Xenobots: زیست شناسی به علاوه هوش مصنوعی می تواند به معنای دستورالعملی برای زندگی جدید باشد

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• آوریل 25، 2022

خلاصه بینش

زنوبات‌ها، شکل‌های حیات مصنوعی که از بافت‌های بیولوژیکی طراحی شده‌اند، آماده‌اند تا زمینه‌های مختلف، از پزشکی گرفته تا پاکسازی محیط‌زیست را تغییر دهند. این ساختارهای کوچک که از طریق ترکیبی از سلول‌های پوست و ماهیچه قلب ایجاد شده‌اند، می‌توانند کارهایی مانند حرکت، شنا و خوددرمانی را با کاربردهای بالقوه در پزشکی احیاکننده و درک سیستم‌های بیولوژیکی پیچیده انجام دهند. پیامدهای بلندمدت xenobot ها شامل روش های پزشکی دقیق تر، حذف موثر آلاینده ها، فرصت های شغلی جدید و نگرانی های مربوط به حریم خصوصی است.

زمینه Xenobot

xenobot ها که به نام قورباغه پنجه دار آفریقایی یا Xenopus laevis نامگذاری شده اند، شکل های زندگی مصنوعی هستند که توسط رایانه ها برای اجرای نقش های خاص طراحی شده اند. Xenobot ها از ترکیب بافت های بیولوژیکی تشکیل شده و ساخته می شوند. چگونگی تعریف ربات‌های خارجی – به‌عنوان ربات‌ها، ارگانیسم‌ها یا چیز دیگری به‌طور کامل- اغلب یک نقطه اختلاف بین دانشگاهیان و سهامداران صنعت باقی می‌ماند.

آزمایش‌های اولیه شامل ایجاد ربات‌های خارجی با عرض کمتر از یک میلی‌متر (۰.۰۳۹ اینچ) بوده و از دو نوع سلول ساخته شده‌اند: سلول‌های پوست و سلول‌های ماهیچه قلب. سلول‌های پوست و عضله قلب از سلول‌های بنیادی جمع‌آوری‌شده از جنین‌های قورباغه اولیه در مرحله بلاستولا تولید شدند. سلول‌های پوست به‌عنوان یک ساختار پشتیبانی عمل می‌کردند، در حالی که سلول‌های قلب شبیه به موتورهای کوچک عمل می‌کردند و حجم آن منبسط و منقبض می‌شد تا زنوبات را به جلو هدایت کند. ساختار بدن یک زنوبات و توزیع سلول های پوست و قلب به طور مستقل در یک شبیه سازی از طریق یک الگوریتم تکاملی ایجاد شد. 

ربات‌های زنوبات بلندمدت برای حرکت، شنا، هل دادن گلوله‌ها، حمل محموله‌ها و کار به صورت دسته‌ای برای جمع‌آوری مواد پراکنده در سطح ظرف خود به صورت توده‌های مرتب طراحی می‌شوند. آنها می توانند برای هفته ها بدون تغذیه زنده بمانند و پس از پارگی خود ترمیم شوند. زنوبات‌ها می‌توانند تکه‌های مژک را به جای ماهیچه قلب جوانه بزنند و از آن‌ها به عنوان پاروهای مینیاتوری برای شنا استفاده کنند. با این حال، حرکت xenobot که توسط مژه ها نیرو می گیرد در حال حاضر کمتر از حرکت زنوبات توسط عضله قلب کنترل می شود. علاوه بر این، یک مولکول اسید ریبونوکلئیک ممکن است برای انتقال حافظه مولکولی به زنوبات‌ها اضافه شود: وقتی در معرض نوع خاصی از نور قرار می‌گیرند، وقتی زیر میکروسکوپ فلورسانس مشاهده می‌شوند، رنگ مشخصی خواهند داشت.

