Tech Tales: Examen du problème d'anniversaire de Caren Gussoff .

Quelles sont les chances d'une apocalypse nanobot?

Les nanotechnologistes d'aujourd'hui imaginent de minuscules robots qui pourraient guérir - ou causer - d'énormes problèmes.

Les petits jouets des technologues terrorisent Tacoma

Chez Caren Gussoff Le problème de l'anniversaire, l'auteur utilise ce fait pour nous construire un monde post-apocalyptique qui présente les vastes possibilités de la nanotechnologie.  Situé à Seattle vers la fin du 21e siècle, Le problème de l'anniversaire décrit un monde qui a réalisé le rêve des ingénieurs biomédicaux du monde entier : l'invention de nanobots médicaux appelés bots "MaGo" promettait un remède à toutes les maladies humaines et une garantie de jeunesse et de vitalité tout au long de la vie. Personne ne vit éternellement, mais avec les robots MaGo, tout le monde meurt jeune à un âge avancé.

Jusqu'à ce que quelque chose tourne mal et qu'une nouvelle souche de bot rende beaucoup de gens mortellement malades. Les origines des robots et leurs effets psychiatriques bizarres sur leurs victimes sont explorés à travers les yeux d'un large éventail de personnages dont les histoires s'entremêlent de manière improbable d'une manière qui donne au roman l'impression d'être un croisement Bizarro World entre Seinfeld ainsi que le La route.

Les éléments technologiques et littéraires du travail de Gussoff sont tous deux centrés sur l'idée que dans les grands essaims, ce qui est improbable pour un individu devient probable au sein du groupe. Ceci est évoqué dans le titre; le "problème d'anniversaire" est une expérience de pensée classique en statistique. S'il y a X personnes à une fête, quelles sont les chances qu'elles partagent un anniversaire ?

Quelles sont les chances?

La plupart des gens sont surpris d'apprendre que les chances sont élevées même pour les petits groupes - après tout, il n'y a que 366 options. Jouant sur cette idée d'effets inattendus dans un essaim, les histoires entrelacées des différents personnages se chevauchent toutes, même si les personnages ne s'en rendent pas compte.  Le problème de l'anniversaire, comme son homonyme, nous rappelle que lorsqu'il y a suffisamment de variables, nos actions insignifiantes ont des conséquences plus importantes que prévu.

Il est logique que de grands réseaux de personnes aient des interactions aléatoires complexes et parfois désastreuses. La même théorie du chaos s'applique-t-elle aux nanorobots ? Bien que cela ne soit jamais dit clairement, Le problème de l'anniversaire suggère qu'à mesure que nous nous intéressons aux technologies de pointe, les chances d'une catastrophe peuvent être plus élevées que nous ne le pensons.

La nanotechnologie du monde réel informe l'histoire

Gussoff, un ancien professeur de sciences, a effectué de nombreuses recherches conceptuelles sur la nanorobotique et comprend que de nombreuses petites machines fonctionnant ensemble peuvent produire un effet important. Les robots MaGo sont des machines simplistes avec quelques lignes de code, mais ils peuvent être programmés pour utiliser la coopération pour atteindre des objectifs médicaux majeurs, et comment cette programmation pourrait muter pour pervertir ces objectifs. En tant que virologue, j'ai vu comment les nanomachines peuvent évoluer pour coopérer pour un effet systémique. Gussoff a raison.

J'ai parlé à Gussoff de la façon dont elle a conçu les robots MaGo, et elle a tissé ensemble une tapisserie complexe de sources. Au départ, elle a combiné un article de recherche original sur la longévité avec un excellent article de synthèse sur la nanomédecine de 2009, "Impact de la nanotechnologie sur l'administration de médicaments", par Omid C. Farokhzad et Robert Langer, tous deux du MIT-Harvard Center for Nanotechnology Excellence. 

Réalisant que la nanotechnologie pourrait fournir des médicaments qui prolongent la vie, Gussoff a imaginé ce que d'autre ils pouvaient le faire, et les bots MaGo sont nés. Elle a fait beaucoup de travail pour trouver des manuels accessibles et avait de bonnes idées sur l'avenir de la nanotechnologie. Elle recommande Conception de dispositifs et de systèmes nanomédicaux : défis, possibilités, visions, édité par Frank Boehm, PDG d'une entreprise de technologie nanomédicale. Cela vaut bien le prix de couverture de 170 $ si vous êtes intéressé par la technologie nanomédicale.

Dans le même temps, Gusoff a examiné comment les dollars de recherche sont dépensés et a remarqué que ce qu'elle appelle les conditions "sexy", "… celles qui affectent notre apparence extérieure, ou celles qui attaquent une partie du corps" souhaitable ", obtiennent le plus d'argent— pur et simple. En créant les robots MaGo, qui corrigent ces conditions "sexy" et servent de fontaine de jouvence, elle a combiné ces objectifs médicaux avec des principes qu'elle a appris dans la littérature sur la nano-ingénierie. Dans son monde, l'empressement humain à résoudre ces maladies "sexy" nous a fait oublier les conséquences, qu'elle a également basées sur ses recherches en nanomédecine. 

