Xenobots: la biología más la inteligencia artificial podría significar una receta para una nueva vida

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  Previsión Quantumrun
• Abril 25, 2022

Resumen de información

Los xenobots, formas de vida artificiales diseñadas a partir de tejidos biológicos, están preparados para transformar diversos campos, desde la medicina hasta la limpieza ambiental. Estas pequeñas estructuras, creadas a través de una combinación de células de la piel y del músculo cardíaco, pueden realizar tareas como moverse, nadar y autocurarse, con aplicaciones potenciales en la medicina regenerativa y la comprensión de sistemas biológicos complejos. Las implicaciones a largo plazo de los xenobots incluyen procedimientos médicos más precisos, eliminación eficiente de contaminantes, nuevas oportunidades laborales y preocupaciones sobre la privacidad.

Contexto de xenobot

Llamados así por la rana con garras africana o Xenopus laevis, los xenobots son formas de vida artificiales diseñadas por computadoras para ejecutar funciones específicas. Los xenobots están compuestos y construidos mediante la combinación de tejidos biológicos. Cómo definir los xenobots, como robots, organismos o algo completamente diferente, a menudo sigue siendo un punto de discusión entre los académicos y las partes interesadas de la industria.

Los primeros experimentos involucraron la creación de xenobots con un ancho de menos de un milímetro (0.039 pulgadas) y están hechos de dos tipos de células: células de la piel y células del músculo cardíaco. Las células de la piel y del músculo cardíaco se produjeron a partir de células madre recolectadas de embriones tempranos de rana en etapa de blástula. Las células de la piel funcionaron como una estructura de soporte, mientras que las células del corazón actuaron de manera similar a pequeños motores, expandiéndose y contrayéndose en volumen para impulsar al xenobot hacia adelante. La estructura del cuerpo de un xenobot y la distribución de las células de la piel y el corazón se crearon de forma autónoma en una simulación a través de un algoritmo evolutivo. 

A largo plazo, los xenobots están siendo diseñados para moverse, nadar, empujar gránulos, transportar cargas útiles y operar en enjambres para recolectar el material disperso alrededor de la superficie de su plato en montones ordenados. Pueden sobrevivir durante semanas sin alimento y autocurarse después de las laceraciones. Los xenobots pueden hacer brotar parches de cilios en lugar de músculo cardíaco y utilizarlos como remos en miniatura para nadar. Sin embargo, el movimiento de los xenobots impulsado por los cilios actualmente está menos controlado que la locomoción de los xenobots por el músculo cardíaco. Además, se puede agregar una molécula de ácido ribonucleico a los xenobots para impartir memoria molecular: cuando se exponen a un tipo específico de luz, brillarán con un color específico cuando se vean bajo un microscopio de fluorescencia.

Impacto disruptivo

En cierto modo, los xenobots están construidos como robots normales, pero el uso de células y tejidos en los xenobots les proporciona una forma distinta y crea comportamientos predecibles en lugar de depender de componentes artificiales. Mientras que los xenobots anteriores eran impulsados ​​hacia adelante por la contracción de las células del músculo cardíaco, las nuevas generaciones de xenobots nadan más rápido y son impulsados ​​por características parecidas a pelos en su superficie. Además, viven entre tres y siete días más que sus predecesores, que vivieron aproximadamente siete días. Los xenobots de próxima generación también tienen cierta capacidad para detectar e interactuar con su entorno.

Los xenobots y sus sucesores pueden brindar información sobre la evolución de las criaturas multicelulares a partir de organismos unicelulares primitivos y los comienzos del procesamiento de la información, la toma de decisiones y la cognición en las especies biológicas. Las iteraciones futuras de xenobots pueden construirse completamente a partir de células de pacientes para reparar tejidos dañados o atacar específicamente cánceres. Debido a su biodegradabilidad, los implantes de xenobots tendrían una ventaja sobre las opciones de tecnología médica basadas en plástico o metal, lo que podría tener un impacto significativo en la medicina regenerativa. 

Un mayor desarrollo de "robots" biológicos puede permitir a los humanos comprender mejor tanto los sistemas vivos como los robóticos. Dado que la vida es compleja, la manipulación de formas de vida puede ayudarnos a desentrañar algunos de los misterios de la vida, así como a mejorar nuestro uso de los sistemas de IA. Además de las aplicaciones prácticas inmediatas, los xenobots pueden ayudar a los investigadores en su búsqueda por comprender la biología celular, allanando el camino para futuros avances en la salud humana y la vida útil.

Implicaciones de los xenobots

Las implicaciones más amplias de los xenobots pueden incluir:

• La integración de xenobots en procedimientos médicos, dando lugar a cirugías más precisas y menos invasivas, mejorando los tiempos de recuperación de los pacientes.
• El uso de xenobots para la limpieza ambiental, lo que lleva a una eliminación más eficiente de contaminantes y toxinas, mejorando la salud general de los ecosistemas.
• El desarrollo de herramientas educativas basadas en xenobots, que conducen a mejores experiencias de aprendizaje en biología y robótica, fomentando el interés en los campos STEM entre los estudiantes.
• La creación de nuevas oportunidades laborales en la investigación y el desarrollo de xenobots.
• El posible uso indebido de xenobots en la vigilancia, lo que genera preocupaciones sobre la privacidad y requiere nuevas regulaciones para proteger los derechos individuales.
• El riesgo de que los xenobots interactúen de forma impredecible con organismos naturales, lo que tenga consecuencias ecológicas imprevistas y requiera un seguimiento y control cuidadosos.
• El alto costo del desarrollo y la implementación de xenobots, lo que genera desafíos económicos para las empresas más pequeñas y una posible desigualdad en el acceso a esta tecnología.
• Las consideraciones éticas que rodean la creación y el uso de xenobots, que dan lugar a intensos debates y posibles desafíos legales que pueden dar forma a las políticas futuras.

Preguntas a considerar

• ¿Cree que los xenobots pueden llevar a la curación de enfermedades previamente intratables o permitir que quienes las padecen vivan vidas más largas y fructíferas?
• ¿A qué otras aplicaciones potenciales se puede aplicar la investigación de xenobots?