Para ilmuwan telah menciptakan robot hidup kecil yang dilengkapi sistem saraf fungsional, menandai langkah besar dibandingkan mesin biohibrid sebelumnya yang bergerak tanpa kontrol internal.
Konstruksi biologis baru, yang disebut neurobots, dibangun sepenuhnya dari sel embrio katak tetapi mencakup neuron yang mengatur diri menjadi jaringan saraf aktif yang memengaruhi gerakan dan perilaku.
Berbeda dengan robot tradisional yang terbuat dari logam dan silikon, atau bahkan robot hidup awal yang hanya bergerak menggunakan silia, neurobot mengintegrasikan neuron yang terhubung dengan jenis sel lain di dalam tubuh mereka.
Integrasi ini mengubah bentuk dan pola gerak mereka serta memungkinkan mereka menunjukkan perilaku yang lebih kompleks dan beragam dibandingkan saudara-saudara mereka yang tidak memiliki sistem saraf.
Penelitian ini dipimpin oleh ilmuwan-ilmuwan di Wyss Institute untuk Teknik yang Terinspirasi Biologi di Universitas Harvard dan rekan-rekannya, membangun pada rangkaian pekerjaan yang dimulai dengan apa yang disebut xenobots — kumpulan sederhana sel kulit katak yang bergerak melalui lingkungan cair.
Sementara xenobots menunjukkan gerakan otonom dan respons sederhana terhadap petunjuk, mereka tidak memiliki sistem internal terpusat untuk mengkoordinasikan aktivitas.
Untuk memberikan sistem saraf kepada robot hidup, tim mengembangkan teknik yang memasukkan sel-sel pra-neuron ke dalam biobot yang sedang berkembang pada tahap awal perkembangan.
Seiring berjalannya waktu, sel-sel ini berkembang menjadi neuron yang tidak hanya membentuk koneksi satu sama lain tetapi juga menyebar menuju sel-sel pada permukaan robot yang menggerakkan gerakan, seperti sel bersilia banyak.
Tingkat kontrol yang baru
Sekali neuron terintegrasi, neurobot mulai berbeda dari nenek moyangnya yang lebih sederhana.
Jaringan saraf yang ditambahkan mengubah bentuk mereka, membuatnya lebih memanjang, dan mengubah perilaku mereka, menyebabkan aktivitas yang lebih besar dan pola gerakan yang lebih rumit.
Menurut para peneliti, ini menunjukkan bahwaaktivitas sarafbukan hanya hadir tetapi memiliki dampak nyata pada cara mesin hidup berperilaku.
“Yang penting, integrasi sistem saraf mengubah bentuk (morfologi) dan fungsi neurobot,” kata penulis utama Haleh Fotowat, Ph.D., yang membantu mengembangkan metode tersebut.
Relatif terhadap biobot, neurobot lebih memanjang, menunjukkan pola ekspresi sel bersilia ganda yang berbeda, menampilkan aktivitas yang meningkat dan perilaku spontan yang lebih kompleks, serta mengalami perubahan signifikan dalam ekspresi gen secara keseluruhan.
Tim juga melakukan eksperimen yang dirancang untuk menguji bagaimana aktivitas saraf mungkin memengaruhi gerakan. Dalam satu eksperimen, mereka memberikan obat yang mengubah komunikasi saraf kepada kedua neurobot dan biobot kontrol.
Respons-respons tersebut berbeda dalam cara yang mendukung gagasan bahwa sistem saraf pada neurobot secara aktif membentuk perilaku, meskipun masih banyak yang perlu dipahami mengenai mekanisme yang terlibat.
Di luar gerakan langsung, para peneliti menemukan perubahan ekspresi gen yang tidak terduga pada neurobot, termasuk gen yang terkait dengansistem visualpengembangan pada katak.
Temuan ini menunjukkan kemungkinan bahwa kemampuan indera lain mungkin muncul di masa depan, meskipun hal itu masih spekulatif pada tahap ini.
“Biobots, dan sekarang neurobots, adalah jenis kemajuan yang melampaui pemikiran ilmiah dan semua paradigma yang sudah ada sebelumnya,” kata Donald Ingber, direktur pendiri Wyss Institute.
Mereka membuka batas baru dalam penelitian biomedis dengan potensi untuk memperoleh wawasan tentang biologi dasar dan mengembangkan solusi untuk masalah-masalah medis yang bahkan belum bisa dibayangkan saat ini.
Studi ini diterbitkan dalam jurnal Ilmu Pengetahuan Lanjutan.
