Xenobots: Biologi plus kunstig intelligens kan betyde en opskrift på nyt liv

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• April 25, 2022

Oversigt over indsigt

Xenobots, kunstige livsformer designet af biologiske væv, er klar til at transformere forskellige områder, fra medicin til miljøoprydning. Disse små strukturer, skabt gennem en kombination af hud- og hjertemuskelceller, kan udføre opgaver som bevægelse, svømning og selvhelbredelse med potentielle anvendelser inden for regenerativ medicin og forståelse af komplekse biologiske systemer. De langsigtede implikationer af xenobots omfatter mere præcise medicinske procedurer, effektiv fjernelse af forurenende stoffer, nye jobmuligheder og privatlivsproblemer.

Xenobot kontekst

Opkaldt efter den afrikanske kløede frø eller Xenopus laevis, xenobots er kunstige livsformer designet af computere til at udføre specifikke roller. Xenobots er sammensat af og konstrueret ved at kombinere biologiske væv. Hvordan man definerer xenobots - som robotter, organismer eller noget helt andet - forbliver ofte et stridspunkt blandt akademikere og industriens interessenter.

Tidlige eksperimenter har involveret at skabe xenobots med en bredde på mindre end en millimeter (0.039 tommer) og er lavet af to typer celler: hudceller og hjertemuskelceller. Hud- og hjertemuskelcellerne blev produceret af stamceller indsamlet fra tidlige, blastula-stadie frøembryoner. Hudcellerne fungerede som en støttestruktur, mens hjertecellerne virkede på samme måde som bittesmå motorer, udvidede og trække sig sammen i volumen for at drive xenobot fremad. Strukturen af ​​en xenobots krop og fordelingen af ​​hud- og hjerteceller blev skabt autonomt i en simulering gennem en evolutionær algoritme. 

På lang sigt bliver xenobots designet til at bevæge sig, svømme, skubbe pellets, transportere nyttelast og operere i sværme for at samle materiale spredt rundt på overfladen af ​​deres fad til ryddelige dynger. De kan overleve i uger uden næring og selvhelbredende efter flænger. Xenobots kan spire pletter af cilia i stedet for hjertemusklen og bruge dem som miniårer til svømning. Imidlertid er xenobot-bevægelse drevet af cilia i øjeblikket mindre styret end xenobot-bevægelse af hjertemuskulaturen. Derudover kan et ribonukleinsyremolekyle tilføjes til xenobots for at bibringe molekylær hukommelse: når de udsættes for en bestemt type lys, vil de lyse en bestemt farve, når de ses under et fluorescensmikroskop.

Forstyrrende påvirkning

På visse måder er xenobots bygget som almindelige robotter, men brugen af ​​celler og væv i xenobots giver dem en særskilt form og skaber forudsigelig adfærd i stedet for at stole på kunstige komponenter. Mens tidligere xenobots blev drevet frem af sammentrækningen af ​​hjertemuskelceller, svømmer nyere generationer af xenobots hurtigere og drives frem af hårlignende træk på deres overflade. Derudover lever de mellem tre og syv dage længere end deres forgængere, som levede i cirka syv dage. Næste generation af xenobots har også en vis kapacitet til at opdage og interagere med deres omgivelser.

Xenobots og deres efterfølgere kan give indsigt i udviklingen af ​​flercellede væsner fra primitive encellede organismer og begyndelsen af ​​informationsbehandling, beslutningstagning og erkendelse i biologiske arter. Fremtidige iterationer af xenobots kan konstrueres udelukkende fra patienters celler for at reparere beskadiget væv eller specifikt målrette mod cancer. På grund af deres biologiske nedbrydelighed vil xenobot-implantater have en fordel i forhold til plastik- eller metalbaserede medicinske teknologimuligheder, hvilket kan have en betydelig indvirkning på regenerativ medicin. 

Yderligere udvikling af biologiske "robotter" kan gøre det muligt for mennesker at forstå både levende og robotsystemer bedre. Da livet er komplekst, kan manipulation af livsformer hjælpe os med at opklare nogle af livets mysterier, samt forbedre vores brug af AI-systemer. Bortset fra de umiddelbare praktiske anvendelser, kan xenobots hjælpe forskere i deres søgen efter at forstå cellebiologi og bane vejen for fremtidige menneskers sundhed og fremskridt i levetiden.

Implikationer af xenobots

Bredere implikationer af xenobots kan omfatte:

• Integrationen af ​​xenobots i medicinske procedurer, hvilket fører til mere præcise og mindre invasive operationer, hvilket forbedrer patientens restitutionstid.
• Brugen af ​​xenobots til miljøoprydning, hvilket fører til mere effektiv fjernelse af forurenende stoffer og toksiner, hvilket forbedrer økosystemernes generelle sundhed.
• Udviklingen af ​​xenobot-baserede uddannelsesværktøjer, der fører til forbedrede læringsoplevelser inden for biologi og robotteknologi, fremmer interessen for STEM-felter blandt studerende.
• Skabelsen af ​​nye jobmuligheder inden for xenobot forskning og udvikling.
• Det potentielle misbrug af xenobots til overvågning, hvilket fører til bekymringer om privatlivets fred og nødvendiggør nye regler for at beskytte individuelle rettigheder.
• Risikoen for, at xenobots interagerer uforudsigeligt med naturlige organismer, hvilket fører til uforudsete økologiske konsekvenser og kræver omhyggelig overvågning og kontrol.
• De høje omkostninger ved udvikling og implementering af xenobot, hvilket fører til økonomiske udfordringer for mindre virksomheder og potentiel ulighed i adgangen til denne teknologi.
• De etiske overvejelser omkring oprettelsen og brugen af ​​xenobots, der fører til intense debatter og potentielle juridiske udfordringer, der kan forme fremtidig politik.

Spørgsmål at overveje

• Tror du, at xenobots kan føre til, at sygdomme, der tidligere ikke kunne behandles, helbredes eller give dem, der lider af dem, mulighed for at leve længere og mere frugtbare?
• Hvilke andre potentielle applikationer kan xenobot-forskning anvendes til?