スーパーコンピューターで設計された、カエルの細胞から作られた初の生きたロボット

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世界初の細胞でできた生きたロボットが誕生した。

これは仮説やSFではなく、トップクラスの学術誌に掲載された実際の科学研究です。

金属やプラスチックで作られているのではなく、カエルの表皮細胞と心臓細胞から組み換えられています。

これは、バーモント大学とタフツ大学のチームによる、トップジャーナルである米国科学アカデミー紀要（PNAS）に最近発表された驚くべき研究です。

論文の責任著者であるジョシュア・ボンガード氏は次のように述べた。

これらは従来のロボットでも、既知の動物種でもありません。それは生きた、プログラム可能な生物です。

共著者のマイケル・レビン氏も次のように述べている。

これは全く新しい生命体です。彼らは地球上に現れたことはありません。

これらのロボットはXenobotsと名付けられています。

研究者たちは、水性媒体中を移動する能力が、海洋のマイクロプラスチック汚染の除去や、生分解性の薬物送達ロボットとしての役割など、将来的に無限の可能性を示していると考えています。

しかし、それが公開されると、多くの人々がすぐにパニックに陥りました。

はい、SF映画「エイリアン」や「エイリアン」の雰囲気があります。ネットユーザーたちは「死ぬほど怖かった」と言った。

海外メディア「Wired」はこれを「不気味」という4つの単語で表現した。

生きているロボットとは一体何でしょうか?

ゼノボット：最初の生きたロボット

Xenobotと呼ばれるこの「エイリアンロボット」は、体長1mm未満で、アフリカツメガエルの心臓細胞（収縮細胞）と表皮細胞（受動細胞）の組み合わせです。

この組み合わせの基礎は、バーモント大学のスーパーコンピュータクラスターであるディープグリーンが設計したモデルです。

研究者らは、2万台のノートパソコンの計算能力を持つクラスター上で進化的アルゴリズムを実行した。

繰り返しの実験を通じて、パフォーマンスの悪いモデルは自然淘汰と同様の方法で排除されます。

コードはオープンソースです。記事の最後にあるアドレスをご覧ください。

どちらの細胞も研究者によってツメガエルの胚性幹細胞から分化されました。

研究者たちはまず、胚細胞を切り開いた。

細胞は2つに切り分けられ、別々に培養されました。

それからゆっくりと2つを再構築します。

最後に、スーパーコンピューターによってシミュレートされた設計に従って、ピンセットと電極を使用して、再形成された細胞を「彫刻」します。

再形成された細胞はさまざまな形をしており、くさび形のものもあれば、アーチ形のものもあります。

下の図では、上部の緑色の部分がパッシブ セルで、下部の赤と緑が交互になっている部分がアクティブ セルです。

△緑は表皮細胞、赤は心臓細胞

Xenobots は心臓細胞によって生成される収縮を利用して水性媒体内を移動することができます。

△8倍速に調整

直線的に移動できるだけでなく、円を描くように移動することもできます。

金属やプラスチックで作られたロボットとは異なり、Xenobot は完全に生分解性です。

さらに、自己修復能力も備えています。

論文の責任著者であるジョシュア・ボンガード氏は次のように述べた。

ロボットを半分に切断したところ、ロボットは元通りに戻るだけでなく、動き続けることもできました。

興味深いことに、ロボットをひっくり返すと、亀のようにひっくり返って動けなくなります。

コンピュータ＋生物学、国境を越えた協力

この研究は、バーモント大学コンピューターサイエンス学部の教授であるジョシュア・バンガ氏が率いるチームによって行われた。

この論文の第一著者はサム・クリグマン氏です。バーモント大学の博士課程の学生で、進化型ロボットの研究に取り組んでいます。

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△サム・クリークマン

責任著者のジョシュア・バンガ教授は、チューリッヒ大学で博士号を取得し、現在はバーモント大学のコンピューターサイエンス学部の教授であり、形態進化および認知研究所の所長を務めています。彼の研究は、進化ロボット工学、進化計算、物理シミュレーションに重点を置いています。

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△ジョシュ・ボンガード

ロボットの組み立て作業は主に、タフツ大学生物学部のマイケル・レビン教授のチームによって行われた。

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△マイケル・レビン

エイリアンの覚醒？

研究者たちは、ゼノボットの特性が将来的に無限の可能性を示していると考えています。これらは、海洋のマイクロプラスチック汚染を除去したり、有毒物質を見つけて消化したり、人間の血管に入り込んで薬剤を正確に送達したり、動脈壁のプラークを除去したりするために使用できます。

しかし、おそらく、このような「エイリアン」ロボットは、SF映画「エイリアン」を思い出させるでしょう。つまり、たった一つの細胞が世界を破壊できるのです。

一部のネットユーザーは衝撃を表明している。

論文の筆頭著者サム・クリーグマン氏は、この研究が新たな倫理的問題を提起していることを認めている。これらのロボットの将来の派生型には神経系や認知能力が備わっている可能性がある。

この研究が公開され、社会が議論し、政策立案者が最善の行動方針を決定できることが重要だと私は考えています。

論文のもう一人の著者でタフツ大学教授のマイケル・レビン氏も、この懸念は不合理ではないと指摘した。しかし、彼は彼らの研究が人々がそのようなシステムをよりよく理解するのに役立っていると信じている。

この研究はまさに人々が懸念していることに直接貢献するものです。

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ポータル

論文の宛先:
https://www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1910837117

Github プロジェクト:
https://github.com/skriegman/reconfigurable_organisms