Les robots vivants ou xénobots sont désormais possibles, ils sont constitués de cellules réelles et sont considérés comme une avancée scientifique énorme.
La plupart des matériaux utilisés pour la création de nouvelles technologies sont faits d’acier, de béton, de produits chimiques et de plastiques, qui se dégradent avec le temps et peuvent produire des effets secondaires nocifs pour la santé et l’écologie. Face à ce problème, les chercheurs se sont concentrés sur la génération de matériaux à base de matériel biologique, grâce à une branche de la science appelée bio-ingénierie.
Les premiers « robots vivants » sont nés
Dans un article récent publié dans la revue PNAS, le Dr Sam Kriegman et ses collaborateurs ont rapporté la création des premiers robots vivants, fabriqués à partir de cellules fonctionnelles d’un amphibien, la grenouille à griffes africaine dont le nom scientifique est Xenopus laevis.
Une méthode de création innovante
Les scientifiques ont utilisé une nouvelle méthode pour la fabrication de ces robots, ils ont commencé par une conception d’un nouveau mode de vie, en utilisant l’intelligence artificielle (IA) pour effectuer le modèle in silico, avec une fonction spécifique souhaitée. Ils ont ensuite transféré ces architectures avec un ensemble d’outils de construction basés sur des cellules, afin que les nouveaux « êtres vivants » puissent avoir les comportements escomptés.
Les chercheurs effectuent une analyse robuste des meilleures structures qui ont été conçues par le lA, à travers des simulations, les structures faibles ont été écartées et seules les plus compétentes sont sélectionnées.
Les conceptions qui ont réussi les tests de filtres de construction passent à l’étape suivante. En cela, ils sont construits à partir de tissus vivants, de manière concrète, des cellules souches pluripotentes sont d’abord collectées à partir d’embryons de Xenopus laevis (la grenouille africaine) au stade blastula, désintégrées et regroupées pour atteindre le nombre souhaité de cellules.
L’incubation suit, le tissu agrégé est moulé manuellement par soustraction à l’aide d’une combinaison de pinces microchirurgicales et d’une électrode de cautérisation à bout métallique de 13 μm, produisant une approximation biologique de la conception simulée.
En outre, le tissu contractile peut être stratifié dans le corps par la collecte et l’incorporation de Xenopus, à partir de cellules progénitrices cardiaques, un type de cellule dérivée d’embryons qui se développe naturellement en cardiomyocytes (muscle cardiaque) et produit des ondes contractiles à des endroits spécifiques dans la forme résultante.
Des résultats surprenants
Ce qui est obtenu après cette longue procédure, est une approximation 3D vivante de la conception évoluée (celle qui a été faite grâce à l’IA), qui possède la capacité de se déplacer par elle-même et d’explorer un environnement aqueux pendant une période de jours ou de semaines sans nutriments supplémentaires. Ces organismes se déploient ensuite dans leur environnement physique et le comportement qui en résulte, le cas échéant, est observé.
L’étape suivante consiste à évaluer les comportements qu’ils comparent à ceux prédits par leurs homologues simulés afin de déterminer si les comportements transférés du silico au vivo étaient d’une grande efficacité.
Qu’est-ce que la bio-ingénierie?
Comme nous l’avons mentionné au début, les scientifiques sont à la recherche de nouveaux matériaux pour construire la technologie, alors ils se tournent vers la bio-ingénierie. Il s’agit d’une discipline multidisciplinaire qui combine les principes de l’ingénierie, de la biologie et de la médecine pour concevoir et développer des solutions technologiques innovantes pour des applications dans le domaine de la santé, de l’agriculture, de l’environnement et d’autres secteurs liés à la vie.
La bioingénierie utilise les connaissances et les techniques de biologie, de chimie, de physique, de mathématiques et d’ingénierie pour résoudre des problèmes et relever des défis dans des domaines tels que:
- Ingénierie tissulaire et organique: La bio-ingénierie cherche à développer des méthodes de croissance et de régénération de tissus et d’organes humains, en laboratoire ou dans le corps humain, dans le but de remplacer les tissus endommagés ou malades.
- Biomatériaux : Se concentre sur le développement et l’utilisation de matériaux biocompatibles pour des applications médicales, telles que les implants, les prothèses, les dispositifs médicaux et les systèmes d’administration de médicaments.
- Bioinstrumentation : Comprend la conception et le développement d’instruments médicaux et de dispositifs pour le diagnostic, la surveillance et le traitement de maladies, tels que des équipements d’imagerie médicale, des biocapteurs et des systèmes de surveillance.
- Génie génétique et biotechnologie : Se concentre sur l’utilisation d’outils et de techniques de manipulation génétique pour modifier les organismes vivants afin de produire des médicaments, d’améliorer la production agricole, de développer des thérapies géniques et de faire progresser la recherche biomédicale.
- Bioinformatique et biologie computationnelle : Combine la biologie et l’informatique pour analyser de grands ensembles de données biologiques, modéliser des systèmes biologiques et améliorer la compréhension de processus biologiques complexes.
