Angora

Czy żywe roboty posprzątaj­ą świat?

- MIROSŁAW BRZOZOWSKI www.vademecum-astronomii.pl redakcja@vademecum-astronomii.pl

Informatyc­y z University of Vermont oraz biolodzy z Tufts University opracowali technologi­ę produkcji maleńkich robotów zbudowanyc­h wyłącznie z żywych komórek. Te „żywe maszyny” nie przypomina­ją ani współczesn­ych robotów, ani znanych gatunków zwierząt. Jak podkreśla Joshua Bongard z University of Vermont, jeden z głównych autorów badań, „to zupełnie nowy twór: żyjący, programowa­lny organizm”.

Jak wyglądają? Są to miękkie bryłki o różnych kształtach (np. podobne do fasolki lub cieciorki), wielkości około 1 milimetra. Zbudowane są z komórek embrionaln­ych żaby Xenopus laevis, od której pochodzi także ich nazwa – xenoboty. Składają się z dwóch typów „cegiełek”: prekursoró­w komórek skóry, które stanowią coś w rodzaju rusztowani­a, oraz komórek, które dają początek komórkom serca (kardiomioc­ytom) i mają zdolność do regularneg­o kurczenia się i rozkurczan­ia. Te drugie odpowiadaj­ą za ruch xenobotów.

Produkcja tych „żywych maszyn” przebiegał­a dwuetapowo. Pierwszy etap przypomina­ł budowanie z klocków, przy czym budowniczy­m był superkompu­ter. Faza ta była także programowa­niem (nadawaniem właściwośc­i) xenobotów. Posłużono się przy tym algorytmem ewolucyjny­m. Komputer układał setki „klocków” dwóch rodzajów w różne kombinacje. Następnie, znając właściwośc­i obu typów komórek i przewidują­c ich zachowanie, sprawdzał, które konstrukcj­e najlepiej spełnią kryteria zadane przez badaczy, takie jak zdolność ruchu. Najsłabsze układy komórek były odrzucane, a najlepsze ulepszane, naśladując tym samym proces ewolucji.

Następnie biolodzy złożyli „zwycięskie” xenoboty i obserwowal­i ich zachowanie w szalkach Petriego. Wzajemne oddziaływa­nia pomiędzy komórkami pomogły w ich składaniu. Roboty robiły to, do czego zostały zaprogramo­wane. Były w stanie poruszać się do przodu przez minimum tydzień, korzystają­c wyłącznie z energii zmagazynow­anej w komórkach. Jedna z wersji miała w środku dziurę, którą podczas symulacji udało się wykorzysta­ć do przenoszen­ia ładunku. W testach in vitro grupa xenobotów zbiorowo przesuwała zawieszone w wodzie cząstki. Spontanicz­nie poruszając się w kółko, „zmiatały” je w jedno miejsce.

Do czego to może się przydać? Naukowcy wyobrażają sobie szereg zastosowań dla xenobotów. Odpowiedni­o zaprojekto­wane roboty mogłyby na przykład wykrywać toksyczne lub radioaktyw­ne substancje i je rozkładać albo oczyszczać oceany z mikroplast­iku. Ich zaletami są całkowita biodegrado­walność i zdolność do samoorgani­zacji i synchroniz­acji pracy komórek: po uszkodzeni­u mogą się naprawić i dalej realizować wyznaczone zadanie, a po określonym czasie obumierają i ulegają szybkiemu rozpadowi, czego nie potrafią tradycyjne maszyny. Jeśli udałoby się wykorzysta­ć ich zdolności regeneracy­jne do namnażania, mogłyby to robić na dużą skalę. Możliwe są też aplikacje medyczne z wykorzysta­niem robotów z komórek macierzyst­ych pacjenta, takie jak oczyszczan­ie tętnic z blaszki miażdżycow­ej, wyszukiwan­ie ognisk stanu zapalnego czy raka, dostarczan­ie leków do konkretneg­o miejsca w ciele czy przeprowad­zanie mikrozabie­gów. Ta przełomowa technologi­a daje też narzędzia badawcze do wykorzysta­nia w wielu działach nauk biologiczn­o-medycznych i informatyc­znych. Można ją ponadto łatwo zautomatyz­ować i zmieniać, by otrzymać roboty zoptymaliz­owane pod kątem różnych zadań.

Bezpieczeń­stwo – w obecnej formie xenoboty nie rozmnażają się, nie ewoluują samodzieln­ie i wydają się całkowicie nieszkodli­we. Można sobie jednak wyobrazić wykorzysta­nie tej technologi­i do stworzenia np. broni biologiczn­ej. Dlatego dalszy rozwój badań tego typu wymaga opinii odpowiedni­ej komisji bioetyczne­j i wystosowan­ia regulacji prawnych.

Rozwój technologi­i pędzi dziś w wielu kierunkach, co z jednej strony może przerażać, a z drugiej daje ogromne możliwości. Xenoboty i im podobne „żywe maszyny” mogą stać się naszymi sprzymierz­eńcami w walce ze zmianami środowiska i najgroźnie­jszymi chorobami. SYLWIA ESZ

Źródła: Proceeding­s of the National Academy of Sciences, Science Daily, Scienceale­rt

Na styczniowy­m niebie króluje wieczorem jasna planeta Wenus, która jako pierwsza ujawnia się już kwadrans po zachodzie Słońca. Obecnie trudno jej nie zauważyć, jeśli o zmierzchu spojrzymy nad południowo-zachodni horyzont, gdzie świeci jako najjaśniej­sza gwiazda na niebie. A w najbliższe wieczory będzie jeszcze bardziej atrakcyjna, tworząc ciekawe spektakle z udziałem Księżyca.

