Xenobots são os primeiros “robôs vivos” recentemente desenvolvidos por investigadores da Universidade de Vermont e da Universidade Tufts, nos Estados Unidos. Estes robôs biodegradáveis, com menos de 1 mm de comprimento, foram construídos a partir de células estaminais do sapo Xenopus laevis e para além de se moverem e nadarem, são capazes de transportar pequenos objetos e apresentam capacidade de autorregeneração.
Os Xenobots foram desenvolvidos no âmbito do projeto “Computer-Designed Organisms” que visa recriar novas formas de vida funcionais, tendo sido criados milhares de designs in silico com recurso a um algoritmo evolutivo. Atribuindo uma tarefa, como a locomoção numa direção, o algoritmo testa os designs candidatos em ambiente virtual, simulando o comportamento das células da pele, responsáveis pela estabilidade da estrutura, e das células do músculo cardíaco, responsáveis pelo movimento. Neste algoritmo, as simulações com maior sucesso são mantidas e refinadas, enquanto que as que falham são eliminadas. Os designs finais mais promissores foram selecionados e recriados in vitro.
Células da pele, derivadas de células estaminais provenientes de embriões de Xenopus laevis, foram manualmente cortadas e moldadas de forma a criar uma aproximação biológica do design simulado. Posteriormente foi adicionado tecido contráctil, incorporando células precursoras cardíacas, também derivadas das células estaminais do sapo.
Os investigadores observaram que os designs produzidos se moviam coerente e cooperativamente. Uma das versões possuía um orifício que foi posteriormente adaptado para o transporte de pequenas partículas. Observaram também que ao danificarem os Xenobots, estes voltavam a adquirir a sua forma. As células possuem energia suficiente para sobreviver cerca de 7 dias. Depois disso, os robôs degradam-se naturalmente, como qualquer organismo vivo.
A possibilidade de desenhar os Xenobots de forma a terem características únicas significa que versões futuras dos robôs podem ser desenvolvidas para aplicações na biorremediação da poluição microplástica nos oceanos, para localizar e digerir materiais tóxicos, administrar medicamentos dentro do corpo humano, remover placas de gordura nas paredes das artérias, ou simplesmente para ajudar a ampliar a compreensão na área da biologia celular.
Os Xenobots são máquinas biológicas programáveis. As perspetivas futuras consistem em desenvolvê-los em grande escala e criar versões mais complexas, adicionando vasos sanguíneos, sistemas nervosos e células sensoriais, possibilitando, assim, a realização de tarefas mais elaboradas.
Apesar deste projeto ainda se encontrar numa fase inicial, algumas questões éticas começam a surgir, particularmente, tendo em conta que versões futuras podem vir a apresentar sistema nervoso. Por outro lado, existe uma crescente preocupação com as implicações das rápidas mudanças tecnológicas e manipulações biológicas complexas. No entanto, neste momento, estes organismos não são capazes de se reproduzir ou evoluir e apresentam durabilidade limitada.
Ana Jacinto
Queres saber mais?
- “A Scalable Pipeline for Creating Functional Novel Lifeforms (Xenobots)”. Computer-Designed Organisms, cdorgs.github.io/.
- Brown, Joshua E. “Team Builds the First Living Robots”. UVM Today, The University of Vermount, 13 Jan. 2020, www.uvm.edu/uvmnews/news/team-builds-first-living-robots.
- Kriegman, S., Blackiston, D., Levin, M., & Bongard, J. (2020). A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms. Proceedings of the National Academy of Sciences.
- Sample, Ian. “Scientists Use Stem Cells from Frogs to Build First Living Robots”. The Guardian, Guardian News and Media, 13 Jan. 2020, http://www.theguardian.com/science/2020/jan/13/scientists-use-stem-cells-from-frogs-to-build-first-living-robots
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