Tech Tales: Caren Gussoffin Syntymäpäiväongelman tarkastelu.

Mitkä ovat nanobottien apokalypsin todennäköisyys?

Nykypäivän nanoteknologit haaveilevat pieniä robotteja, jotka voisivat parantaa – tai aiheuttaa – valtavia ongelmia.

Teknologien pienet lelut terrorisoivat Tacomaa

Caren Gussoffissa Syntymäpäiväongelma, kirjoittaja käyttää tätä tosiasiaa rakentaakseen meille post-apokalyptisen maailman, joka esittelee nanoteknologian laajat mahdollisuudet.  Seattlessa 21-luvun lopulla Syntymäpäiväongelma kuvaa maailmaa, joka saavutti biolääketieteen insinöörien unelman kaikkialla: lääketieteellisten nanobottien, "MaGo" -bottien keksintö lupasi parannuskeinon kaikkiin ihmisten sairauksiin ja elinikäisen nuoruuden ja elinvoiman takuun. Kukaan ei elä ikuisesti, mutta MaGo-bottien avulla kaikki kuolevat nuorena kypsässä vanhuudessa.

Kunnes jokin menee pieleen ja uusi bottikanta saa monet ihmiset kuolemaan. Botien alkuperää ja niiden outoja psykiatrisia vaikutuksia uhreihinsa tutkitaan laajan hahmojoukon silmin, joiden tarinat kietoutuvat epätodennäköisesti toisiinsa tavalla, joka saa romaanin tuntumaan risteyksestä Bizarro Worldin välillä. Seinfeld ja Tie.

Gussoffin työn teknologiset ja kirjalliset elementit keskittyvät molemmat ajatukseen, että suurissa parvissa se, mikä on epätodennäköistä yhdelle yksilölle, tulee todennäköiseksi ryhmän sisällä. Tähän viitataan otsikossa; "Birthday Problem" on klassinen ajatuskoe tilastoissa. Jos juhlissa on X määrä ihmisiä, mikä on todennäköisyys, että heillä on yhteinen syntymäpäivä?

Mitkä ovat todennäköisyydet?

Useimmat ihmiset ovat yllättyneitä kuullessaan, että todennäköisyys on korkea jopa pienille ryhmille – vaihtoehtoja on vain 366. Toistamalla tätä ajatusta odottamattomista vaikutuksista parvessa eri hahmojen kietoutuvat tarinat menevät päällekkäin – vaikka hahmot eivät sitä ymmärtäisikään.  Syntymäpäiväongelma, kuten kaimansa, muistuttaa meitä siitä, että kun muuttujia on tarpeeksi, merkityksettömillä teoillamme on suurempia seurauksia kuin odotamme.

On järkevää, että suurilla ihmisverkostoilla on monimutkaisia ​​ja joskus tuhoisia satunnaisia ​​vuorovaikutuksia. Päteekö sama kaaosteoria nanoroboteihin? Vaikka sitä ei ole koskaan suoraan sanottu, Syntymäpäiväongelma ehdottaa, että kun harrastamme kehittynyttä teknologiaa, katastrofin todennäköisyys voi olla suurempi kuin uskomme.

Real World Nanotech kertoo tarinan

Gussoff, entinen luonnontieteiden opettaja, teki paljon käsitteellistä tutkimusta nanorobotiikasta ja ymmärtää, että monet pienet koneet yhdessä voivat tuottaa suuren vaikutuksen. MaGo-botit ovat yksinkertaisia ​​koneita, joissa on vain muutama koodirivi, mutta ne voidaan ohjelmoida käyttämään yhteistyötä tärkeiden lääketieteellisten tavoitteiden saavuttamiseksi ja miten tämä ohjelmointi voisi muuntua vääristämään nämä tavoitteet. Virologina olen nähnyt, kuinka nanokoneet voivat kehittyä toimimaan yhteistyössä systeemisen vaikutuksen saavuttamiseksi. Gussoff ymmärtää oikein.

Puhuin Gussoffin kanssa siitä, kuinka hän käsitteli MaGo-botteja, ja hän kutoi yhteen monimutkaisen kuvakudoksen lähteistä. Aluksi hän yhdisti alkuperäisen pitkäikäisyyttä koskevan tutkimuspaperin erinomaiseen nanolääketieteen katsaukseen vuonna 2009, "Nanoteknologian vaikutus lääketoimitukseen" Omid C. Farokhzad ja Robert Langer, molemmat MIT-Harvard Center for Nanotechnology Excellence. 

