Μηχανικός έφτιαξε ρομπότ που ελέγχεται από τα ζωντανά κύτταρα

Πηγή: The Guardian, 15 Φεβρουαρίου 2006

Μήπως ανησυχείτε ότι κάποια ημέρα τα ρομπότ - cyborgs - που πρωταγωνιστούν στις ταινίες επιστημονικής φαντασίας θα γίνουν πραγματικότητα; Ίσως με την πιο πρόσφατη έρευνα που πραγματοποίησε ο Klauspeter Zauner του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον ο φόβος σας να μην είναι και τόσο αβάσιμος. Ένας μηχανικός έχει εφεύρει ένα ρομπότ που ελέγχεται από τα ζωντανά κύτταρα.

Τα κύτταρα που χρησιμοποίησε ο Zauner είναι έμβιες μονάδες ενός είδους σαλιγκαριού με γλοιώδες υγρό, που χαρακτηρίζεται για τη φωτοφοβία του. Ειδικότερα ο δρ Zάουνερ πήρε ένα δείγμα αυτού του οργανισμού με σχήμα αστεριού και το συνέδεσε σε ένα ρομπότ με έξι βραχίονες, έτσι ώστε η κορυφή κάθε πλευράς του άστρου να συνδέεται με έναν από τους βραχίονες του ρομπότ και να ελέγχει τις κινήσεις του.

Όταν έπεσε δυνατό λευκό φως πάνω στο κυτταρικό δείγμα το έκανε να δονηθεί και να μεταβάλει το πάχος του. Αυτές οι δονήσεις στη συνέχεια διοχετεύθηκαν σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, ο οποίος με τη σειρά του έστειλε τα απαραίτητα μηνύματα ώστε να κινηθεί ο συνδεδεμένος βραχίονας. Κατά συνέπεια, η ρίψη μιας ολόκληρης δέσμης ακτίνων σε διαφορετικά τμήματα της κατασκευής προκαλεί την ταυτόχρονη κίνηση διαφορετικών βραχιόνων. Αν οι εναλλαγές του φωτός γίνουν με συγκεκριμένο τρόπο, είναι δυνατό να επιτευχθεί η ολοκληρωμένη κίνηση του ρομπότ.

Η συσκευή αυτή αποτελεί προϊόν της συνεργασίας του Βρετανού επιστήμονα με συναδέλφους του από το Πανεπιστήμιο Kobe στην Ιαπωνία, που οι ερευνητές εκεί προσπαθούσαν να βρουν τρόπο χρήσης ζωντανών κυττάρων σε ρομποτικούς μηχανισμούς. Ο Zauner προσπάθησε δε να χρησιμοποιήσει μεμονωμένα κύτταρα - και όχι εντολές διαμέσου ηλεκτρονικού υπολογιστή - για να ελέγξει τις λειτουργίες και τις κινήσεις των ρομπότ.

"Μακροπρόθεσμα η τεχνολογία που αναζητούμε θα περιλαμβάνει ένα συνδυασμό ζωντανών κυττάρων και μορίων. Τα μόρια χρειάζεται να ενταχθούν μέσα σε κάποια υποδομή για να μπορέσουν να λειτουργήσουν. Οι κυτταρικές μονάδες είναι δυνατόν να παράσχουν αυτήν ακριβώς την υποδομή, αλλά κάνουν πιο πολύπλοκη την κατασκευή του ρομπότ", εξηγεί ο Zauner.

Τα βιολογικά κύτταρα έχουν ενσωματωθεί στα ηλεκτρονικά κυκλώματα πριν από αλλά μόνο για τη χρήση στους αισθητήρες. ¶Η εργασία του Δρ Zauner's είναι την πρώτη φορά ότι τα κύτταρα έχουν χρησιμοποιηθεί για να ελέγξουν τη μετακίνηση στα ρομπότ. ¶"Τι είναι πολύ ελκυστικός σε μας είναι το γεγονός ότι τα κύτταρα μπορούν μόνος-επισκευή και να μόνος-αναδομήσουν, όλα τα πράγματα που δεν μπορείτε να επιτύχετε με τη συμβατική τεχνολογία," αυτός είπε.

Στο παρελθόν ζωντανά κύτταρα είχαν ενσωματωθεί στα ηλεκτρονικά κυκλώματα, αλλά μόνο ως αισθητήρες. Ο βρετανός επιστήμονας κατάφερε για πρώτη φορά να χρησιμοποιήσει ζωντανά κύτταρα για να ελέγξει την κίνηση των ρομπότ.

"Αυτό που θεωρώ εξαιρετικά ελκυστικό είναι το γεγονός ότι τα κύτταρα μπορούν να αποκαταστήσουν από μόνα τους τις βλάβες που υφίστανται και να αναδομηθούν. Κάτι τέτοιο είναι αδιανόητο για οποιοδήποτε - ακόμα και το τελειότερο - τεχνολογικό μέσο", συνεχίζει ο Zauner.

Η χρήση βιολογικών οργανισμών παρέχει σχετική αυτονομία στις κινήσεις των ρομπότ. "Σε ένα συμβατικό ηλεκτρονικό υπολογιστή εφαρμόζουμε κάποιο πρόγραμμα και αν το κομπιούτερ δεν κάνει ακριβώς ό,τι θέλουμε, τότε απλώς έχει κάνει λάθος".

Μια καλή αναλογία για τη βιολογική προσέγγιση του προβλήματος είναι σαν να έχουμε μπροστά μας μια ομάδα ανθρώπων που εργάζονται μαζί. Για να είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική αυτή η ομάδα πρέπει ο καθένας να εξακολουθήσει να κάνει ό,τι μπορεί καλύτερα και όλοι μαζί να εργαστούν για την επίτευξη ενός κοινού στόχου", τονίζει ο δρ Zauner.

"Εάν εφαρμόσετε σε αυτούς πολύ άκαμπτους κανόνες δεν καταφέρνουν να λειτουργήσουν όπως πρέπει, είναι αναποτελεσματικοί. Το ίδιο πρόβλημα αντιμετωπίσαμε κι εμείς, αλλά σε μοριακό βέβαια, επίπεδο".

"Η αυτονομία είναι χρήσιμο χαρακτηριστικό. Είναι πολύ ευκολότερο να παγιδεύσεις ένα ρομπότ που κινείται με βάση τους κανόνες του προγραμματισμού των κομπιούτερ απ’ ό,τι ένα ζωντανό οργανισμό. Τα ρομπότ δεν αντιδρούν καλά σε αντικρουόμενες καταστάσεις. Αν, προσπαθήσετε να βάλετε ένα έντομο σε ένα κουτί θα δείτε ότι μπορεί με επιδεξιότητα να ξεπεράσει τα εμπόδια και να καταφέρει να βγει έξω", λέει ο ίδιος.

Αν δώσουμε στα ρομπότ ένα παράθυρο προς τις βιολογικές λειτουργίες, τους δίνουμε να χειριστούν απρόβλεπτα σύνθετα περιβάλλοντα.

Σύμφωνα με τον Δρ Zauner, η χρήση αυτών των βιολογικών κυττάρων είναι ακόμα στα περιθώρια της ρομποτικής έρευνας: "Έχουμε κάνει το πρώτο - πρώτο βήμα σε μια ενδιαφέρουσα νέα κατεύθυνση."