Ksenobotid: Bioloogia pluss tehisintellekt võib tähendada retsepti uueks eluks

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• Aprill 25, 2022

Ülevaate kokkuvõte

Ksenobotid, bioloogilistest kudedest loodud kunstlikud eluvormid, on valmis muutma erinevaid valdkondi, alates meditsiinist kuni keskkonna puhastamiseni. Need pisikesed struktuurid, mis on loodud naha ja südamelihase rakkude kombinatsiooni kaudu, suudavad täita selliseid ülesandeid nagu liikumine, ujumine ja enesetervendamine, millel on potentsiaalsed rakendused regeneratiivses meditsiinis ja keerukate bioloogiliste süsteemide mõistmine. Ksenobotite pikaajalised tagajärjed hõlmavad täpsemaid meditsiinilisi protseduure, tõhusat saasteainete eemaldamist, uusi töövõimalusi ja privaatsusprobleeme.

Xenoboti kontekst

Aafrika küüniskonna või Xenopus laevise järgi nime saanud ksenobotid on kunstlikud eluvormid, mis on arvutite loodud teatud rollide täitmiseks. Ksenobotid koosnevad ja konstrueeritakse bioloogiliste kudede kombineerimise teel. See, kuidas ksenoboteid – robotite, organismide või millegi muuna – määratleda, jääb sageli akadeemikute ja tööstuse sidusrühmade vaidlusküsimuseks.

Varased katsed hõlmasid alla millimeetri (0.039 tolli) laiuste ksenobotite loomist ja koosnevad kahte tüüpi rakkudest: naharakkudest ja südamelihase rakkudest. Naha- ja südamelihase rakud toodeti tüvirakkudest, mis koguti varajastest, blastula staadiumis konnaembrüodest. Naharakud toimisid tugistruktuurina, samas kui südamerakud toimisid sarnaselt pisikeste mootoritega, laienedes ja mahult kokkutõmbudes, et ksenobot edasi lükata. Ksenoboti keha struktuur ning naha- ja südamerakkude jaotus loodi simulatsioonis autonoomselt evolutsioonilise algoritmi abil. 

Pikaajalised ksenobotid on mõeldud liikumiseks, ujumiseks, graanulite lükkamiseks, kasulike koormate transportimiseks ja sülemideks, et koguda nõude pinnale hajutatud materjal korralikesse hunnikutesse. Nad võivad elada nädalaid ilma toiduta ja paraneda ise pärast haavandeid. Ksenobotid võivad idandada südamelihase asemele ripsmeid ja kasutada neid ujumiseks miniaerudena. Siiski on ksenoboti liikumine, mida toidavad ripsmed, praegu vähem kontrollitud kui ksenoboti liikumine südamelihase abil. Lisaks võib ksenobotidele lisada molekulaarse mälu säilitamiseks ribonukleiinhappemolekuli: kui nad puutuvad kokku teatud tüüpi valgusega, helendavad nad fluorestsentsmikroskoobi all vaadates kindlat värvi.

Häiriv mõju

Teatud viisil on ksenobotid ehitatud nagu tavalised robotid, kuid rakkude ja kudede kasutamine ksenobotites annab neile selge kuju ja loob ennustatava käitumise, mitte ei tugine tehiskomponentidele. Kui varasemaid ksenoboteid lükkasid edasi südamelihase rakkude kokkutõmbumine, siis uuemate põlvkondade ksenobotid ujuvad kiiremini ja nende pinnal olevad karvalaadsed omadused. Lisaks elavad nad kolm kuni seitse päeva kauem kui nende eelkäijad, kes elasid umbes seitse päeva. Järgmise põlvkonna ksenobotidel on ka teatud võime ümbrust tuvastada ja sellega suhelda.

Ksenobotid ja nende järglased võivad anda ülevaate primitiivsetest üherakulistest organismidest pärit mitmerakuliste olendite evolutsioonist ning bioloogiliste liikide teabetöötluse, otsuste tegemise ja tunnetuse algusest. Ksenobotide tulevased iteratsioonid võivad olla konstrueeritud täielikult patsientide rakkudest, et parandada kahjustatud kudesid või sihtida konkreetselt vähki. Oma biolagunevuse tõttu oleks ksenobotiimplantaatidel eelis plasti- või metallipõhiste meditsiinitehnoloogia võimaluste ees, mis võib oluliselt mõjutada regeneratiivset meditsiini. 

Bioloogiliste "robotite" edasiarendamine võib võimaldada inimestel paremini mõista nii elusaid kui ka robotsüsteeme. Kuna elu on keeruline, võib eluvormidega manipuleerimine aidata meil lahti harutada mõningaid elu saladusi ning tõhustada tehisintellektisüsteemide kasutamist. Lisaks vahetutele praktilistele rakendustele võivad ksenobotid aidata teadlastel rakubioloogiat mõista, sillutades teed inimeste tervise ja eluea edasisele arengule.

Ksenobotite tagajärjed

Ksenobotite laiemad tagajärjed võivad hõlmata järgmist:

• Ksenobotite integreerimine meditsiinilistesse protseduuridesse, mis viib täpsemate ja vähem invasiivsete operatsioonideni, parandades patsientide taastumisaega.
• Ksenobotite kasutamine keskkonna puhastamiseks, mis viib saasteainete ja toksiinide tõhusama eemaldamiseni, parandades ökosüsteemide üldist tervist.
• Ksenobotil põhinevate õppevahendite arendamine, mis toob kaasa paremad õpikogemused bioloogias ja robootikas, suurendades õpilastes huvi STEM-valdkondade vastu.
• Uute töövõimaluste loomine ksenoboti uurimis- ja arendustegevuses.
• Ksenobotite võimalik väärkasutamine jälgimisel, mis põhjustab privaatsusprobleeme ja nõuab uute eeskirjade kehtestamist üksikisikute õiguste kaitsmiseks.
• Oht, et ksenobotid interakteeruvad ettearvamatult looduslike organismidega, põhjustades ettenägematuid ökoloogilisi tagajärgi ning nõudes hoolikat jälgimist ja kontrolli.
• Ksenoboti arendamise ja rakendamise kõrge hind, mis toob kaasa majanduslikke väljakutseid väiksematele ettevõtetele ja potentsiaalse ebavõrdsuse sellele tehnoloogiale juurdepääsul.
• Ksenobotite loomise ja kasutamisega seotud eetilised kaalutlused, mis põhjustavad intensiivseid arutelusid ja võimalikke õiguslikke väljakutseid, mis võivad kujundada tulevast poliitikat.

Küsimused, mida kaaluda

• Kas arvate, et ksenobotid võivad viia varem ravimatute haiguste ravimiseni või võimaldavad nende all kannatajatel elada pikemat ja viljakamat elu?
• Milliste muude potentsiaalsete rakenduste jaoks saab ksenoboti uuringuid rakendada?