Gussoff ymmärsi, että nanoteknologia voisi tuottaa elinikää pidentäviä lääkkeitä, ja hän kuvitteli mitä muu he pystyivät tekemään, ja MaGo-botit syntyivät. Hän teki paljon työtä löytääkseen oppikirjoja, jotka olivat saatavilla ja joilla oli hyviä ideoita nanoteknologian tulevaisuudesta. Hän suosittelee Nanomääketieteen laitteiden ja järjestelmien suunnittelu: haasteet, mahdollisuudet, visiot, toimittanut Frank Boehm, nanolääketieteen teknologiayrityksen toimitusjohtaja. Se on 170 dollarin kattaushinnan arvoinen, jos olet kiinnostunut nanolääketieteen teknologiasta.

Samaan aikaan Gusoff tarkasteli tutkimusdollarien käyttöä ja huomasi, että ne, joita hän kutsuu "seksiksi" olosuhteiksi, "...ne, jotka vaikuttavat ulkonäköömme, tai ne, jotka hyökkäävät "toivottua" kehon osaa, saavat eniten dollareita. helppo ja yksinkertainen." Luodessaan MaGo-botteja, jotka korjaavat nämä "seksikäs" olosuhteet ja toimivat nuoruuden lähteenä, hän yhdisti nämä lääketieteelliset tavoitteet nanotekniikan kirjallisuudessa oppimiinsa periaatteisiin. Hänen maailmassaan ihmisten innokkuus ratkaista näitä "seksikkäitä" sairauksia sai meidät sivuuttamaan seuraukset, joita hän myös perusti nanolääketieteen tutkimukseensa. 

Kun puhut hänelle tästä, alat ymmärtää, että se, mikä oli painettu Syntymäpäiväongelma on vain murto-osa Gussoffin nanolääketieteen ymmärryksestä. Mutta kysymys on edelleen: vastaako hänen mielikuvituksensa, hyvässä vai pahassa, nanolääketieteen todellisia mahdollisuuksia?

Todelliset nanorobotit...onko tehty DNA:sta?

Yksi henkilökohtaisesta suosikkini reaalimaailman nanolääketieteen projekteista on työ Tohtori Ido Bachelet at Israelin Bar Ilan -yliopisto.  Dr. Bachelet käyttää DNA-origami-nimistä tekniikkaa nanokoneiden rakentamiseen DNA:sta. On hämmästyttävää, mitä tällä tekniikalla voidaan tehdä. Näiden nanokoneiden monimutkaiset kytkimet ja koneet pystyvät suorittamaan kehittyneitä tehtäviä, kuten kuljettamaan myrkyllisiä kemoterapialääkkeitä suoraan kasvainsoluihin ja vapauttamaan lastinsa vasta sitten, kun he ovat varmoja, että he ovat saavuttaneet lääkärin solun. haluaa tappaa. 

Ja se on vain yksinkertaisin tehtävä, jonka tri. Bachelet sanoo nanokoneensa pystyvän tekemään. Kuten MaGo-botit, Dr. Bacheletin DNA-koneiden ohjelmointi toimimaan muurahaisen kaltaisena parvena voisi johtaa kaikenlaiseen lääketieteelliseen fantasiateknologiaan. Päältäni voin kuvitella näiden nanorobottien kannan, joka korvaisi AIDS-potilaiden epäonnistuneet immuunijärjestelmät. Tai koneita, jotka voisivat korjata rappeuttavien aivosairauksien aiheuttamat vauriot ennen kuin siitä tulee ongelma. Mahdollisuudet ovat rajattomat, mutta jos olet kiinnostunut enemmän, Tohtori Bachelet tekee hienoa työtä selittääkseen työtään tässä TEDMED Israelin puheessa.

Emme kuitenkaan voi väheksyä nanolääketieteen negatiivisia mahdollisuuksia, joita Gussoff nostaa esiin romaanissaan. Voivatko tohtori Bacheletin DNA-nanorobotit tappaa meidät kaikki? Se ei ole typerä kysymys – työskentelevillä lääketieteellisillä nanorobotilla on loppujen lopuksi paljon yhteistä mikrobien kanssa, jotka tekevät meidät sairaiksi – mutta sillä on yksinkertainen vastaus: DNA origami on huolellinen prosessi lyhyiden DNA-säikeiden sekoittamiseksi laboratorioasetus. Nämä DNA-koneet eivät replikoi itseään, joten niillä ei ole mahdollisuutta sattumanvaraiseen mutaatioon, jota esiintyy esimerkiksi MaGo-boteissa. Siksi tohtori Bacheletin nanorobotit eivät voi tuottaa odottamattomia ja epätodennäköisiä tappajajälkeläisiä, kuten Syntymäpäiväongelma.

