Apa yang terjadi ketika Anda mengambil sel dari embrio katak dan menumbuhkannya menjadi organisme baru yang "berevolusi" dengan algoritma? Anda mendapatkan sesuatu yang oleh para peneliti disebut sebagai "mesin hidup" pertama di dunia.
Meskipun sel induk asli berasal dari katak - katak cakar Afrika, Xenopus laevis - Xenobot yang disebut ini tidak menyerupai amfibi yang dikenal. Gumpalan kecil berukuran hanya 0,04 inci (1 milimeter) lebar dan terbuat dari jaringan hidup yang dirakit oleh ahli biologi yang dirancang oleh model komputer, menurut sebuah studi baru.
Organisme seluler ini dapat bergerak secara independen dan kolektif, dapat menyembuhkan luka sendiri dan bertahan selama berminggu-minggu, dan berpotensi dapat digunakan untuk mengangkut obat-obatan di dalam tubuh pasien, para ilmuwan baru-baru ini melaporkan.
"Mereka bukan robot tradisional atau spesies hewan yang dikenal," kata rekan penulis studi Joshua Bongard, seorang ilmuwan komputer dan ahli robotika di University of Vermont, dalam sebuah pernyataan. "Ini kelas artefak baru: organisme hidup yang dapat diprogram."
Algoritma membentuk evolusi xenobots. Mereka tumbuh dari sel batang kulit dan jantung menjadi gumpalan jaringan beberapa ratus sel yang bergerak dalam pulsa yang dihasilkan oleh jaringan otot jantung, kata penulis studi utama Sam Kriegman, seorang kandidat doktor yang mempelajari robot evolusi di Departemen Ilmu Komputer Universitas Vermont, di Burlington .
"Tidak ada kontrol eksternal dari remote control atau bioelectricity. Ini adalah agen otonom - hampir seperti mainan angin," kata Kriegman kepada Live Science.
Ahli biologi memberi makan batasan komputer untuk xenobot otonom, seperti kekuatan otot maksimum jaringan mereka, dan bagaimana mereka dapat bergerak melalui lingkungan yang berair. Kemudian, algoritma menghasilkan generasi organisme kecil. Bot berkinerja terbaik akan "mereproduksi" di dalam algoritma. Dan seperti halnya evolusi bekerja di dunia alami, bentuk yang paling tidak berhasil akan dihapus oleh program komputer.
"Akhirnya, itu bisa memberi kita desain yang sebenarnya bisa ditransfer ke sel nyata. Itu adalah terobosan," kata Kriegman.
Penulis studi kemudian membawa desain ini ke kehidupan, mengumpulkan sel induk bersama untuk membentuk bentuk 3D mandiri yang dirancang oleh algoritma evolusi. Sel-sel kulit menyatukan xenobot, dan pemukulan jaringan jantung pada bagian-bagian tertentu dari "tubuh" mereka mendorong 'bot melalui air dalam cawan petri selama berhari-hari, dan bahkan berminggu-minggu secara berurutan, tanpa memerlukan nutrisi tambahan, menurut penelitian . Bot bahkan mampu memperbaiki kerusakan yang signifikan, kata Kriegman.
"Kami memotong robot yang hidup hampir menjadi setengahnya, dan sel-selnya secara otomatis menutup kembali tubuhnya," katanya.
"Kita dapat membayangkan banyak aplikasi berguna dari robot hidup yang tidak dapat dilakukan oleh mesin lain," kata rekan penulis studi Michael Levin, direktur Center for Regenerative and Developmental Biology di Tufts University di Massachusetts. Ini mungkin termasuk menargetkan tumpahan racun atau kontaminasi radioaktif, mengumpulkan mikroplastik laut atau bahkan menggali plak dari arteri manusia, kata Levin dalam sebuah pernyataan.
Kreasi yang mengaburkan batas antara robot dan organisme hidup adalah subjek populer dalam fiksi ilmiah; pikirkan mesin pembunuh di film "Terminator" atau replika dari dunia "Blade Runner." Prospek yang disebut robot hidup - dan menggunakan teknologi untuk membuat organisme hidup - dapat dimengerti menimbulkan kekhawatiran bagi sebagian orang, kata Levin.
"Ketakutan itu tidak masuk akal," kata Levin. "Ketika kita mulai dipusingkan dengan sistem kompleks yang tidak kita mengerti, kita akan mendapatkan konsekuensi yang tidak diinginkan."
Namun demikian, membangun di atas bentuk organik sederhana seperti xenobot juga dapat menghasilkan penemuan yang bermanfaat, tambahnya.
"Jika umat manusia akan bertahan hidup di masa depan, kita perlu lebih memahami bagaimana sifat kompleks, entah bagaimana, muncul dari aturan sederhana," kata Levin.
Temuan ini dipublikasikan secara online 13 Januari di jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.
