Een xenobot.

Robotica

Wetenschappers creëren een nieuwe vorm van leven

Een xenobot. Beeld Kriegman et.al., PNAS

Xenobots, worden ze door hun makers genoemd. Ze zijn een nieuwe vorm van leven, ontworpen door een computer en gebouwd uit kikkercellen.

Het zijn kleine klompjes cellen, een zenuwstelsel hebben ze niet, maar ze kunnen zich voortbewegen, samenwerken, en zichzelf herstellen als ze beschadigd worden. Precies zoals hun ontwerpers hadden bedacht.

Die ontwerpers werden geleid door Joshua Bongard, die op de universiteit van Vermont in de VS werkt aan kunstmatige intelligentie en robotica. De uitvoerders zaten aan een andere Amerikaanse universiteit Tufts en werden geleid door Michael Levin. Beide wetenschappers hebben grote verwachtingen van dit nieuw gecreëerde leven.

Dit is robotica, maar niet de klassieke robotica, die machines tot in detail ontwerpt, en voor een specifieke taak, en ze bouwt met kunststoffen. Hier ‘ontstaan’ robots uit levend materiaal. 

Sinds de eerste dagen van de landbouw heeft de mens allerlei levende organismen in dienst, van schimmels in de grond tot gist in bier. En hij kan die inmiddels nauwkeurig genetisch programmeren. Maar dat levert nog geen ‘biobots’ op, omdat levende organismen een eigen wil hebben en zich niet compleet de wet laten voorschrijven. Tenzij, zeggen Bongard en Levin, je levende organismen helemaal zelf opbouwt. Op de computers van Bongard gebeurde dat met een ‘evolutionair’ algoritme, een computerprogramma dat werkt zoals de biologische evolutie doet. 

De computer ontwerpt, de mens bouwt

Maak een organisme dat zich kan voortbewegen, was de opdracht aan de computer. Je mag twee soorten cellen gebruiken, werd eraan toegevoegd: huidcel en spiercel. Het algoritme begint dan willekeurig huid- en spiercellen te combineren in vele duizenden verschillende klompjes. Het rekent voor iedere wezentje uit hoe die zich zal voortbewegen, selecteert de wezentjes die dat het best kunnen, varieert daarmee verder, selecteert de beste et cetera. Evolutie dus. 

Nieuw in dit onderzoeksproject is dat de beste ontwerpen die uit de computer kwamen rollen, daadwerkelijk werden gebouwd. Daarvoor werden embryonale cellen gebruikt van de klauwkikker. Die heet in het latijn Xenopus laevis, waaraan deze levende robots hun naam danken: xenobots. Het is een enorm prutswerk, maar het bleek mogelijk om passieve ‘huidcellen’ en actieve ‘spiercellen’ zo te rangschikken dat het resultaat overeenkwam met de computerontwerpen.

De xenobots waren in een waterige omgeving zoals voorspeld in staat tot coherente bewegingen. En dat was te danken aan hun ontwerp, want als de onderzoekers ze omdraaiden waren ze zo hulpeloos als een kever die je op zijn rug legt. Met de interne energievoorziening die embryonale cellen van nature hebben, hielden de nieuwe wezens het een paar dagen uit. Ze bleken tegen een stootje te kunnen en in staat te zijn om stofdeeltjes bij elkaar te vegen, ook in samenwerking.

Tal van mogelijkheden

Directe toepassingen zijn er niet, maar nu is aangetoond dat deze vorm van kunstmatig leven werkt, zien de onderzoekers tal van mogelijkheden. Xenobots zouden in het lichaam ingezet kunnen worden om heel precies medicijnen op de goede plek te bezorgen, of om dichtslibbende bloedvaten schoon te maken. Voor die medische toepassingen zou je ze dan liefst niet van kikkercellen maken maar van lichaamscellen van de patiënt zelf, om afstoting te voorkomen. In het milieu zouden xenobots, uitgerust met de juiste sensoren, vervuilende of juist waardevolle stoffen kunnen opsporen.

Dat ligt nog ver weg, benadrukken de onderzoekers. Het is eerst zaak om te begrijpen hoe deze nieuwe vormen van leven precies werken. Voor de wetenschap is het fascinerend om te zien dat je uit honderd procent kikkermateriaal levensvormen kunt maken die in niets op een kikker lijken en zich heel anders gedragen. Wat dat voor mogelijkheden biedt is nog niet te overzien. Maar xenobots hebben in ieder geval twee voordelen boven klassieke robots: hun leven is eindig, en hun stoffelijke resten zijn volledig biologisch afbreekbaar.

Lees ook:

Kunstmatige intelligentie: de nieuwe God die ons onderwerpt

Digitale technologie groeit ons boven het hoofd. Als altijd scheppen we nieuwe goden – die over ons gaan heersen. ‘In algoritmes schuilt de vloek van de toren van Babel.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden