Xenobots : des robots vivants qui se reproduisent par auto-réplication biologique

Xenobots : Des Robots Vivants Qui Se Reproduisent Par Auto Réplication

Une étude publiée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences décrit le processus d’auto-réplication biologique par lequel des machines connues sous le nom de « Xenobots » parviennent à se reproduire. Autrement dit, les soi-disant « robots vivants » sont capables de quelque chose d’essentiel pour la survie de toute espèce : la procréation.

Selon les chercheurs de l’Université du Vermont et de l’Université Tufts, aux États-Unis, responsables de l’article scientifique, les Xenobots regroupent des centaines de cellules individuelles et les organisent en « bébés » robots. Après quelques jours, la progéniture évolue pour ressembler et bouger exactement comme leurs « parents ».

« Les gens pensent depuis longtemps que nous avons découvert toutes les façons dont la vie peut se reproduire ou se répliquer », a déclaré le co-auteur de l’étude, Douglas Blackiston, scientifique principal chez Tufts. « Mais c’est quelque chose qui n’a jamais été observé auparavant. »

La capacité de procréation n’était pas prévue dans l’idée initiale de robots vivants

Selon le Aspect numérique expliqué au moment de l’annonce du développement du projet Xenobots en janvier 2020, ces robots vivants sont construits à partir de cellules souches embryonnaires d’une espèce de grenouille africaine et peuvent travailler en groupe, marcher et nager dans un organisme et survivre des semaines sans nourriture.

Comme les chercheurs l’ont révélé à l’époque, il s’agit de « formes de vie complètement nouvelles, jamais vues dans la nature », avec des corps conçus par un superordinateur. « Ce ne sont ni un robot traditionnel ni une espèce animale connue. Il s’agit d’une nouvelle classe d’artefacts : un organisme vivant et programmable », a déclaré Joshua Bongard, l’un des chefs de file de la recherche à l’Université du Vermont, dans un communiqué de presse.

Parmi les capacités des xénobots mises en évidence par les scientifiques dans un article publié l’année dernière, figurait la capacité de survivre dans des environnements aqueux sans nutriments supplémentaires pendant des jours ou des semaines, ce qui les rend adaptés à l’administration interne de médicaments. On disait aussi qu’ils étaient capables de se « réparer » eux-mêmes lorsqu’ils étaient endommagés.

« Mais une chose qu’ils ne peuvent pas faire, par décision des scientifiques, est de se reproduire », a déclaré l’étude. Apparemment, ils ont changé d’avis. « Nous les plaçons dans un nouveau contexte et leur donnons une chance de ré-imaginer leur multicellularité », a expliqué Bongard.

Indépendamment, un Xenobot peut produire des « enfants », cependant, le système « meurt » généralement peu de temps après. Pour donner la chance aux parents de voir grandir leurs enfants, les chercheurs se sont tournés vers l’Intelligence Artificielle (IA).

Une méthode de type Pac-Man pourrait engendrer une « dynastie Xenobot »

L’équipe a utilisé un algorithme évolutif pour tester des milliards de formes corporelles potentielles en simulation, à la recherche de celles qui seraient les plus efficaces pour la méthode d’auto-réplication.

Après avoir détecté un mécanisme qui ressemblait à celui du jeu vidéo Pac-Man, les chercheurs ont décidé de créer un Xenobot dans ce format et ont testé ses capacités de reproduction. Ils ont découvert que le parent conçu par l’IA pouvait utiliser sa « bouche » en forme de Pac-Man pour compresser les cellules souches en une progéniture circulaire. Les enfants ont ensuite construit des petits-enfants, qui ont construit des arrière-petits-enfants, qui ont construit des arrière-petits-enfants, et ainsi de suite. Une dynastie Xenobot se formait !

Cela pourrait évoquer des visions terrifiantes d’essaims de robots auto-répliquants, mais les chercheurs prédisent des résultats plus optimistes. Ils pensent que leur système peut promouvoir d’innombrables technologies, des machines vivantes qui nettoient les microplastiques aux nouveaux médicaments.

Michael Levin, biologiste de l’Université Tufts et co-responsable de la nouvelle recherche, est particulièrement enthousiasmé par le potentiel de la médecine régénérative. « Si nous savions comment dire aux collections de cellules ce que nous voulons qu’elles fassent, ce serait la médecine régénérative – c’est la solution aux blessures traumatiques, aux malformations congénitales, au cancer et au vieillissement », a déclaré Levin. « Une partie de ces différents problèmes existent parce que nous ne savons pas comment prédire et contrôler quels groupes de cellules vont se construire. Les Xenobots sont une nouvelle plate-forme pour nous apprendre.

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