Xenobots: la biologia i la intel·ligència artificial podrien significar una recepta per a una nova vida

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Abril 25, 2022

Resum d'informació

Els xenobots, formes de vida artificials dissenyades a partir de teixits biològics, estan a punt per transformar diversos camps, des de la medicina fins a la neteja ambiental. Aquestes petites estructures, creades a través d'una combinació de cèl·lules de la pell i del múscul cardíac, poden realitzar tasques com moure's, nedar i autocurar-se, amb aplicacions potencials en medicina regenerativa i entendre sistemes biològics complexos. Les implicacions a llarg termini dels xenobots inclouen procediments mèdics més precisos, eliminació eficient de contaminants, noves oportunitats laborals i problemes de privadesa.

Context Xenobot

Anomenats després de la granota africana amb urpes o Xenopus laevis, els xenobots són formes de vida artificials dissenyades per ordinadors per executar funcions específiques. Els xenobots es componen i es construeixen combinant teixits biològics. La manera de definir els xenobots (com a robots, organismes o una altra cosa) sovint continua sent un punt de discussió entre els acadèmics i les parts interessades de la indústria.

Els primers experiments han implicat la creació de xenobots amb una amplada de menys d'un mil·límetre (0.039 polzades) i estan formats per dos tipus de cèl·lules: cèl·lules de la pell i cèl·lules del múscul cardíac. Les cèl·lules de la pell i del múscul cardíac es van produir a partir de cèl·lules mare recollides d'embrions de granota en fase blàstula primerenca. Les cèl·lules de la pell funcionaven com a estructura de suport, mentre que les cèl·lules cardíaques actuaven de manera semblant a petits motors, expandint-se i contraint-se en volum per impulsar el xenobot cap endavant. L'estructura del cos d'un xenobot i la distribució de les cèl·lules de la pell i del cor es van crear de manera autònoma en una simulació mitjançant un algorisme evolutiu. 

A llarg termini, els xenobots s'estan dissenyant per moure's, nedar, empènyer pellets, transportar càrregues útils i operar en eixams per recollir material dispers per la superfície del seu plat en munts ordenats. Poden sobreviure setmanes sense aliment i autocurar-se després de les laceracions. Els xenobots poden brotar pegats de cilis en lloc del múscul cardíac i utilitzar-los com a rems en miniatura per nedar. Tanmateix, el moviment dels xenobots impulsat per cilis està actualment menys controlat que la locomoció dels xenobots pel múscul cardíac. A més, es pot afegir una molècula d'àcid ribonucleic als xenobots per impartir memòria molecular: quan s'exposen a un tipus específic de llum, brillaran un color específic quan es vegin sota un microscopi de fluorescència.

Impacte disruptiu

D'alguna manera, els xenobots es construeixen com robots normals, però l'ús de cèl·lules i teixits en xenobots els proporciona una forma diferent i crea comportaments previsibles en lloc de dependre de components artificials. Mentre que els xenobots anteriors eren impulsats cap endavant per la contracció de les cèl·lules musculars del cor, les noves generacions de xenobots neden més ràpidament i són impulsats per característiques semblants al cabell a la seva superfície. A més, viuen entre tres i set dies més que els seus predecessors, que van viure aproximadament set dies. Els xenobots de nova generació també tenen certa capacitat per detectar i interactuar amb el seu entorn.

Els xenobots i els seus successors poden proporcionar informació sobre l'evolució de les criatures pluricel·lulars a partir d'organismes unicel·lulars primitius i els inicis del processament de la informació, la presa de decisions i la cognició en espècies biològiques. Les futures iteracions de xenobots es poden construir completament a partir de cèl·lules dels pacients per reparar el teixit danyat o dirigir-se específicament als càncers. A causa de la seva biodegradabilitat, els implants de xenobot tindrien un avantatge respecte a les opcions tecnològiques mèdiques de plàstic o metall, la qual cosa podria tenir un impacte significatiu en la medicina regenerativa. 

El desenvolupament posterior dels "robots" biològics pot permetre als humans comprendre millor els sistemes vius i robòtics. Com que la vida és complexa, la manipulació de formes de vida ens pot ajudar a esbrinar alguns dels misteris de la vida, així com a millorar el nostre ús dels sistemes d'IA. A part de les aplicacions pràctiques immediates, els xenobots poden ajudar els investigadors en la seva recerca per entendre la biologia cel·lular, obrint el camí per a futurs avenços en la salut humana i la vida útil.

Implicacions dels xenobots

Les implicacions més àmplies dels xenobots poden incloure:

• La integració de xenobots en els procediments mèdics, donant lloc a cirurgies més precises i menys invasives, millorant els temps de recuperació dels pacients.
• L'ús de xenobots per a la neteja ambiental, que condueix a una eliminació més eficient de contaminants i toxines, millorant la salut general dels ecosistemes.
• El desenvolupament d'eines educatives basades en xenobots, que permetin millorar les experiències d'aprenentatge en biologia i robòtica, fomentant l'interès en els camps STEM entre els estudiants.
• La creació de noves oportunitats laborals en recerca i desenvolupament de xenobots.
• El possible ús indegut dels xenobots en la vigilància, que genera problemes de privadesa i requereix noves regulacions per protegir els drets individuals.
• El risc que els xenobots interactuïn de manera impredictible amb els organismes naturals, la qual cosa comporta conseqüències ecològiques imprevistes i requereix un seguiment i un control acurats.
• L'elevat cost del desenvolupament i implementació de xenobots, que comporta reptes econòmics per a les empreses més petites i una possible desigualtat en l'accés a aquesta tecnologia.
• Les consideracions ètiques al voltant de la creació i l'ús de xenobots, que condueixen a intensos debats i potencials reptes legals que poden donar forma a la política futura.

Preguntes a tenir en compte

• Creus que els xenobots poden conduir a la curació de malalties abans no tractables o permetre que els que les pateixen visquin vides més llargues i fructíferes?
• A quines altres aplicacions potencials es pot aplicar la investigació sobre xenobots?