Geheimen onthuld door xenobots

Heb je wel eens gehoord van xenobots? Dit zijn robots die zijn gemaakt van levend weefsel en ontworpen als een computer algoritme. Onderzoekers die xenobots maken, transformeren de manier waarop we naar robots kijken.

This post is also available in Engels.

Robots van levende cellen

Het woord ‘robot’, een machine die bepaalde taken onafhankelijk kan uitvoeren, bestaat zo’n 100 jaar. Het verscheen voor het eerst in een toneelstuk uit 1920 van de Tsjech Karel Čapek, hoewel het concept van automatons en zelf-opererende machines al langer bestond. Een team van robotici en biologen in de VS is recentelijk begonnen ons concept van een robot te vergroten. Zij bouwen machines die niet van metaal, keramiek, of plastic zijn gemaakt, maar van levend weefsel: xenobots.

Hoe bouw je een xenobot?

De eerste xenobots stammen uit 2020, toen het embryo van een Afrikaanse klauwkikker (Xenopus laevis) werd gebruikt voor huid- en hartspiercellen, die met de hand aan elkaar werden bevestigd in een computer-achtig design. Dit ontwerp van xenobots werd afgeleid van een gesimuleerde omgeving met behulp van een genetisch algoritme. De specifieke vorm van de xenobots werd dus niet ontworpen door de onderzoekers, maar door het algoritme. Dit algoritme maakte gebruik van een mechanisme dat lijkt op biologische evolutie: groepen van mogelijke vormen werden voortdurend aangepast en weggegooid om zo de beste vorm over te houden. Het doel van de simulaties was om xenobots zo snel mogelijk te laten bewegen.

De gekleurde voxels (3D pixels) representeren de twee celtypen die werden gebruikt in de computersimulatie. De blauwe voxel representeert huidcellen, en de rode en groene het hartweefsel.
Een fysieke xenobot (in vivo).

Wat leren we van xenobots?

Fysieke xenobots, die ongeveer zo groot zijn als een maanzaadje, waren inderdaad in staat om zichzelf voort te bewegen. Daarbij lieten ze gedrag zien waar ze niet voor waren geëvolueerd: wanneer onderzoekers kleine deeltjes in het petrischaaltje sprenkelden, begonnen de xenobots die op te stapelen in kleine hoopjes. We gaan er vaak vanuit dat voor cognitief gedrag – de vaardigheid om in de omgeving te acteren – we een zenuwstelsel nodig hebben. Xenobots laten echter zien dat het lichaam intrinsiek is aan cognitie. Hoewel het idee van de ‘belichaming’ van cognitie niet nieuw is en er veel over is gezegd (in filosofie, robotica, cognitieve neurowetenschap, linguïstiek, etc.), zijn xenobots de meest tastbare demonstratie hiervan. De meest recente studie naar xenobots uit 2021 ondersteunt ook het belang van de lichaamsvorm. Recentelijk bleek dat xenobots met een C-vorm andere versies van zichzelf konden maken; in feite konden ze zich reproduceren. Deze vorm van reproductie ontstond omdat C-bots ideaal waren om losse stamcellen in hoopjes te stapelen die van nature samen-clusterden en nieuwe xenobots vormden.

Implicaties van de xenobot-experimenten voor de wetenschap

Veel mensen hebben vragen over de ethische aspecten van dit werk, zoals wat gebeurt er als een xenobot ontsnapt uit het lab?[1]. Het is belangrijk om zulke vragen te stellen, maar een belangrijk idee hierover werd samengevat door een van de co-auteurs van de onderzoeken, Professor van Computer Science Josh Bongard: “Ik denk dat de toekomstige potentie van xenobots zit in het ontwikkelen van de fundamentele wetenschap. Stel je voor dat we een xenobot niet laten evolueren om zich sneller voort te bewegen, maar om conceptueel zo transparant mogelijk te zijn, wat betekent dat wanneer de xenobot doet wat hij doet, hij zijn functie adverteert, hij ons laat zien hoe hij leerde wat te doen. Wanneer je natuurlijke-geëvolueerde organismen onderzoekt vertellen ze je niet hun geheimen, ze verbergen hoe ze doen wat ze doen, en met goede evolutionaire redenen. Kunnen we conceptueel transparante organismes of machines evolueren? Ik denk dat dat het gebied van biologie en kunstmatige intelligentie in de komende jaren gaat transformeren.”

Credits
Auteur: Julija Vaitonyte
Buddy: Kim Beneyton
Redactie: Marisha Manahova
Vertaler: Felix Klaasen
Redactie vertaling: Wessel Hieselaar

Afbeelindgen: Josh Bongard


[1] Xenobots leven slechts ongeveer een week, en omdat ze uit organisch materiaal bestaan zouden ze dan op natuurlijke wijze desintegreren.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Categories