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Les robots sont faits pour imiter les créatures vivantes, et aussi intelligents qu’ils deviennent, nous pouvons toujours les regarder et comprendre qu’ils ne sont pas « vivants ». Mais cette ligne de démarcation commence maintenant à s’estomper. Des chercheurs de l’Université du Vermont et de l’Université Tufts ont créé de nouvelles créatures à partir de cellules de grenouilles, dont les comportements sont programmables.

De nouvelles créatures créées par un superordinateur

Ces nouveaux robots vivants sont constitués de cellules de peau et de cœur prélevées sur des embryons de grenouilles, assemblées en formes stables conçues par un superordinateur et mises en liberté dans une boîte de Pétri. Les cellules de la peau travaillent pour donner à ces créatures leur forme – qui ressemble à une tache avec quatre « pattes » – tandis que les cellules du coeur les mettent en mouvement.
« Ce sont de nouvelles machines vivantes », dit Joshua Bongard, cochercheur principal de ce projet. « Ce ne sont ni des robots traditionnels ni des espèces animales ordinaires. C’est une nouvelle classe d’artefact : un organisme vivant et programmable. »
Mesurant chacune 1 mm de long, l’équipe appelle leur création des « xénobots », du nom de l’espèce de grenouille Xenopus laevis dont les cellules ont été prélevées. Leurs tests ont montré que ces organismes nageaient dans leur environnement pendant des jours ou des semaines en utilisant l’énergie embryonnaire stockée. En groupe, ils avaient tendance à nager en rond et pouvaient même pousser des granules au centre de l’espace.
Cela peut ne pas sembler très impressionnant, mais l’équipe affirme que cette technique est une preuve de concept pour les machines vivantes et reprogrammables. Elles peuvent être conçues sur mesure pour accomplir toute une gamme de tâches, comme le nettoyage de l’environnement ou même du corps humain.

Plusieurs applications pour ces robots vivants

« Nous pouvons imaginer de nombreuses applications pour ces robots vivants que d’autres machines ne pourraient pas faire, comme la recherche de composés nocifs ou de contamination radioactive, la collecte de microplastiques dans les océans, le déplacement dans les artères pour éliminer la plaque », dit Michael Levin, cochercheur.
Avant même qu’ils ne deviennent une réalité, ces xénobots ont d’abord été conçus à l’aide du superordinateur Deep Green. Un « algorithme évolutif » a proposé des milliers de modèles pour ces robots vivants, puis a effectué des simulations pour déterminer quelles configurations étaient les meilleures pour accomplir une tâche donnée. Sur plusieurs générations, ces robots ont été affinées jusqu’à ce que l’ordinateur se fixe sur la forme actuelle des xénobots.
Ensuite, les chercheurs ont assemblé ces êtres vivants selon le plan de l’ordinateur. Ils ont recueilli des cellules souches de grenouille, les ont isolées et incubées, puis les ont coupées et assemblées. En tant qu’organismes vivants, ces cellules se sont rapiécées, créant ainsi les xénobots.
L’équipe a aussi testé d’autres versions. Certains des xénobots ont été fabriqués avec un trou en leur centre, pour réduire la traînée. Une simulation qui n’a pas été réalisée a utilisé ce trou comme une sorte de sac de transport, qui pourrait un jour transporter des molécules de médicaments.

Ils peuvent s’auto-guérir

Un autre avantage est que ces systèmes vivants peuvent s’auto-guérir. L’équipe a testé cela en coupant certains d’entre eux presque complètement en deux – et ils se sont rapiécés et ont repris leur journée. Et une fois qu’ils ont terminé leur travail, quel qu’il soit, les xénobots se transforment en cellules mortes inoffensives et entièrement biodégradables.
Ces xénobots représentent une nouvelle étape dans la création de la vie artificielle car ce projet marque la première fois que de toutes nouvelles machines biologiques ont été créées en utilisant des formes de vie qui n’apparaissent pas dans la nature.

Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : University of Vermont
Crédit photo : Capture d’écran (vidéo)