En lui parlant de cela, vous commencez à réaliser que ce qui était imprimé dans Le problème de l'anniversaire n'est qu'une infime fraction de la compréhension de la nanomédecine de Gussoff. Mais la question demeure : son imagination correspond-elle, pour le meilleur ou pour le pire, aux possibilités réelles de la nanomédecine ?

Les vrais nanorobots... sont faits d'ADN ?

L'un de mes projets de nanomédecine dans le monde réel préférés est le travail de Dr Ido Bachelet at L'Université Bar Ilan d'Israël.  Le Dr Bachelet utilise une technique appelée «origami ADN» pour construire des nanomachines à partir d'ADN. C'est incroyable ce qu'on peut faire avec cette technologie. Les interrupteurs et les machines complexes de ces nanomachines sont capables d'effectuer des tâches sophistiquées, telles que transporter des charges utiles de médicaments de chimiothérapie toxiques directement sur les cellules tumorales, et ne libérer leur cargaison que lorsqu'ils sont sûrs d'avoir atteint une cellule que le médecin veut tuer. 

Et ce n'est que la tâche la plus simple que le Dr Bachelet dit que ses nanomachines peuvent faire. Semblable aux robots MaGo, la programmation des machines à ADN du Dr Bachelet pour qu'elles fonctionnent comme un essaim de fourmis pourrait donner lieu à toutes sortes de technologies médicales fantastiques. Du haut de ma tête, je peux imaginer une souche de ces nanorobots qui remplaceraient les systèmes immunitaires défaillants des patients atteints du SIDA. Ou des machines qui pourraient réparer les dommages causés par les maladies cérébrales dégénératives avant que cela ne devienne un problème. Les possibilités sont infinies, mais si vous êtes intéressé par plus, Le Dr Bachelet fait un excellent travail en expliquant son travail dans cette conférence de TEDMED Israël.

Cependant, nous ne pouvons pas ignorer les possibilités négatives de la nanomédecine que Gussoff soulève dans son roman. Les nanorobots à ADN du Dr Bachelet ont-ils la possibilité de tous nous tuer ? Ce n'est pas une question idiote - les nanorobots médicaux fonctionnels auront beaucoup en commun avec les microbes qui nous rendent malades, après tout - mais la réponse est simple : l'origami d'ADN est un processus minutieux de mélange de courts brins d'ADN dans un cadre de laboratoire. Ces machines à ADN ne s'auto-répliquent pas, et donc, elles n'ont pas le risque de mutation aléatoire qui est présente dans quelque chose comme les bots MaGo. Par conséquent, les nanorobots du Dr Bachelet ne peuvent pas produire une progéniture tueuse inattendue et improbable comme dans Le problème de l'anniversaire.

Machines à métaux : aussi une option

Pourtant, les machines à ADN ne sont pas ce à quoi la plupart des gens pensent quand quelqu'un parle de « nanorobots ». Au lieu de cela, l'idée évoque des machines en métal et en silicium à petite échelle, et les robots MaGo de Le problème de l'anniversaire sont basés sur ce modèle. Les travaux sur ce type de robot en sont encore à leurs balbutiements, mais c'est un domaine de recherche actif et enthousiaste. 

En attendant, des projets de robotique à grande échelle travaillent également sur des « essaims » de robots qui peuvent coopérer afin de réaliser de grandes choses.  Il existe des applications militaires, manufacturières et aérospatiales, mais à mesure que la technologie robotique devient plus petite, il n'y a aucune raison pour que ces technologies de conception en essaim n'aient pas d'applications médicales. Si Gussoff a raison, cependant, il sera important d'inclure des garanties qui limitent l'auto-réplication de ces robots médicaux, ou du moins les empêchent de muter de manière dangereuse.

La nanotechnologie pourrait nous rendre immortels

Franchement, les avantages positifs potentiels sont trop importants pour que nous n'essayions pas de développer cette technologie. Tant que nous sommes intelligents pour inclure des garanties qui évitent une catastrophe comme celle présentée dans le Problème d'anniversaire, il y a beaucoup à gagner. Les nanorobots médicaux n'ont pas seulement le potentiel de guérir la maladie ; ils pourraient également manipuler notre métabolisme, à la volée, pour nous faire vivre plus longtemps, plus productifs et généralement plus satisfaits et efficaces dans nos vies. Cela changera probablement beaucoup de choses dans la société, à condition que nous ayons les connaissances scientifiques à appliquer lorsque les nanomachines seront prêtes pour les heures de grande écoute.

La recherche sur la longévité humaine accumule déjà des informations à utiliser dans les nanomédicaments. Il y a chaque jour de nouveaux articles sur la prolongation de la vie, et bien qu'il soit impossible de tout résumer ici, un exemple est la révélation récente cette activité de modification de l'enzyme AMPK, présente chez l'homme et de nombreux autres animaux, a prolongé la durée de vie des mouches des fruits de 30 %. 

