Non sono robot tradizionali né una nuova specie animale, ma un nuovo tipo di organismo programmabile: sono gli ‘xenobot’, i primi robot viventi, che devono il loro nome alla rana africana Xenopus laevis, le cui cellule embrionali sono state utilizzate per costruirli. Riassemblate con un supercomputer per compiere funzioni diverse da quelle che svolgerebbero naturalmente, le cellule di rana hanno permesso di ottenere organismi che in futuro potrebbero viaggiare nel corpo umano per somministrare farmaci o ripulire le arterie, o ancora potrebbero essere rilasciati negli oceani come speciali spazzini per catturare le particelle di plastica.
Il risultato, pubblicato sulla rivista dell’Accademia americana delle scienze, Pnas, è il frutto della collaborazione tra gli informatici dell’Università del Vermont guidati da Sam Kriegman e Joshua Bongard e il gruppo di biologi delle università Tufts e Harvard, coordinati da Michael Levin e Douglas Blackiston.
E’ la prima volta che vengono progettate delle macchine completamente biologiche. “Possiamo definirle robot viventi oppure organismi multicellulari artificiali, perché svolgono funzioni diverse da quelle naturali”, ha osservato Antonio De Simone, dell’istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Come sono stati costruiti
Il primo passo è stato utilizzare un algoritmo che ha permesso di progettare al computer migliaia di possibili robot viventi, i più promettenti dei quali sono stati selezionati.
Il secondo passo è stato prelevare le cellule staminali dagli embrioni di rana e lasciarle in incubazione perché si moltiplicassero, specializzandosi e dando così origine a tessuti di tipo diverso, come quelli di pelle e muscolo cardiaco.
I tessuti così ottenuti sono stati quindi manipolati utilizzando minuscole pinze ed elettrodoti in modo da ottenere strutture completamente nuove rispetto a quelle programmate dalla natura e che, assemblate fra loro, hanno dimostrato di funzionare, di svolgere compiti determinati e di essere capaci di autoripararsi.
Forme e funzioni che non esistono in natura
In questo modo, ha rilevato ancora De Simone, “i ricercatori hanno riprogrammato delle cellule viventi, ‘grattate’ via da embrioni di rana, assemblandole in una forma di vita completamente nuova”. Sostanzialmente, ha aggiunto, si tratta di “aggregati di cellule che interagiscono tra loro, comportandosi collettivamente in un modo complesso e diverso da quello che avrebbero naturalmente. Si tratta di comportamenti elementari, come muoversi insieme in una direzione o in cerchio”.
Il robot vivente così ottenuto ha lo stesso Dna della rana, ma non è affatto una rana: è una forma vivente riconfigurata per fare qualcosa di nuovo. La vera novità di questo lavoro, secondo De Simone, “è stata soprattutto utilizzare un algoritmo per generare il comportamento e l’evoluzione delle cellule”.