convertir els seus pares en avis, perquè tindran la mateixa capacitat. I així generació rere generació.

El descobriment es descriu en aquest vídeo de la Universitat de Vermont:

De l'experiment mental a la realitat

A finals dels anys 50, el matemàtic nord-americà nascut a Hongria John von Neumann va crear un concepte teòric fruit d'un experiment mental. Són les màquines que porten el seu nom. Va descriure detalladament com podrien ser uns autòmats que tot sols recollissin materials i construïssin congèneres. Màquines que es reproduirien i que així facilitarien, per exemple, la colonització d'altres astres, perquè ja no caldria enviar milers de robots a la Lluna o a Mart, sinó uns quants que s'anirien multiplicant, com si fossin sers humans.

L'experiment mental s'ha convertit en real de la mà d'aquests autors. Tal com explica Bongard d'aquest xenobots, "amb el disseny adequat, poden autoreplicar-se".

I precisament trobar el disseny adequat no és gens fàcil. Els xenobots que creen descendència tenen una forma de Pac-man o menjacocos, com els del famós i ja antic videojoc.

Però no s'ha arribat a aquesta solució pensant i pensant i provant i provant. La forma usual que prenien els xenobots era una esfera. Segons explica Kriegman, podia crear descendència però el sistema s'extingia després de fer això.

Calia trobar una forma que permetés al sistema perpetuar-se. I això va ser possible gràcies a un programa d'intel·ligència artificial que es va fer funcionar en el superordinador Deep Green de la Universitat de Vermont.

El sistema consistia en un algoritme molt potent que avaluava moltes formes diferents, des de triangles i piràmides fins a estels i altres estructures més complexes, i feia simulacions fins a trobar les més eficients.

I una era aquest menjacocos, que, segons Kriegman, és una solució simple però contraintuïtiva i que "cap enginyer hauria suggerit".

Obre moltes possibilitats en medicina

En una granota real, les cèl·lules utilitzades en els biorobots es poden desenvolupar a la pell, però els científics ja pensen en altres opcions, com explica el biòleg Michael Levin, que dirigeix l'Allen Discovery Center a Tufts:

"Les cèl·lules es poden situar fora d'un capgròs i allunyar patògens i redistribuir mucositat, però els hem posat en un context nou. Els donem l'oportunitat de reimaginar la seva multicel·lularitat."

Els autors ja hi veuen moltes possibilitats, perquè la troballa demostra, tal com diu l'article, que "la vida allotja comportaments sorprenents que estan just per sota de la superfície esperant a ser descoberts".

Concretament, com que ja havien demostrat que els xenobots es poden programar per fer tasques relativament senzilles, creuen que el fet que es puguin reproduir portarà a tecnologies que, sense gaires intervencions externes, siguin més útils i s'escampin.

La velocitat a què necessitem produir solucions té molta importància i això pot ajudar-hi, escriuen:

"L'autoreplicació cinemàtica pot proporcionar formes de desplegar petites quantitats d'elements biotecnològics que creixin ràpidament, però que estiguin dissenyats per ser el màxim de controlables."

I això pot dur, per exemple, a desenvolupar més ràpidament  màquines vivents que eliminin microplàstics de les aigües o fabriquin noves medecines. També hi veuen moltes possibilitats en medicina regenerativa, per tractar lesions traumàtiques, defectes congènits, càncers o efectes de l'envelliment, com apunta Levin:

"Tots aquests problemes són aquí perquè no sabem com predir i controlar quins grups de cèl·lules hem de construir. Els xenobots són una nova plataforma per ensenyar-nos-ho."

I tot això és més factible gràcies a la intel·ligència artificial, afirmen a l'article:

"Fins i tot si els comportaments exhibits per aquests organismes reconfigurables són rudimentaris, com s'ha vist en el passat i en aquest treball, els dissenys amb intel·ligència artificial s'han mostrat capaços d'explotar la seva flexibilitat per magnificar els comportaments i, en el futur, possiblement guiar-nos cap a formes més útils."

Intentar comprendre, sense por

I això, no fa por, per si es descontrola? Ara com ara, els xenobots tenen mil·límetres, però de fantasies de robots que passen a controlar els humans n'hi ha moltes. Josh Bongard, informàtic de la Universitat de Vermont, és contundent:

"No és el que em treu la son a la nit. Els riscos reals són la propera pandèmia, els danys accelerats als ecosistemes per la contaminació, les amenaces del canvi climàtic que s'intensifiquen…"

El que volen seguir fent els investigadors és treballar per comprendre el que han descobert i Bongard afegeix això sobre el deure de treballar per donar-hi un bon ús:

"És un sistema ideal per estudiar els sistemes autoreplicants. Tenim un imperatiu moral per comprendre les condicions sota les quals el podem controlar, dirigir, apagar, intensificar."