Xenobots: علم الأحياء بالإضافة إلى الذكاء الاصطناعي قد يعنيان وصفة لحياة جديدة

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 25 نيسان

ملخص البصيرة

تستعد Xenobots، وهي أشكال حياة اصطناعية مصممة من أنسجة بيولوجية، لإحداث تحول في مجالات مختلفة، من الطب إلى تنظيف البيئة. يمكن لهذه الهياكل الصغيرة، التي تم إنشاؤها من خلال مزيج من خلايا عضلة القلب والجلد، أداء مهام مثل الحركة والسباحة والشفاء الذاتي، مع تطبيقات محتملة في الطب التجديدي وفهم الأنظمة البيولوجية المعقدة. وتشمل الآثار طويلة المدى للزينوبوتس إجراءات طبية أكثر دقة، وإزالة الملوثات بكفاءة، وفرص عمل جديدة، ومخاوف تتعلق بالخصوصية.

سياق Xenobot

سميت على اسم الضفدع الأفريقي المخالب أو Xenopus laevis ، xenobots هي أشكال حياة اصطناعية مصممة بواسطة أجهزة الكمبيوتر لتنفيذ أدوار محددة. تتكون Xenobots من الأنسجة البيولوجية وتُبنى عن طريق الجمع. غالبًا ما تظل كيفية تعريف xenobots - مثل الروبوتات أو الكائنات الحية أو أي شيء آخر تمامًا - نقطة خلاف بين الأكاديميين وأصحاب المصلحة في الصناعة.

تضمنت التجارب المبكرة إنشاء xenobots بعرض أقل من ملليمتر (0.039 بوصة) وهي مكونة من نوعين من الخلايا: خلايا الجلد وخلايا عضلة القلب. تم إنتاج خلايا الجلد وعضلة القلب من الخلايا الجذعية التي تم جمعها من أجنة الضفادع المبكرة في مرحلة الأريمة. تعمل خلايا الجلد كهيكل داعم ، بينما تعمل خلايا القلب بشكل مشابه للمحركات الصغيرة ، حيث تتمدد وتتقلص في الحجم لدفع xenobot إلى الأمام. تم إنشاء بنية جسم xenobot وتوزيع الجلد وخلايا القلب بشكل مستقل في محاكاة من خلال خوارزمية تطورية. 

يتم تصميم xenobots على المدى الطويل للتحرك والسباحة ودفع الكريات ونقل الحمولات والعمل في أسراب لتجميع المواد المنتشرة حول سطح طبقهم في أكوام مرتبة. يمكنهم البقاء على قيد الحياة لأسابيع دون تغذية والشفاء الذاتي بعد التمزقات. يمكن أن تنبت Xenobots بقعًا من الأهداب بدلاً من عضلة القلب واستخدامها كمجاديف مصغرة للسباحة. ومع ذلك ، فإن حركة xenobot التي يتم تشغيلها بواسطة الأهداب يتم التحكم فيها حاليًا أقل من حركة xenobot بواسطة عضلة القلب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة جزيء الحمض النووي الريبي إلى xenobots لنقل الذاكرة الجزيئية: عند تعرضها لنوع معين من الضوء ، سوف تتوهج بلون معين عند عرضها تحت مجهر مضان.

التأثير التخريبي

في بعض النواحي، يتم بناء xenobots مثل الروبوتات العادية، ولكن استخدام الخلايا والأنسجة في xenobots يوفر لها شكلًا مميزًا ويخلق سلوكيات يمكن التنبؤ بها بدلاً من الاعتماد على مكونات صناعية. في حين أن الروبوتات السابقة كانت تُدفع للأمام عن طريق تقلص خلايا عضلة القلب، فإن الأجيال الأحدث من الروبوتات تسبح بشكل أسرع ويتم دفعها بواسطة ميزات تشبه الشعر على سطحها. بالإضافة إلى ذلك، فإنهم يعيشون فترة أطول من أسلافهم بما يتراوح بين ثلاثة وسبعة أيام، والذين عاشوا لمدة سبعة أيام تقريبًا. يتمتع الجيل التالي من xenobots أيضًا ببعض القدرة على اكتشاف المناطق المحيطة بها والتفاعل معها.

قد توفر Xenobots وخلفائها نظرة ثاقبة لتطور الكائنات متعددة الخلايا من الكائنات الحية وحيدة الخلية البدائية وبدايات معالجة المعلومات وصنع القرار والإدراك في الأنواع البيولوجية. قد يتم إنشاء التكرارات المستقبلية لـ xenobots بالكامل من خلايا المرضى لإصلاح الأنسجة التالفة أو استهداف السرطانات على وجه التحديد. نظرًا لقابليتها للتحلل البيولوجي ، ستتمتع غرسات xenobot بميزة على خيارات التكنولوجيا الطبية القائمة على البلاستيك أو المعدن ، والتي يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الطب التجديدي. 

مزيد من تطوير "الروبوتات" البيولوجية قد تمكن البشر من فهم كل من الأنظمة الحية والروبوتية بشكل أفضل. نظرًا لأن الحياة معقدة ، فإن التلاعب بأشكال الحياة قد يساعدنا في كشف بعض ألغاز الحياة ، فضلاً عن تعزيز استخدامنا لأنظمة الذكاء الاصطناعي. بصرف النظر عن التطبيقات العملية الفورية ، قد تساعد xenobots الباحثين في سعيهم لفهم بيولوجيا الخلية ، مما يمهد الطريق لصحة الإنسان في المستقبل والتقدم في العمر.

الآثار المترتبة على زينوبوتس

قد تشمل الآثار الأوسع لـ xenobots ما يلي:

• دمج xenobots في الإجراءات الطبية، مما يؤدي إلى عمليات جراحية أكثر دقة وأقل تدخلاً، مما يحسن أوقات تعافي المريض.
• استخدام xenobots لتنظيف البيئة، مما يؤدي إلى إزالة الملوثات والسموم بشكل أكثر كفاءة، وتعزيز الصحة العامة للنظم البيئية.
• تطوير الأدوات التعليمية القائمة على xenobot، مما يؤدي إلى تعزيز خبرات التعلم في علم الأحياء والروبوتات، وتعزيز الاهتمام بمجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بين الطلاب.
• خلق فرص عمل جديدة في مجال البحث والتطوير في xenobot.
• سوء الاستخدام المحتمل لـ xenobots في المراقبة، مما يؤدي إلى مخاوف تتعلق بالخصوصية ويستلزم لوائح جديدة لحماية الحقوق الفردية.
• خطر تفاعل الروبوتات الغريبة بشكل غير متوقع مع الكائنات الطبيعية، مما يؤدي إلى عواقب بيئية غير متوقعة ويتطلب مراقبة ومراقبة دقيقة.
• التكلفة العالية لتطوير وتطبيق xenobot، تؤدي إلى تحديات اقتصادية للشركات الصغيرة واحتمال عدم المساواة في الوصول إلى هذه التكنولوجيا.
• الاعتبارات الأخلاقية المحيطة بإنشاء واستخدام الروبوتات، تؤدي إلى مناقشات مكثفة وتحديات قانونية محتملة قد تشكل السياسة المستقبلية.

أسئلة للنظر فيها

• هل تعتقد أن xenobots يمكن أن تؤدي إلى أمراض لم يكن بالإمكان علاجها من قبل أو تسمح لمن يعانون منها أن يعيشوا حياة أطول وأكثر إثمارًا؟
• ما هي التطبيقات المحتملة الأخرى التي يمكن تطبيق أبحاث xenobot عليها؟