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Cientistas criam o primeiro robô construído com células vivas

POR Bruno Dias EM Ciência e Tecnologia 14/01/20 às 19h46

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Em várias visões do futuro, senão em todas elas, robôs estão envolvidos. Sejam eles a nossa imagem e semelhança ou apenas um conjunto de peças com uma funcionalidade grande. E no cenário imaginado, é que eles estão ali para nos servir e tornar nossas vidas mais fáceis.

Mas será que se esse cenário realmente acontecesse essas criaturas iriam nos servir? Hollywood já pintou vários cenários nos quais robôs estão ali cumprindo sua função designada de servir os humanos, e de repente, um ou outro, por uma falha no sistema, se rebelam e quando menos esperamos tomam conta do planeta.

Mas isso não para a vontade de pesquisadores de realmente criarem robôs, de todos os jeitos possíveis. Como no caso do uso das células-tronco, retiradas de sapos embrionários. Se elas seguissem o seu curso natural, virariam pele e tecido cardíaco para esses animais.

Mas ao invés disso, elas foram reunidas em uma coisa nova em configurações projetadas, por algoritmos e construídas por humanos. Os primeiros robôs foram construídos inteiramente, a partir de células humanas.

Robôs

Eles foram chamados de xenobots e são minúsculos blobs com um tamanho submilimétrico com entre 500 e mil células que conseguiram atravessar uma placa de Petri, se autoorganizar e até mesmo transportar cargas úteis mínimas. E esses xenobots são diferentes de qualquer organismo vivo ou órgão, que é encontrado ou que foi criado até o momento.

Essas máquinas vivas personalizadas podem ser projetadas para uma variedade de finalidades. Eles podem ser usados para a entrega direcionada de medicamentos até a remediação ambiental.

"Estas são novas máquinas vivas. Eles não são um robô tradicional nem uma espécie conhecida de animal. É uma nova classe de artefato: um organismo vivo e programável",  disse o cientista da computação e roboticista Joshua Bongard, da Universidade de Vermont.

Para fazer o design desses xenobts foi preciso o uso de um supercomputador e um algoritmo que conseguisse reunir algumas centenas de células de coração e pele de sapo em várias configurações. Como montando blocos de LEGO e vendo seus resultados.

Os cientistas atribuíram um resultado que queria, que era a locomoção. E o algoritmo foi criando projetos, para conseguir o resultado desejado. O algoritmo produziu milhares de configurações de células, com vários níveis de sucesso.

Estudo

As configurações que foram menos bem sucedidas foram descartadas. E as que mostraram melhores resultados foram mantidas e refinadas, até que chegassem na melhor forma, que eles conseguissem.

Depois disso, a equipe selecionou os projetos mais promissores, para então construir fisicamente as células colhidas de sapos africanos embrionados. Todo esse trabalho foi feito usando uma pinça microscópica e um eletrodo.

Quando essas configurações foram finalmente montadas, elas conseguiam se mexer de acordo com as simulações. As células da pele servem para manter tudo unido. E as contrações dos músculos das células cardíacas trabalham para impulsionar os xenobots.

Essas máquinas conseguiram ficar em um ambiente aquoso até uma semana sem que precisassem de nutrientes adicionais. Elas foram alimentadas por seus próprios estoques de energia que eram pré-carregados na forma de lipídios e proteínas.

Um dos design tinha um buraco no meio em uma tentativa de reduzir o arrasto. De acordo com a equipe, o buraco pode ser colocado em uma bolsa para transportar objetos. Conforme eles foram evoluindo o design, eles incorporaram a bolsa e transportaram um objeto, em uma simulação.

Usos

Os xenobts também são capazes de movimentar objetos no mundo real. Quando o ambiente em que eles estavam cheios de partículas, os xenobots trabalhavam espontaneamente juntos. Eles se moviam em um movimento circular, para empurrar as partículas para um lugar.

De acordo com os pesquisadores, esses esforços podem dar informações valiosas, sobre como as células se comunicam e trabalham juntas.

"Você olha para as células com as quais construímos nossos xenobots e, genomicamente, são sapos. É 100% DNA de sapo, mas não são sapos. Então, você pergunta, bem, o que mais essas células são capazes de construir?" disse o biólogo Michael Levin, da Universidade Tufts.

"Como mostramos, essas células de sapo podem ser persuadidas a criar formas vivas interessantes que são completamente diferentes, daquilo que seria sua anatomia padrão", continuou.

Futuro

A equipe os define como vivos, mas isso varia muito, com o que é a definição de vivo, para cada um. Os xenobots não conseguem evoluir por conta própria, não tem órgãos reprodutivos e não conseguem se multiplicar.

E quando eles ficam sem nutrientes eles viram um grupo de células mortas. Até agora, os xenobots estão em um estado relativamente inofensivo. Mas existe o potencial de estudos futuros conseguirem incorporar células do sistema nervosos ou então desenvolvê-las em armas biológicas. Conforme essa pesquisa vai crescendo, diretrizes de regulamentação e ética precisam ser escritas, aplicadas e registradas.

"Podemos imaginar muitas aplicações úteis desses robôs vivos, que outras máquinas não podem fazer, como pesquisar compostos desagradáveis ??ou contaminação radioativa, reunir microplásticos nos oceanos, viajar nas artérias para remover a placa", concluiu Levin.


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Bruno Dias
EQUIPE FATOS DESCONHECIDOS, BRASIL
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