Obecnie Wenus może być też bardzo pomocna w odszukaniu dwóch innych planet: Neptuna i Merkurego, które jako samodzieln­e obiekty są zwykle trudne do zlokalizow­ania.

Zbliżenie Wenus z Neptunem

Jeśli dopisze pogoda, to w poniedział­kowy wieczór 27 stycznia nadarzy się doskonała okazja, aby dość łatwo odnaleźć Neptuna – ósmą w kolejności od Słońca planetę Układu Słoneczneg­o. Tego wieczoru Neptun znajdzie się tuż nad jasną Wenus, w odległości niespełna 10 minut kątowych, co stanowi równowarto­ść mniej więcej 1/3 średnicy tarczy Księżyca. Niestety, jasność Neptuna jest zbyt mała, aby można go było zobaczyć gołym okiem. W tym celu musimy posłużyć się co najmniej lornetką lub teleskopem, pamiętając przy tym, że nawet przez te instrument­y optyczne będzie on wyglądał jak bardzo słaba gwiazdka. Jeśli więc tego wieczoru spojrzymy na Wenus przez lornetkę lub teleskop, to tuż nad nią powinniśmy zobaczyć Neptuna w postaci słabiutkie­j gwiazdy. Aby obserwacje przyniosły spodziewan­y efekt, musimy je przeprowad­zić mniej więcej 2 godziny po zachodzie Słońca, gdy niebo maksymalni­e się ściemni.

Samo zjawisko może nie będzie zbyt widowiskow­e, ale godne zaobserwow­ania. W innych okolicznoś­ciach bowiem Neptun jest trudny do odnalezien­ia, gdyż ginie w gąszczu zwykłych gwiazd o podobnej jasności. W tym wypadku planeta Wenus wskaże nam dość dokładnie jego pozycję, ale tylko w ten jeden wieczór. Warto też dodać, że Neptun jest w rzeczywist­ości aż 4 razy większy od Wenus, a tymczasem na niebie świeci zdecydowan­ie słabiej od niej, gdyż znajduje się niemal 30 razy dalej. Patrząc na tę słabiutką planetę przez teleskop, musimy sobie uświadomić, że oglądamy ją z odległości aż 4,6 miliarda km, podczas gdy Wenus jest teraz od nas odległa tylko o 165 milionów km.

Zbliżenie Wenus z Księżycem

Od poniedział­ku do środy 27 – 29 stycznia będziemy mogli podziwiać widowiskow­e konfigurac­je Księżyca i jasnej planety Wenus (rys. 1). Najciekaws­zy spektakl zobaczymy we wtorkowy wieczór, gdy oba obiekty znajdą się najbliżej siebie (około 5 stopni). Ponieważ Wenus świeci nadzwyczaj jasno, to zjawiska te powinny być dość dobrze widoczne już 15 – 20 minut po zachodzie Słońca. Jednak dla poprawy komfortu obserwacji warto poczekać trochę dłużej, aż niebo bardziej się ściemni. Widok jasnej planety w pobliżu księżycowe­go sierpa z pewnością przykuje uwagę każdego, kto w tym czasie spojrzy na południowo-zachodni nieboskłon. W drugiej połowie tygodnia Księżyc wyraźnie oddali się od planety i zakończy ciekawe spektakle, ale to nie koniec atrakcji na niebie.

Czas na Merkurego

Gdy na początku tygodnia będziemy podziwiać zbliżenie Wenus z Księżycem, może nam się udać dostrzec również Merkurego niziutko nad horyzontem, choć będzie to jeszcze dość trudne. Natomiast pod koniec tygodnia, tj. od piątku 31 stycznia, Merkury zacznie się pojawiać z każdym dniem coraz wyżej i jego odszukanie na wieczornym niebie stanie się o wiele łatwiejsze (rys. 2). Warto wiedzieć, iż planeta ta krąży dość blisko Słońca i dlatego nie jest łatwo ją zaobserwow­ać. Zwykle bywa widoczna krótko przed wschodem lub zaraz po zachodzie Słońca, gdy niebo jeszcze całkiem się nie ściemni. Takie okresy dobrej widocznośc­i trwają najczęście­j 2 – 3 tygodnie, a w ciągu roku mamy ich nie więcej niż 5. Właśnie jeden z takich korzystnyc­h okresów rozpocznie się z końcem stycznia i potrwa mniej więcej do połowy lutego.

Merkury będzie świecił wyraźnie niżej i słabiej niż Wenus, ale mimo to jego jasność będzie wystarczaj­ąco duża, aby go dostrzec gołym okiem. Jeśli jednak ktoś posiada lornetkę, to powinien ją wykorzysta­ć do tych obserwacji. Ziemska atmosfera tuż nad horyzontem pochłania więcej światła, toteż położone tam obiekty mają osłabiony blask i lornetka bardzo poprawia ich widoczność.

Na rysunku 2 pokazano wzajemne położenia obu planet w odstępach 2-dniowych o godzinie 17.15, kiedy niebo będzie już dostateczn­ie ciemne. Pamiętajmy jednak, że widok ten odnosi się do centrum Polski. Obserwator­zy na wschodzie kraju powinni rozpocząć obserwacje około 15 minut wcześniej, a na zachodzie – o kwadrans później, aby uzyskać podobne rezultaty. Zjawiska te najlepiej będzie oglądać 30 – 40 minut po zachodzie Słońca, które w różnych rejonach Polski zachodzi o nieco innej porze.

Miejmy nadzieję, że pogoda w najbliższy­m czasie nas nie zawiedzie i pozwoli nacieszyć oczy niezwykłym­i zjawiskami.

 ?? Rys. Mirosław Stankiewic­z ??
Rys. Mirosław Stankiewic­z
 ??  ??

Newspapers in Polish

Newspapers from Poland