Los primeros robots vivos del mundo ya son una realidad. Científicos estadounidenses han logrado este hito de la robótica con los biobots o xenobots. Se tratan de diminutos robots creados con material orgánico que tienen vida propia y la capacidad de regenerarse de manera autónoma. Además, pueden ser programados en sus movimientos y funciones.
Esta fascinante creación fue hecha a partir de células madre de ranas africanas (Xenopus laevis). Tienen menos de un milímetro de ancho y una duración de una semana. ¿Qué pueden hacer? Caminar, nadar, ejecutar distintos movimientos, levantar cierta carga, trabajar en equipo y sobrevivir una semana sin comida.
Para fines prácticos, estas capacidades implican que estos biobots pueden realizar un sinfín de actividades para nuestro beneficio; por ejemplo, suministrar medicamentos, microcirugía, recoger microplásticos de los océanos, entre otras. ¿Quieres saber más sobre estos fascinantes robots? En Futuro Eléctrico te lo contamos.
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¿Qué es un biobot o xenobot?
Los biobots o xenobots reciben su nombre de la rana africana Xenopus laevis. De esta rana, los científicos de la Universidad de Tufts, Douglas Blackiston y Michael Levin, tomaron células madre que luego servirían como base para la creación de dichos robots.
«No son un robot tradicional ni una especie conocida de animales. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable», dijo la Universidad de Vermont, que realizó la investigación con la Universidad de Tufts.
Las células madre son células no especializadas. Es decir, pueden convertirse en distintos tipos de células. Para obtenerlas, los científicos rasparon las células madre de embriones de rana y las dejaron incubar. Posteriormente, fueron cortadas y remodeladas en una forma diseñada por una supercomputadora. El resultado es una «máquina biológica» nunca antes vista.
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Su tamaño es diminuto, aproximadamente medio milímetro. No tienen engranajes ni brazos robóticos. Por el contrario, parecen una pequeña gota de carne rosa que se mueve. También tienen la capacidad de moverse por su cuenta y se organizan de manera autónoma en enjambres. Sus creadores aseguran que estos organismos no han sido creados para ejercer una función específica, sino que han crecido «moldeados» por estímulos ópticos, quirúrgicos, químicos y genéticos.
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Lo que hace más llamativos a los biobots es que pueden hacer tareas en conjunto; por ejemplo, mover y transportar objetos juntos. Asimismo, son bastante resistentes y pueden reconstruirse ante una lesión. Estos biobots pueden lograr lo que los robots tradicionales no pueden.
Su periodo de vida es de una semana. Luego, sus células se destruyen, por lo que son 100 % biodegradables. Los creadores de estos robots consideran que así son más ecológicos y seguros para la salud humana.
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El origen de los xenobots: ¿quiénes los crearon?
Los biobots son resultado de una investigación entre biólogos de la Universidad de Tufts y de la Universidad de Vermont. La publicación en Science Robotics está a nombre de Douglas Blackiston, Universidad de Tufts; Emma Lederer, Universidad de Tufts; Sam Kriegman, Universidad de Vermont; Simon Garnier, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, Joshua Bongard, Universidad de Vermont; y Michael Levin, Universidad de Tufts.
Estos investigadores comenzaron usando un algoritmo evolutivo para crear posibles diseños para estas formas de vida. Usaron el supercomputador Deep Green de la Universidad de Vermont. A este se le asignó una tarea a partir de la cual ensambló cientos de células simuladas en innumerables formas. Así, se consiguieron miles de posibles diseños para estas formas de vida.
Los diseños fueron impulsados por reglas básicas de la biofísica sobre las posibles acciones de la piel de rana y las células cardíacas. De esta forma, los científicos se quedaron con los organismos más exitosos que comenzaron a refinar.
