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Ils ont “construit” des robots à partir… de cellules vivantes

Crédits : Sam Kriegman, UVM

Des chercheurs ont créé de petits “robots vivants” à partir de cellules de grenouilles capables d’effectuer des tâches programmables.

Les machines intègrent de plus en plus nos vies avec pour objectif de prêter main-forte à l’espèce humaine. Néanmoins, même s’ils peuvent se montrer “intelligents” et efficaces, il y a une limite que ces robots ne peuvent pas franchir : ils ne “vivent” pas réellement. Du moins, jusqu’à présent.

La “ligne” séparant le vivant du non-vivant commence effectivement à s’estomper, en témoigne ce nouvel exploit signé de chercheurs de l’Université du Vermont et de l’Université Tufts. À partir de cellules vivantes extraites d’embryons de grenouilles, ils ont en effet développé une toute nouvelle “forme de vie”.

Un organisme vivant programmable

Ces petites créatures mesurent un millimètre de long et sont plus précisément constituées de cellules de peau et de cœur prélevées sur des embryons de grenouilles. L’idée consistait à les réassem­bler dans le but de créer de petits robots programmables. Pour ce faire, les chercheurs ont fait appel à des ordinateurs très puissants.

Ces travaux se basaient sur des algorithmes évolutifs guidés par des règles de base sur la biophysique de ce que ces cellules peuvent faire. Ils ont testé des milliers de conceptions candidates pour créer des formes de vie capables d’accomplir une tâche assignée par les scientifiques. Au fur et à mesure que les programmes se déroulaient, les organismes simulés les plus performants étaient conservés et affinés, tandis que les autres étaient oubliés.

Grâce à ces superordinateurs, les chercheurs ont finalement trouvé une combinaison capable de créer de petits organismes susceptibles d’évoluer dans un environnement contrôlé. Pour faire très simple, les cellules de la peau se réarrangent pour donner aux petites créatures leur forme. Les cellules cardiaques fournissent quant à elles la motricité.

Vous obtenez alors des “xenobots”, nommés ainsi d’après l’espèce de grenouille dont les cellules ont été originellement extraites (Xenopus laevis ). “Ce ne sont ni des robots tradi­tion­nels ni une nouvelle espèce animale“, explique Joshua Bongard, principal auteur de l’étude publiée dans PNAS. “C’est un nouveau type d’in­di­vidu : un orga­nisme vivant program­mable“.

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En vert les cellules de peau, et en rouge les cellules cardiaques. À gauche le modèle proposé par l’ordinateur et à droite la forme de vie elle-même conçue à partir de ce modèle. Crédits : Sam Kriegman

De nombreuses applications potentielles

Les tests ont montré que ces organismes pouvaient nager dans leur environnement pendant des jours, fonctionnant sur l’énergie embryonnaire stockée. En revanche, ils sont inca­pables de se repro­duire, de se multi­plier ou d’évo­luer par eux-mêmes. Ce n’est qu’une preuve de concept, mais à terme, les chercheurs imaginent toutes sortes de tâches que ces “xenobots” pourraient accomplir.

On pense notamment à la recherche de composés nocifs ou de contamination radioactive dans tel ou tel environnement ou la collecte de microplastiques dans les océans“, explique Joshua Bongard.

Il pourrait également être possible de transporter une charge utile à certains endroits. Pour ce faire, il faudra la positionner dans un petit trou creusé au centre de ces robots. On pense notamment à la livraison de médicaments dans le corps humain. “Ces robots pourraient aussi être déployés dans les artères pour éliminer la plaque“, propose Michael Levin, coauteur de l’étude.

L’avantage c’est qu’une fois leurs nutri­ments épui­sés, ces “xenobots” ne sont plus qu’un amas de cellules mortes. Une fois lâchés dans le corps humain, ils ne représenteraient donc aucun danger.

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