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Conheça os xenobots, robôs vivos e programáveis que desenvolveram a capacidade de se reproduzir

#Farol de Notícias (Atualidades científicas que foram destaque no jornalismo da semana)

Desenvolvidos a partir de células tronco de rãs, os xenobots são uma tecnologia com muitas perspectivas de aplicações e seu uso é alvo de estudo.

Os xenobots foram criados em 2020 como produto de uma parceria das universidades de Vermont, Tufts e o instituto Wyss da Universidade de Harvard. Esses robôs têm sua origem em células tronco da rã Xenopus laevis e, por isso, ganharam esse nome. Quando sua criação foi anunciada, os xenobots foram classificados como um organismo vivo programável que não era nem um robô e nem um tipo de animal. No anúncio, foi divulgado que os robôs vivos podiam se mover, trabalhar em grupos e se autorregenerar. Recentemente foi observado que eles eram capazes de se reproduzir de uma forma totalmente nova, nunca vista em plantas ou animais.

O formato curioso dos Xenobots ajuda na reprodução dessas máquinas biológicas Fonte: Bongard e Futurism/ Reprodução Canaltech

Para a produção dos xenobots são coletadas cerca de 3.000 células de pele de um girino que origina a rã. Essas células são células tronco não diferenciadas e podem ser programadas. Assim, os pesquisadores utilizaram um supercomputador para desenvolver e programar os  robôs vivos através de algoritmos e outros métodos avançados. Não houve nenhum tipo de alteração genética nos xenobots, apenas métodos computacionais. Atualmente, a constituição do corpo dos robôs é uma mistura de material orgânico e eletrodos artificiais que, ao começarem a trabalhar juntos, serviram de base para formação de corpos que eram capazes de executar tarefas como empurrar objetos microscópicos, se organizar ou se movimentar em formação. 

Nesse contexto, os pesquisadores presumiram que seria possível gerar a capacidade de autorreplicação dos xenobots caso eles possuíssem o design correto. Assim, utilizando inteligência artificial (IA), eles chegaram a um formato que se assemelhava ao Pac-Man. Usando os robôs vivos com esse formato, foi observado que o processo de autorreplicação tinha um grande número de gerações. De acordo com os cientistas, a reprodução começou de maneira independente. Esse processo de autorreplicação acontece de modo similar ao processo de fagocitose, onde os xenobots nadam em soluções aquosas, passam a reunir centenas de células e, após reunir uma quantidade suficiente de células, surge um novo xenobot derivado do primeiro. Esse tipo de reprodução é conhecido como “reprodução cinética” e é conhecido por ocorrer em nível molecular, mas nunca antes observado em escala de células inteiras ou organismos.

Os xenobots em forma de C coletam e comprimem as células-tronco soltas em pilhas que podem amadurecer e se reproduzirem. A célula-mãe gera uma grande bola de células-tronco que estão amadurecendo em um novo xenobot. Fonte: Douglas Blackinston e Sam Kriegman / Reprodução CNN

Josh Bongard, professor de ciência da computação, especialista em robótica da Universidade de Vermont e principal autor do estudo, explica que a IA não programou os robôs vivos da maneira que normalmente pensamos sobre como escrever código. Ela moldou, esculpiu e surgiu com essa forma de Pac-Man. Ele reforça que a forma é, em essência, o programa e que essa forma influencia como os xenobots se comportam para amplificar esse processo surpreendente de autorreplicação. A grande importância deste achado se dá por representar um marco importante para o desenvolvimento da biologia sintética, pois é possível ter robôs vivos minúsculos gerando outros a partir de processos de reprodução programada, sem interferência humana externa.

Colaboração: Iasmin Cartaxo Taveira sobre a autora

Iasmin Taveira queria ser cientista desde criança e acredita que tornar o conhecimento acessível é o melhor jeito de promover desenvolvimento social. É Biotecnologista pela UFPB e faz mestrado em bioquímica na FMRP/USP.

 

Fontes e mais informações sobre o tema:

Matéria no site G1, intitulada “Xenobots: como funcionam os ‘robôs Pac-Man’ que podem se reproduzir sozinhos”, publicado em 01/12/2021. https://g1.globo.com/inovacao/noticia/2021/12/01/xenobots-como-funcionam-os-robos-pac-man-que-podem-se-reproduzir-sozinhos.ghtml

Matéria no site CNN, intitulada “Primeiros robôs ‘vivos’ são capazes de se reproduzir, dizem cientistas”, publicado em 30/11/2021. https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/primeiros-robos-vivos-sao-capazes-de-se-reproduzir-dizem-cientistas/

Matéria no site Canal Tech, intitulada “Xenobots | Cientistas criam robôs orgânicos que se autorreproduzem”, publicado em 30/11/2021. https://canaltech.com.br/robotica/xenobots-cientistas-criam-robos-organicos-que-se-autorreproduzem-203164/

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