À l'heure actuelle, ces informations ne sont pas utiles pour la santé humaine, car nous n'avons pas de technologie pour pénétrer dans les cellules et activer et désactiver les gènes à volonté. Avec les progrès de la nanomédecine qui ressemblent aux robots MaGo dans Le problème de l'anniversaire, ce type de connaissances pourrait être appliqué à une prolongation réaliste de la vie humaine. Cela pourrait prendre un certain temps, cependant - j'espère que nous vivrons tous pour voir le jour qui nous permettra de vivre éternellement.

Pourraient-ils VRAIMENT tous nous tuer ?

Bien sûr, nous ne pouvons pas discuter de ces nanorobots mécaniques plus traditionnels dans Le problème de l'anniversaire sans discuter également de la probabilité de résultats négatifs pour eux aussi, à savoir la possibilité que des essaims de robots finissent par tous nous tuer. Cela ne semble pas si farfelu, même si les machines ne peuvent pas s'auto-répliquer. En effet, ces derniers mois, un "fantôme dans la machine" sur le La Station spatiale internationale a lancé un total de quatre petits satellites, appelé CubeSats, sans aucune incitation humaine. Les CubeSats font partie d'une mission scientifique de stratégie "en essaim", mais ils nécessitent normalement une commande humaine pour être lancés. S'ils s'ennuient et se lancent, cela pourrait rendre une personne un peu mal à l'aise quant aux perspectives d'utiliser des essaims de robots en médecine.  Le problème de l'anniversaire puise dans cet inconfort.

Je ne pense pas que Gussoff essaie de jouer sur ce malaise pour nous dissuader de développer la nanomédecine. Les bonnes histoires de technopocalypse sur l'orgueil humain ne consistent pas à rester à l'écart des nouvelles technologies. La science-fiction technopocalypse consiste à regarder avant de sauter, et non à éviter complètement le saut. A aucun moment Le problème de l'anniversaire condamner les nanotechnologies. En fait, de nombreux personnages continuent de l'utiliser pour se maintenir en vie, malgré la façon dont les nanotechnologies voyous ont déchiré leur monde. Au lieu de cela, le commentaire de cet ouvrage sur la nanotechnologie est un avertissement. Dans l'état actuel des choses, l'argent de la recherche est mal alloué à des causes superficielles, et si nous ne sommes pas conscients de nous-mêmes et prudents, nous pourrions développer quelque chose aux conséquences dangereuses. Le message est la prudence, pas un moratoire sur la nanomédecine.

Apocalypse évitée

Cela dit, je ne suis pas trop inquiet. Les chercheurs en médecine ont tendance à avoir des préoccupations comme celle-ci au premier plan de leur esprit. Contrairement à ce que vous pourriez penser des films Bond, personne ne veut être le médecin qui a mis fin au monde. La communauté du génie médical est soumise à de nombreuses réglementations, et j'imagine que des essais cliniques seront construits pour rendre ces produits sûrs plutôt que de minuscules cavaliers de l'apocalypse. Parmi les scénarios apocalyptiques qui m'empêchent de dormir la nuit, la nanotechnologie qui nous rend tous suicidaires se classe assez bas. Pourtant, cela donne une lecture assez intéressante, avec un calibre littéraire qui correspond à une science-fiction classique et primée.

En fait, pendant que je le lisais, cela me rappelait le monde fragmenté du grand film de Neal Stephenson. L'âge du diamant, qui se concentre également sur un avenir nanotechnologique. Par contre, Le problème de l'anniversaire est moins agressif et contient une distribution de personnages plus diversifiée composée de personnes de nombreuses races, religions et orientations sexuelles. L'équilibre entre les sexes est également bien atteint. Si tu as aimé L'âge de diamant, mais vous voulez quelque chose avec un sens actualisé de la représentation et de la nanotechnologie informé par la science actuelle, vous allez adorer Le problème de l'anniversaire.

Tout à fait, Le problème de l'anniversaire a beaucoup à ajouter à la conversation futuriste entourant la nanotechnologie et la nanorobotique. Sa portée technologique étroite permet d'étudier les problèmes humains réels et les dangers potentiels que les ingénieurs en nanotechnologie devront prévenir grâce à une bonne conception. Cela nous oblige à réfléchir non seulement aux effets improbables de la nanorobotique, mais aussi aux effets improbables de nos propres actions. La large portée humaine et les scénarios qui se chevauchent en font une histoire vivante et respirante qui donne l'impression qu'elle se déroule dans un futur réel. Au fur et à mesure que le lecteur parcourt ce que Gussoff a imaginé, il réfléchit à nos propres visions de l'avenir aujourd'hui et nous permet de nous interroger sur la façon dont le futurisme de 2014 façonnera le monde - ferons-nous attention à ce que nous développons, ou laisserons-nous les ambitions prendre nous en territoire dangereux? Les dix mille lignes de code erronées pourraient faire toute la différence.