Xenobots : la biologie et l'intelligence artificielle pourraient signifier une recette pour une nouvelle vie

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  Prévision quantique
• 25 avril 2022

Résumé des informations

Les xénobots, formes de vie artificielles conçues à partir de tissus biologiques, sont sur le point de transformer divers domaines, de la médecine au nettoyage de l'environnement. Ces minuscules structures, créées par une combinaison de cellules de la peau et du muscle cardiaque, peuvent effectuer des tâches telles que se déplacer, nager et s'auto-guérir, avec des applications potentielles en médecine régénérative et la compréhension de systèmes biologiques complexes. Les implications à long terme des xénobots incluent des procédures médicales plus précises, une élimination efficace des polluants, de nouvelles opportunités d'emploi et des problèmes de confidentialité.

Contexte Xenobot

Nommés d'après la grenouille africaine à griffes ou Xenopus laevis, les xénobots sont des formes de vie artificielles conçues par des ordinateurs pour exécuter des rôles spécifiques. Les xénobots sont composés et construits en combinant des tissus biologiques. Comment définir les xénobots - en tant que robots, organismes ou autre chose - reste souvent un point de discorde entre les universitaires et les acteurs de l'industrie.

Les premières expériences ont consisté à créer des xénobots d'une largeur inférieure à un millimètre (0.039 pouce) et sont constitués de deux types de cellules : les cellules de la peau et les cellules du muscle cardiaque. Les cellules de la peau et du muscle cardiaque ont été produites à partir de cellules souches prélevées sur des embryons de grenouilles précoces au stade blastula. Les cellules de la peau fonctionnaient comme une structure de support, tandis que les cellules cardiaques agissaient comme de minuscules moteurs, se dilatant et se contractant en volume pour faire avancer le xenobot. La structure du corps d'un xénobot et la distribution des cellules cutanées et cardiaques ont été créées de manière autonome dans une simulation via un algorithme évolutif. 

À long terme, les xénobots sont conçus pour se déplacer, nager, pousser des plombs, transporter des charges utiles et fonctionner en essaims pour collecter les matériaux dispersés autour de la surface de leur plat en tas bien rangés. Ils peuvent survivre pendant des semaines sans nourriture et s'auto-guérir après des lacérations. Les xénobots peuvent faire germer des plaques de cils à la place du muscle cardiaque et les utiliser comme rames miniatures pour nager. Cependant, le mouvement des xénobots alimenté par les cils est actuellement moins contrôlé que la locomotion des xénobots par le muscle cardiaque. De plus, une molécule d'acide ribonucléique peut être ajoutée aux xénobots pour conférer une mémoire moléculaire : lorsqu'ils sont exposés à un type de lumière spécifique, ils brilleront d'une couleur spécifiée lorsqu'ils seront vus au microscope à fluorescence.

Impact perturbateur

À certains égards, les xénobots sont construits comme des robots ordinaires, mais l'utilisation de cellules et de tissus dans les xénobots leur donne une forme distincte et crée des comportements prévisibles plutôt que de s'appuyer sur des composants artificiels. Alors que les xénobots précédents étaient propulsés vers l'avant par la contraction des cellules du muscle cardiaque, les nouvelles générations de xénobots nagent plus vite et sont propulsées par des caractéristiques ressemblant à des cheveux à leur surface. De plus, ils vivent entre trois et sept jours de plus que leurs prédécesseurs, qui ont vécu environ sept jours. Les xénobots de nouvelle génération ont également une certaine capacité à détecter et à interagir avec leur environnement.

Les xénobots et leurs successeurs peuvent donner un aperçu de l'évolution des créatures multicellulaires à partir d'organismes unicellulaires primitifs et des débuts du traitement de l'information, de la prise de décision et de la cognition chez les espèces biologiques. Les futures itérations de xénobots pourraient être entièrement construites à partir de cellules de patients pour réparer les tissus endommagés ou cibler spécifiquement les cancers. En raison de leur biodégradabilité, les implants xenobot auraient un avantage sur les options de technologie médicale à base de plastique ou de métal, ce qui pourrait avoir un impact significatif sur la médecine régénérative. 

La poursuite du développement de "robots" biologiques pourrait permettre aux humains de mieux comprendre les systèmes vivants et robotiques. Étant donné que la vie est complexe, la manipulation des formes de vie peut nous aider à percer certains des mystères de la vie, ainsi qu'à améliorer notre utilisation des systèmes d'IA. Outre les applications pratiques immédiates, les xénobots peuvent aider les chercheurs dans leur quête pour comprendre la biologie cellulaire, ouvrant la voie à de futures avancées en matière de santé humaine et de durée de vie.

Implications des xénobots

Les implications plus larges des xénobots peuvent inclure :

• L'intégration de xénobots dans les procédures médicales, conduisant à des chirurgies plus précises et moins invasives, améliorant les temps de récupération des patients.
• L'utilisation de xénobots pour le nettoyage de l'environnement, conduisant à une élimination plus efficace des polluants et des toxines, améliorant la santé globale des écosystèmes.
• Le développement d'outils pédagogiques basés sur xenobot, menant à des expériences d'apprentissage améliorées en biologie et en robotique, favorisant l'intérêt pour les domaines STEM parmi les étudiants.
• La création de nouvelles opportunités d'emploi dans la recherche et le développement de xenobot.
• L'utilisation abusive potentielle des xénobots dans la surveillance, entraînant des problèmes de confidentialité et nécessitant de nouvelles réglementations pour protéger les droits individuels.
• Le risque que les xénobots interagissent de manière imprévisible avec les organismes naturels, entraînant des conséquences écologiques imprévues et nécessitant une surveillance et un contrôle minutieux.
• Le coût élevé du développement et de la mise en œuvre de xenobot, entraînant des défis économiques pour les petites entreprises et une inégalité potentielle dans l'accès à cette technologie.
• Les considérations éthiques entourant la création et l'utilisation de xénobots, conduisant à des débats intenses et à des défis juridiques potentiels qui pourraient façonner la politique future.

Questions à considérer

• Pensez-vous que les xénobots peuvent conduire à la guérison de maladies auparavant incurables ou permettre à ceux qui en souffrent de vivre une vie plus longue et plus fructueuse ?
• À quelles autres applications potentielles la recherche sur les xénobots peut-elle être appliquée ?