Xenobots: os robôs vivos que se reproduzem por autorreplicação biológica

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Um estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences descreve o processo de autorreplicação biológica por meio do qual máquinas conhecidas como “Xenobots” conseguem se reproduzir. Ou seja, os chamados “robôs vivos” são capazes de algo que é essencial para a sobrevivência de qualquer espécie: a procriação.

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De acordo com os pesquisadores da Universidade de Vermont e da Universidade Tufts, nos EUA, responsáveis pelo artigo científico, os Xenobots agrupam centenas de células individuais e as organizam robôs “bebês”. Depois de alguns dias, a prole evolui para se parecer e se mover exatamente como seus “pais”.

“As pessoas pensaram por muito tempo que descobrimos todas as maneiras pelas quais a vida pode se reproduzir ou replicar”, disse o coautor do estudo Douglas Blackiston, cientista sênior da Tufts. “Mas isso é algo que nunca foi observado antes”.

Capacidade de procriação não estava prevista na ideia inicial dos robôs vivos

Conforme o Olhar Digital explicou na época do anúncio do desenvolvimento do projeto Xenobots, em janeiro de 2020, esses robôs vivos são construídos a partir de células-tronco embrionárias de uma espécie de sapo africano e podem trabalhar grupos, caminhar e nadar em um organismo e sobreviver semanas sem comida.

Segundo os pesquisadores revelaram na ocasião, eles são “formas de vida completamente novas, nunca vistas na natureza”, com corpos projetados por um supercomputador. “Eles não são um robô tradicional nem uma espécie conhecida de animal. São uma nova classe de artefato: um organismo vivo e programável”, disse Joshua Bongard, um dos líderes da pesquisa na Universidade de Vermont, em um comunicado à imprensa.

Entre as habilidades dos xenobots destacadas pelos cientistas no artigo publicado no ano passado estava a capacidade de sobreviver em ambientes aquosos sem nutrientes adicionais por dias ou semanas – tornando-os adequados para a administração interna de medicamentos. Também foi dito que eles conseguiam se “consertar” quando danificados.

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“Mas, uma coisa que não podem fazer, por decisão dos cientistas, é se reproduzir”, dizia o estudo. Ao que tudo indica, eles mudaram de ideia. “Estamos colocando-os em um novo contexto e dando a eles a chance de reimaginar sua multicelularidade”, explicou Bongard.

De forma independente, um Xenobot pode produzir “filhos”, no entanto, o sistema normalmente “morre” logo depois. Para dar aos pais a chance de ver seus filhos crescerem, os pesquisadores recorreram à Inteligência Artificial (IA).

Método semelhante ao Pac-Man poderia gerar uma “dinastia de Xenobots”

A equipe usou um algoritmo evolutivo para testar bilhões de formas corporais potenciais em simulação, buscando pelas que fossem mais eficazes para o método de autorreplicação.

Ao detectar um mecanismo que lembrava o do videogame Pac-Man, os pesquisadores resolveram criar um Xenobot nesse formato e testaram suas habilidades de procriação. Eles descobriram que o pai projetado com IA poderia usar sua “boca” em forma de Pac-Man para comprimir as células-tronco em uma prole circular. Os filhos, então, construíram netos, que construíram bisnetos, que construíram trinetos e, assim, sucessivamente. Uma dinastia Xenobot estava se formando!

Isso poderia evocar visões aterrorizantes de enxames de robôs autorreplicantes, mas os pesquisadores prevêem resultados mais otimistas. Eles acreditam que seu sistema pode promover inúmeras tecnologias, desde máquinas vivas que limpam microplásticos até novos medicamentos.

Michael Levin, biólogo da Universidade Tufts e colíder da nova pesquisa, está particularmente animado com o potencial da medicina regenerativa. “Se soubéssemos como dizer a coleções de células o que queríamos que fizessem, isso seria medicina regenerativa – essa é a solução para lesões traumáticas, defeitos de nascença, câncer e envelhecimento”, disse Levin. “Parte desses diferentes problemas existem porque não sabemos como prever e controlar o que grupos de células vão construir. Os Xenobots são uma nova plataforma para nos ensinar”.

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