Les cellules souches de grenouilles améliorées par l’IA commencent à se répliquer de manière entièrement nouvelle

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  • En janvier 2020, des scientifiques de l’Université du Vermont ont annoncé avoir construit les premiers robots vivants ; cette semaine, ils ont publié des rapports selon lesquels ces robots, fabriqués à partir de cellules de grenouilles et appelés Xenobots, peuvent se reproduire et ont trouvé un nouveau moyen de le faire.

    Les xénobots de taille millimétrique sont essentiellement une collection conçue par ordinateur d’environ 3 000 cellules. Ils ont été créés en prélevant des cellules souches d’embryons de grenouilles, en les grattant, en les laissant incuber, puis en les découpant et en les sculptant dans des formes spécifiques. Après toute cette action, les cellules ont commencé à fonctionner d’elles-mêmes – se réparant automatiquement lorsqu’elles étaient tranchées et se déplaçant à l’intérieur des boîtes de Pétri.

    Avec un petit ajustement de conception, les créatures pourraient faire encore plus. “Avec la bonne conception, ils se répliqueront spontanément”, a déclaré Joshua Bongard, Ph.D., chercheur à l’Université du Vermont. dans une déclaration en conserve.

    Cette reproduction n’est pas la reproduction biologique habituelle – aucune musique douce, fleurs ou bouteilles de vin n’étaient impliquées. Au lieu de cela, les organismes semblent assembler et incuber leur progéniture, fonctionnant cinématiquement. Ils nagent pour trouver des cellules individuelles, en rassemblent des centaines, puis assemblent des “bébés” Xenobots à l’intérieur de leur bouche en forme de Pac-Man. Après quelques jours dans l’orifice, les nouveaux Xenobots ressemblent et bougent comme leurs parents – y compris la capacité de former de nouvelles créatures par eux-mêmes.

    Pour ceux qui ont du mal à imaginer à quoi cela ressemble, l’ensemble du processus est démontré dans une vidéo.

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    “Les gens pensent depuis assez longtemps que nous avons élaboré toutes les façons dont la vie peut se reproduire ou se répliquer. Mais c’est quelque chose qui n’a jamais été observé auparavant”, a déclaré le co-auteur Douglas Blackiston, Ph.D., qui a développé la partie biologique de l’étude.

    Initialement, le parent formerait un enfant, mais le système mourrait – les chercheurs ont donc recherché des milliards de formes corporelles en simulation à l’aide d’un algorithme évolutif pour trouver la forme optimale. Le test a été mené à l’aide de l’IA et du cluster de supercalculateurs Deep Green du Vermont Advanced Computing Core d’UVM.

    L’une des formes créées par le superordinateur était la forme Pac-Man. Les chercheurs ont découvert qu’une fois formés à cette forme, les Xenobots pouvaient étendre leur nombre de générations.

    “C’est très peu intuitif. Cela a l’air très simple, mais ce n’est pas quelque chose qu’un ingénieur humain pourrait proposer”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Sam Kriegman, Ph.D., oubliant évidemment qu’un humain a écrit Pac-Man.

    Boffins travaille avec les Xenobots car on espère qu’ils pourront faire des choses comme transporter des médicaments à l’intérieur du corps humain, nettoyer les déchets radioactifs ou collecter des microplastiques dans les océans. Cependant, les chercheurs eux-mêmes semblent plus concentrés sur le potentiel d’utilisation des Xenobots comme plate-forme d’apprentissage biomédical de l’IA.

    “Le monde et les technologies évoluent rapidement. Il est important, pour la société dans son ensemble, que nous étudiions et comprenions comment cela fonctionne”, a déclaré Bongard, qui insiste sur le fait que le projet contenu – avec ses approbations et réglementations éthiques – ne le maintient pas éveillé. la nuit. Ce qui l’inquiète, ce sont les pandémies, les dommages causés aux écosystèmes et le changement climatique.

    « La vitesse à laquelle nous pouvons produire des solutions est très importante. Si nous pouvons développer des technologies, en apprenant des Xenobots, où nous pouvons rapidement dire à l’IA : « Nous avons besoin d’un outil biologique qui fait X et Y et supprime Z », cela pourrait être très bénéfique. Aujourd’hui, cela prend un temps excessivement long », a déploré le boffin.

    Les résultats de la nouvelle recherche ont été publiés le 29 novembre 2021 dans les Actes de la National Academy of Sciences. ®

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