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La straordinaria combinazione d’intelligenza artificiale (AI) e biologia ha prodotto i primi “robot viventi” al mondo. Il team di biologi e scienziati dell’Università del Vermont e della Tufts University ha pubblicato la loro ricetta scientifica per creare dalle cellule staminali una nuova forma di vita chiamata xenobot. Il termine “xeno” deriva dalle cellule di rana (Xenopus laevis) utilizzate per produrle. I risultati della nuova ricerca sono stati pubblicati negli Atti della National Academy of Sciences.

Joshua Bongard, informatico ed esperto di robotica all’Università del Vermont, ha detto:

«Queste sono nuove macchine viventi, non sono né un robot tradizionale né una specie conosciuta d’animali. È una nuova classe programmabile d’organismo vivente».

Gli xenobot sono lunghi meno di 1 mm e composti di 500-1000 cellule viventi. Hanno varie forme semplici, tra cui alcune con “gambe” tozze. Possono spingersi in direzioni lineari o circolari, unirsi per agire collettivamente e spostare piccoli oggetti. Usando la propria energia cellulare, possono vivere fino a 10 giorni.

Le “biomacchine riconfigurabili” potrebbero migliorare notevolmente la salute umana, animale e ambientale, ma sollevano preoccupazioni legali ed etiche.

Strana nuova “creatura”

Il team di ricerca per creare gli xenobot ha utilizzato un supercomputer per testare migliaia di progetti casuali di semplici esseri viventi che potrebbero svolgere determinati compiti. Il computer è stato programmato con un “algoritmo evolutivo” d’Intelligenza Artificiale (AI) per prevedere quali organismi avrebbero probabilmente mostrato compiti utili, come quello di spostarsi verso un bersaglio (vedi video delle cellule manipolate e assemblate per creare gli xenobot).

Gli scienziati dopo la selezione dei progetti più promettenti, hanno tentato di replicare i modelli virtuali con pelle di rana o cellule cardiache, uniti manualmente con strumenti di microchirurgia. Le cellule cardiache in questi assemblaggi su misura si contraggono e si rilassano, dando movimento agli organismi.

La creazione di xenobot è rivoluzionaria, nonostante siano descritti come “robot viventi programmabili”, in realtà sono completamente organici e fatti di tessuto vivente. Il termine “robot” è stato usato perché gli xenobot possono essere configurati in forme diverse, e “programmati” per colpire determinati oggetti, che poi inconsapevolmente cercano. Possono anche ripararsi da soli dopo essere stati danneggiati.

Possibili applicazioni

Gli xenobot potrebbero essere utilizzati per pulire i nostri oceani inquinati raccogliendo microplastiche, allo stesso modo, possono essere utilizzati per entrare in aree confinate o pericolose per eliminare tossine o materiali radioattivi.

Gli xenobot progettati con “sacchetti” accuratamente sagomati potrebbero essere in grado di trasportare farmaci nei corpi umani. Le versioni future potrebbero essere costruite dalle stesse cellule di un paziente per riparare i tumori del tessuto o bersaglio. Essendo biodegradabili, gli xenobot avrebbero un vantaggio sulle tecnologie di plastica o metallo. L’ulteriore sviluppo di “robot” biologici potrebbe accelerare la nostra comprensione dei sistemi viventi e robotici. La vita è incredibilmente complessa, quindi manipolare gli esseri viventi potrebbe rivelare alcuni dei misteri della vita e migliorare il nostro uso dell’IA.

Domande etiche e legali

Gli xenobot sollevano preoccupazioni etiche e legali: allo stesso modo in cui potrebbero aiutare a colpire i tumori, potrebbero anche essere usati per dirottare le funzioni della vita per scopi malevoli, alcuni sostengono che la creazione artificiale di esseri viventi è innaturale, arrogante, o implica a “giocare a fare Dio”.

La preoccupazione più probante è quella dell’uso intenzionale o malevolo, come abbiamo visto con le tecnologie in campi come la fisica nucleare, la chimica, la biologia e l’IA. Gli xenobot per esempio, potrebbero essere usati per scopi biologici ostili, proibiti dal diritto internazionale. I futuri xenobot più avanzati, specialmente quelli che vivono più a lungo e si riproducono, potrebbero potenzialmente “malfunzionare”, diventare pericolosi e competere con altre specie.

Gli xenobot per compiti complessi, potrebbero aver bisogno di sistemi sensoriali e nervosi, con conseguente possibile effetto sulla loro sensibilità: un organismo senziente programmato solleverebbe ulteriori questioni etiche. L’anno scorso, la rinascita di un cervello di maiale disincarnato ha suscitato preoccupazioni per le sofferenze di diverse specie.

Gestione dei rischi

I creatori dello xenobot hanno giustamente riconosciuto la necessità di una discussione sull’etica della loro creazione. Lo scandalo del 2018 sull’uso del CRISPR (che consente l’introduzione di geni in un organismo) può fornire una lezione istruttiva: mentre l’obiettivo dell’esperimento era quello di ridurre la vulnerabilità delle bambine gemelle all’HIV-AIDS, i rischi associati hanno causato sgomento etico. Lo scienziato in questione è in prigione.

Il CRISPR quando è diventato ampiamente disponibile, alcuni esperti hanno chiesto una moratoria sulla modifica del genoma ereditario, altri hanno sostenuto che i benefici erano superiori ai rischi. Ogni nuova tecnologia sebbene debba essere considerata imparziale e basata sui suoi meriti, dare vita agli xenobot solleva alcuni importanti interrogativi:

– gli xenobot dovrebbero essere uccisi con interruttori biologici nel caso in cui diventassero pericolosi?

– chi dovrebbe decidere chi può avere accesso e controllarli?

– che cosa succede se diventa possibile creare gli xenobot “fatti in casa”?

– dovrebbe esserci una moratoria fino all’istituzione di un quadro normativo? Quanta normativa è necessaria?

Le lezioni apprese in passato dai progressi compiuti in altre aree della scienza potrebbero contribuire a gestire i rischi futuri, sfruttando al tempo stesso i possibili benefici.

Lunga strada da percorrere davanti a noi

La creazione degli xenobot ha avuto vari precedenti biologici e robotici. L’ingegneria genetica ha creato topi geneticamente modificati che diventano fluorescenti alla luce UV. I microbi di progettazione per produrre farmaci e ingredienti alimentari, possono eventualmente sostituire l’agricoltura animale. Gli scienziati nel 2012 hanno creato da cellule di ratto una medusa artificiale chiamata “medusoide”.

È fiorente anche la robotica. I nanobot possono monitorare i livelli di zucchero nel sangue delle persone e possono eventualmente essere in grado di rimuovere le arterie ostruite. I robot possono incorporare materia vivente, come abbiamo visto quando ingegneri e biologi hanno creato un robot a raggi infrarossi alimentato da cellule attivate dalla luce.

Nei prossimi anni, sicuramente assisteremo alla nascita di altri elementi come gli xenobot che evocano sia meraviglia sia la dovuta preoccupazione, ma, quando arriverà quel momento è importante mantenere una mentalità aperta e critica.