Llamados xenobots en honor a la rana africana con garras (Xenopus laevis) de la que tomaron sus células madre, estas máquinas vivientes miden menos de un milímetro de ancho, lo que las hace tan pequeñas como para viajar dentro del cuerpo humano.
Los xenobots fueron diseñados por una supercomputadora ubicada en la Universidad de Vermont. Utilizando un algoritmo evolutivo, los investigadores idearon miles de posibles diseños para su nueva forma de vida, siendo la capacidad de locomoción unidireccional un requisito físico fundamental. Para hacer esto, el algoritmo tomó cientos de células simuladas y las reconfiguró de varias maneras hasta que surgieron las soluciones más viables.
Los mejores candidatos fueron construidos y probados en la Universidad de Tufts. Allí, los científicos adquirieron sus componentes básicos biológicos mediante la extracción de células madre de embriones de la rana, cultivaron células especializadas y las ensamblaron meticulosamente para que coincidieran con la forma diseñada por la computadora.
Las células resistentes de la piel proporcionaron la estructura básica, y las células del músculo cardíaco, que se contraen y expanden espontáneamente, proporcionan los medios de locomoción.
En las pruebas, los xenobots pudieron moverse por su entorno acuático durante días, a veces incluso semanas, dependiendo de la cantidad de energía disponible en sus células, sin agregar nutrientes adicionales al medio ambiente.
Es importante destacar que los robots pudieron moverse en una sola dirección e incluso empujar los gránulos hacia una ubicación central. Un diseño permitió una bolsa, dentro de la cual los productos químicos, como los medicamentos, podrían almacenarse con el fin de entregarlos.
En una prueba para ver qué sucedería cuando un xenobot se cortara casi por la mitad, el bot se unió automáticamente y pudo volver a la normalidad. Este tipo de “comportamiento espontáneo no puede esperarse de máquinas construidas con materiales artificiales a menos que ese comportamiento se haya seleccionado explícitamente durante el proceso de diseño”, escribieron los autores en el documento.
Según Joshua Bongard, uno de los investigadores principales de la Universidad de Vermont, “Estas son máquinas vivientes novedosas. No son un robot tradicional ni una especie de animal conocida. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable “. Uno de los beneficios de este diseño es que son más amigables con el medio ambiente y más seguros para la salud humana.
Esto se debe a que, según los investigadores, los robots tradicionales tienden a degradarse con el tiempo y producirán efectos secundarios perjudiciales para la salud y el medio ambiente.
En este momento, hay varios usos potenciales para los xenobots, como limpiar desechos radiactivos, recolectar microplásticos en los océanos, administrar medicamentos dentro de nuestros cuerpos o incluso raspar nuestras arterias de placa.