Empezaron a transferir los diseños a la vida. Recolectaron células madre de los embriones de ranas africanas Xenopus laevis. Luego, las separaron en células individuales y las dejaron incubar. Más tarde, con unas pinzas diminutas y un electrodo, se cortaron las células y se unieron de nuevo bajo un microscopio. Posteriormente, se copiaron los modelos conseguidos en el supercomputador. Una vez ensambladas, las células comenzaron a trabajar juntas.
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Algunas pruebas y resultados
Las células de la piel se unieron para formar una estructura. Por su parte, las células del músculo cardíaco permitieron al robot moverse por sí mismo de manera ordenada. En este proceso, los científicos pusieron a prueba sus capacidades. Lo lesionaban con pinzas quirúrgicas y 15 minutos después ya se habían regenerado. Luego, los pusieron en un entorno cubierto con partículas de óxido de hierro. En medio día, con sus idas y venidas como enjambre, los habían acumulado en pequeños montones.
Además, comprobaron que tienen algo de memoria. Los investigadores les incorporaron una proteína fluorescente, gracias a la cual desprendieron luz verde. Cuando los sometieron a luz azul, su fluorescencia pasó a ser roja de modo duradero. Es decir, los biobots pueden recordar un estímulo con el que entraron en contacto a lo largo de sus recorridos.
¿Por qué la rana Xenopus laevis?
Los científicos eligieron este tipo de rana específico por su versatilidad. Es un animal muy fácil para trabajar con él en el laboratorio. De hecho, ha sido usado por los científicos durante años para los experimentos de distintos tipos. Suele ser muy manejable, come bien y se adapta con facilidad. Asimismo, sus tejidos han sido muy estudiados, al igual que su desarrollo, lo que favorece tener investigaciones más certeras y exitosas.
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Características de los biobots
- Tamaño diminuto: Los biobots tienen un milímetro de anchura. Su eventual escalabilidad podría ser uno de los retos para los científicos.
- Son robots vivos: A diferencia de los demás robots, tienen moléculas y células vivas, en este caso de una rana.
- Son programables.
- Capacidad de regenerarse: Pueden curarse de manera autónoma sin disminuir su tiempo de vida.
- Trabajo conjunto: Una vez son ensambladas, las células de los xenobots comienzan a trabajar juntas para generar movimiento y forma.
- Autoorganización: Estos organismos se pueden reconfigurar y moverse de forma coherente y programada durante días.
- Diversos diseños: Pueden tener diferentes formas. Algunos fueron construidos con un agujero en medio para transportar un objeto.
- Biodegradables: Al estar fabricados con células de rana y material vivo, son completamente biodegradables. Se destruyen sin causar daños en el medioambiente.
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¿Para qué sirve un xenobot o biobot? ¿Cuáles podrían ser sus usos?
Gracias a sus características únicas, los biobots podrían usarse para una gran variedad de tareas. Por ejemplo, podrían limpiar desechos radioactivos; recolectar microplásticos en los océanos; transportar medicamentos dentro de los cuerpos; viajar por las arterias para raspar placa, etc.
Cabe destacar que los xenobots están en la capacidad de sobrevivir sin nutrientes adicionales en ambientes acuosos, por lo que son adecuados para misiones dentro del cuerpo. De esta forma, los investigadores creen que podría ayudarlos a aprender más sobre la biología celular.
Otros estiman que pueden ser útiles en la detección de tumores. Sin embargo, otros aseguran que sería un proceso similar al de una biopsia, pero más costoso. No obstante, no se descarta que puedan ayudar en la microcirugía.
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Palabras finales
Algunos llaman a los xenobots o biobots una «nueva forma de vida». En realidad, los biobots solo poseen una función: la interacción; no pueden nutrirse ni reproducirse. En ese caso, ¿son seres vivos? Se componen de células vivas, de cualquier forma…
Desde este punto de vista, lo cierto es que su creación no es solo una sorpresa, también es un punto de debate frente a nuestra definición de vida, la idea de cognición e, incluso, de los derechos que estos biobots podrían tener.
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