Metallikoneet: myös vaihtoehto

Silti DNA-koneet eivät ole sitä, mitä useimmat ihmiset ajattelevat, kun joku sanoo "nanorobotit". Sen sijaan idea loihtii esiin metalli- ja piikoneita pienissä mittakaavassa ja MaGo-botteja Syntymäpäiväongelma perustuvat tähän malliin. Työ tällaisen robotin parissa on vielä lapsenkengissään, mutta se on aktiivisen ja innostuneen tutkimuksen ala. 

Tällä välin myös täysimittaiset robotiikkaprojektit ovat työn alla "parvet" robotteja, jotka voivat tehdä yhteistyötä saavuttaakseen suuria asioita.  On olemassa sotilas-, valmistus- ja ilmailusovelluksia, mutta robotiikkatekniikan pienentyessä ei ole mitään syytä, että näillä parvisuunnittelutekniikoilla ei olisi lääketieteellisiä sovelluksia. Jos Gussoff on kuitenkin oikeassa, on tärkeää ottaa käyttöön suojatoimia, jotka rajoittavat tällaisten lääketieteellisten robottien itsensä replikoitumista tai ainakin estävät niitä mutatoitumasta vaarallisilla tavoilla.

Nanoteknologia saattaa tehdä meistä kuolemattomia

Suoraan sanottuna mahdolliset positiiviset hyödyt ovat liian suuria, jotta emme yrittäisi kehittää tätä tekniikkaa. Niin kauan kuin olemme älykkäitä ottamaan käyttöön suojatoimia, jotka välttävät julkaisussa esitetyn kaltaisen katastrofin Syntymäpäivä ongelma, voitettavaa on paljon. Lääketieteelliset nanorobotit eivät vain pysty parantamaan sairauksia; ne voivat myös manipuloida aineenvaihduntaamme lennossa tehdäkseen meistä pidempiä, tuottavampia ja yleensä tyytyväisempiä ja tehokkaampia elämässämme. Se muuttaa todennäköisesti monia asioita yhteiskunnassa, mikäli meillä on tieteellistä tietoa, jota voidaan soveltaa, kun nanokoneet ovat valmiita parhaaseen katseluun.

Ihmisen pitkäikäisyyttä koskeva tutkimus kerää jo nyt tietoa nanolääketieteessä käytettäväksi. Päivittäin ilmestyy uusia julkaisuja eliniän pidentämisestä, ja vaikka on mahdotonta tehdä yhteenvetoa tästä kaikesta, yksi esimerkki on äskettäinen ilmestys että ihmisissä ja monissa muissa eläimissä esiintyvän AMPK-entsyymin säätelyaktiivisuus pidensi hedelmäkärpästen elinikää 30 %. 

Tällä hetkellä tämä tieto ei ole hyödyllinen ihmisten terveydelle, koska meillä ei ole tekniikkaa, jolla voisimme mennä soluihin ja kytkeä geenejä päälle ja pois päältä haluamallasi tavalla. Nanalääketieteessä on edistytty, joka muistuttaa MaGo-botteja Syntymäpäiväongelma, tällaista tietoa voitaisiin soveltaa realistiseen ihmisen eliniän pidentämiseen. Se voi kuitenkin kestää jonkin aikaa – toivottavasti me kaikki elämme nähdäksemme päivän, joka antaa meille mahdollisuuden elää ikuisesti.

Voivatko he TODELLA tappaa meidät kaikki?

Emme tietenkään voi keskustella näistä perinteisemmistä mekaanisista nanoroboteista Syntymäpäiväongelma keskustelematta myös kielteisten tulosten todennäköisyydestä heillekin – nimittäin mahdollisuudesta, että robottiparvet lopulta tappavat meidät kaikki. Se ei vaikuta niin kaukaa haetulta, vaikka koneet eivät voikaan kopioida itseään. Itse asiassa viime kuukausina "haamu koneessa" on Kansainvälinen avaruusasema laukaisi yhteensä neljä pientä satelliittia, nimeltä CubeSats, ilman ihmisen kehotusta. CubeSatit ovat osa "parvi"-strategian tieteellistä tehtävää, mutta niiden laukaisu edellyttää yleensä ihmisen käskyä. Jos he kyllästyvät ja lanseeraavat itsensä, se saattaa saada ihmisen tuntemaan olonsa hieman epämukavaksi mahdollisista robottiparvien käytöstä lääketieteessä.  Syntymäpäiväongelma koskettaa sitä epämukavuutta.