تاثیر مخرب

به روش‌های خاصی، زنوبات‌ها مانند ربات‌های معمولی ساخته می‌شوند، اما استفاده از سلول‌ها و بافت‌ها در xenobot‌ها شکلی متمایز به آن‌ها می‌دهد و به جای تکیه بر اجزای مصنوعی، رفتارهای قابل پیش‌بینی ایجاد می‌کند. در حالی که زنوبات‌های قبلی با انقباض سلول‌های ماهیچه‌ای قلب به جلو رانده می‌شدند، نسل‌های جدیدتر زنوبات‌ها سریع‌تر شنا می‌کردند و توسط ویژگی‌های مو مانند روی سطح خود رانده می‌شدند. علاوه بر این، آنها بین سه تا هفت روز بیشتر از پیشینیان خود که تقریباً هفت روز زندگی کردند، زندگی می کنند. ربات‌های نسل بعدی همچنین توانایی شناسایی و تعامل با محیط اطراف خود را دارند.

Xenobot ها و جانشینان آنها ممکن است بینشی در مورد تکامل موجودات چند سلولی از موجودات تک سلولی اولیه و آغاز پردازش اطلاعات، تصمیم گیری و شناخت در گونه های بیولوژیکی ارائه دهند. تکرارهای آینده زنوبات‌ها ممکن است به طور کامل از سلول‌های بیماران برای ترمیم بافت آسیب‌دیده یا به‌طور خاص سرطان‌ها را هدف قرار دهند. به دلیل زیست تخریب پذیری، ایمپلنت های xenobot نسبت به گزینه های فناوری پزشکی مبتنی بر پلاستیک یا فلز برتری دارند که می تواند تأثیر قابل توجهی بر پزشکی احیا کننده داشته باشد. 

توسعه بیشتر "ربات‌های" بیولوژیکی ممکن است انسان را قادر سازد تا هم سیستم‌های زنده و هم سیستم‌های رباتیک را بهتر درک کند. از آنجایی که زندگی پیچیده است، دستکاری اشکال زندگی ممکن است به ما کمک کند تا برخی از اسرار زندگی را کشف کنیم و همچنین استفاده از سیستم های هوش مصنوعی را افزایش دهیم. جدا از کاربردهای عملی فوری، xenobots ممکن است به محققان در تلاش برای درک زیست شناسی سلولی کمک کند، و راه را برای پیشرفت سلامت و طول عمر انسان در آینده هموار کند.

پیامدهای xenobots

پیامدهای گسترده‌تر xenobots ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• ادغام xenobots در روش های پزشکی، منجر به جراحی های دقیق تر و کمتر تهاجمی، بهبود زمان بهبودی بیمار می شود.
• استفاده از ربات های خارجی برای پاکسازی محیط زیست، منجر به حذف موثرتر آلاینده ها و سموم و بهبود سلامت کلی اکوسیستم ها می شود.
• توسعه ابزارهای آموزشی مبتنی بر xenobot، منجر به افزایش تجارب یادگیری در زیست‌شناسی و رباتیک، افزایش علاقه به زمینه‌های STEM در بین دانش‌آموزان.
• ایجاد فرصت های شغلی جدید در تحقیق و توسعه xenobot.
• سوء استفاده بالقوه از xenobots در نظارت، منجر به نگرانی های حفظ حریم خصوصی و نیاز به مقررات جدید برای حمایت از حقوق فردی می شود.
• خطر تعامل غیرقابل پیش بینی ربات های خارجی با موجودات طبیعی، منجر به عواقب زیست محیطی پیش بینی نشده و نیاز به نظارت و کنترل دقیق می شود.
• هزینه بالای توسعه و پیاده سازی xenobot، منجر به چالش های اقتصادی برای مشاغل کوچکتر و نابرابری بالقوه در دسترسی به این فناوری می شود.
• ملاحظات اخلاقی پیرامون ایجاد و استفاده از xenobot ها، منجر به بحث های شدید و چالش های حقوقی بالقوه ای می شود که ممکن است سیاست های آینده را شکل دهد.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• آیا فکر می‌کنید زنوبات‌ها می‌توانند منجر به درمان بیماری‌های غیرقابل درمان شوند یا به کسانی که از آن رنج می‌برند اجازه می‌دهند زندگی طولانی‌تر و پربارتری داشته باشند؟
• تحقیقات xenobot برای چه کاربردهای بالقوه دیگری می تواند مورد استفاده قرار گیرد؟