En kuitenkaan usko, että Gussoff yrittää leikkiä tällä levottomuudella pelotellakseen meitä nanolääketieteen kehittämisestä. Hyvissä teknopokalypsissa tarinoissa ihmisen ylimielisyydestä ei ole tarkoitus pysyä poissa uudesta teknologiasta. Technopocalypse science fiction on sitä, että katsomme ennen kuin hyppäämme – ei hyppyn välttämistä kokonaan. Ei missään vaiheessa Syntymäpäiväongelma tuomitsee nanoteknologian. Itse asiassa monet hahmot käyttävät sitä edelleen pitääkseen itsensä hengissä huolimatta siitä, miten roistonanotekniikka repi heidän maailmansa. Sen sijaan tämän työn kommentti nanoteknologiasta on varoitus. Nykytilanteessa tutkimusrahat on kohdennettu huonosti pinnallisiin syihin, ja jos emme ole itsetietoisia ja varovaisia, voimme kehittää jotain, jolla on vaarallisia seurauksia. Viesti on varovaisuus – ei nanolääketieteen moratoriota.

Apokalypsi vältetty

Se sanoi, en ole kovin huolissani. Lääketieteen tutkijoilla on tapana olla tämän kaltaiset huolenaiheet mielessään. Toisin kuin luulisi Bond-elokuvista, kukaan ei halua olla lääkäri, joka lopetti maailman. Lääketieteen insinööriyhteisöllä on paljon sääntelyä sellaisenaan, ja kuvittelen, että kliiniset kokeet rakennetaan, jotta nämä tuotteet olisivat turvallisia, eikä apokalypsin pieniä ratsastuksia. Apokalyptisten skenaarioiden joukossa, jotka pitävät minut hereillä öisin, nanoteknologia tekee meistä kaikista melko alhaisia ​​itsetuhoisia. Siitä huolimatta se tarjoaa melko mielenkiintoista luettavaa, jonka kirjallinen kaliiperi vastaa jotain klassista, palkittua tieteiskirjallisuutta.

Itse asiassa, kun luin sitä, se palautti mieleen Neal Stephensonin suuren elokuvan pirstaleisen maailman Timanttikausi, joka keskittyy myös nanoteknologian tulevaisuuteen. Sitä vastoin, Syntymäpäiväongelma on vähemmän aggressiivisesti irrallinen ja sisältää monipuolisemman hahmojoukon, joka koostuu monista roduista, uskonnoista ja seksuaalisista suuntauksista. Myös sukupuolten välinen tasapaino on saavutettu hyvin. Jos pidit Timanttiaika, mutta haluat jotain, jossa on päivitetty esitystapa ja nanoteknologia nykytieteen pohjalta, tulet rakastamaan Syntymäpäiväongelma.

kaikkiaan Syntymäpäiväongelma on paljon lisättävää nanoteknologiaa ja nanorobotiikkaa koskevaan futuristiseen keskusteluun. Sen kapea teknologinen kattavuus mahdollistaa todellisten inhimillisten asioiden ja mahdollisten vaarojen tutkimisen, jotka nanoteknologian insinöörien on estettävä hyvällä suunnittelulla. Se pakottaa meidät ajattelemaan nanorobotiikan epätodennäköisten vaikutusten lisäksi myös oman toimintamme epätodennäköisiä vaikutuksia. Laaja inhimillinen ulottuvuus ja päällekkäiset tarinat luovat elävän, hengittävän tarinan, joka tuntuu tapahtuvan todellisessa tulevaisuudessa. Kun lukija kulkee Gussoffin kuvitelman läpi, se pohtii omia näkemyksiämme tulevaisuudesta tänään ja antaa meille mahdollisuuden pohtia, kuinka vuoden 2014 futurismi muokkaa maailmaa – olemmeko varovaisia ​​kehittämämme suhteen vai annammeko kunnianhimojen viedä meidät vaaralliselle alueelle? Väärä kymmenentuhatta koodiriviä voi tehdä kaiken eron.