Կենդանի ռոբոտներ. գիտնականները վերջապես ռոբոտներից կենդանի արարածներ են ստեղծել

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Դեկտեմբերի 8, 2022

Insight ամփոփում

Գիտնականները փորձարկում են՝ մետաղի և պլաստիկի փոխարեն կենսաբանական հյուսվածքներից ռոբոտներ ստեղծելու ուղղությամբ: Այս կենդանի ռոբոտների ներուժը հսկայական է՝ դեղերի մշակումից մինչև թերապևտիկ և նանոռոբոտիկա: Այս հիբրիդային օրգանիզմները ոչ միայն «կենդանի» են, այլև ծրագրավորվող են:

Կենդանի ռոբոտների համատեքստ

2020 թվականին Վերմոնտի համալսարանի և ԱՄՆ-ի Թաֆթսի համալսարանի հետազոտողները ստեղծեցին կենդանի ռոբոտներ՝ օգտագործելով աֆրիկյան ճանկերով գորտի բջիջները (Xenopus laevis) Այս կենդանի ռոբոտները, որոնք կոչվում են Քսենոբոտներ, ցուցադրել են ուշագրավ ունակություններ: Նրանք կարող էին ինքնաբուժվել, երբ վնասված էին, ինչպես բնական օրգանիզմների բուժման գործընթացին: Բացի այդ, նրանք քայքայվեցին իրենց առաջադրանքը կատարելուց հետո՝ արտացոլելով օրգանական էակների կյանքի ցիկլը:

Այս քսենոբոտները չափել են ոչ ավելի, քան 1 միլիմետր: Նրանց նախագծման գործընթացը ներառում էր գերհամակարգչի վրա գործող բարդ ալգորիթմ, որը գործնականում «զարգացնում է» դրանք: Այս ալգորիթմը սկսվեց եռաչափ կոնֆիգուրացիաների բազմազանությամբ՝ օգտագործելով 500-ից 1,000 գորտի մաշկի և սրտի բջիջներ: Յուրաքանչյուր կոնֆիգուրացիա ներկայացնում էր Xenobots-ի պոտենցիալ դիզայնը: Այնուհետև սուպերհամակարգիչը վիրտուալ կերպով փորձարկեց յուրաքանչյուր դիզայն՝ գնահատելով, թե որքան արդյունավետ են նրանք կատարում հիմնական գործառույթները, օրինակ՝ շարժվելը՝ ի պատասխան սրտի բջիջների ռիթմիկ կծկումների:

Ամենահաջող նախագծերը հանգեցրին հաջորդ սերնդի նախատիպերի զարգացմանը: Այս նախատիպերը ենթարկվել են խիստ փորձարկման՝ գնահատելու դրանց արդյունավետությունը մի շարք առաջադրանքների մեջ: Սրտի բջիջները գործել են որպես մանրանկարիչ շարժիչներ՝ կծկվելով և հանգստանալով ռոբոտներին առաջ մղելու համար: Այս կենսաբանական մեխանիզմը քսենոբոտներին հնարավորություն է տվել ինքնավար շարժվել: Այս բջիջները բավականաչափ կենսաբանական էներգիա էին պահում ռոբոտներին մեկ շաբաթից մինչև տասը օր պահելու համար:

Խանգարող ազդեցություն

2021 թվականին թիմը ընդլայնեց իր Xenobot նախատիպը՝ ավելի արագ, տարբեր միջավայրերում ավելի արդյունավետ նավարկելու և ավելի երկար կյանք ունենալու համար: Այս նոր Քսենոբոտները դեռ կարող են միասին աշխատել խմբերով և բուժել իրենց, եթե վնասվեն: Xenobots 1.0-ի կառուցման «վերևից ներքև» մոտեցման ժամանակ պատրաստվել են միլիմետր չափի ավտոմատներ՝ հյուսվածքների տեղադրմամբ և գորտի մաշկի և սրտի բջիջների վիրահատական ​​ձևավորումով: Հաջորդ տարբերակը կիրառում է ավելի արդյունավետ «ներքևից վեր» մոտեցում:

Թաֆթսի համալսարանի կենսաբանների թիմը սկսել է աֆրիկյան գորտի սաղմերից վերցված ցողունային բջիջներից: Այնուհետև այս բջիջները թողնվել են զարգանալու և վերածվել սֆերոիդների, որտեղ որոշ բջիջներ մի քանի օրից տարբերվել են՝ առաջացնելով թարթիչներ: (Cilia-ն փոքրիկ ելուստներ են, որոնք նման են մազերի և շարժվում են ետ ու առաջ կամ պտտվում են որոշակի ձևով): 

Բնօրինակ քսենոբոտներն օգտագործում էին բնականորեն առաջացող սրտի բջիջները՝ սողացող շարժում ստեղծելու համար, սակայն նոր գնդաձև բոտերն իրենց տեղաշարժը ստանում են թարթիչներից: Գորտերի և մարդկանց մոտ թարթիչները սովորաբար հայտնաբերվում են լորձաթաղանթների վրա, ինչպես թոքերը, որոնք օգնում են հեռացնել պաթոգենները և այլ օտար նյութեր: Քսենոբոտների վրա, սակայն, դրանք վերափոխվել են մակերեսի վրա արագ տեղաշարժ ապահովելու համար:

Նոր Xenobot-ները շատ ավելի արագ և ավելի լավ են կատարում այնպիսի առաջադրանքներ, ինչպիսիք են աղբահանությունը, քան 2020 թվականի մոդելը: Նրանք կարող են միասին աշխատել պարամի մեջ՝ անցնելու Պետրիի ափսեի միջով և երկաթի օքսիդի մասնիկների ավելի մեծ կույտեր հավաքելու համար: Նրանք կարող են նաև ծածկել մեծ հարթ մակերեսներ կամ ճանապարհորդել նեղ մազանոթներով: Այս ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ այս կենսաբանական բոտերն ապագայում ունակ են ավելի բարդ վարքագծի: Օրինակ, ռոբոտաշինության առաջնային առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ նրանք կարող են հիշել և օգտագործել անցյալի տեղեկատվությունը իրենց վարքագիծը փոխելու համար: Եվ ինչպես պատահում է, Xenobot-ի վերջին արդիականացումը ներառում էր ևս մեկ կարևոր հատկություն՝ տվյալներ գրանցելու հնարավորություն:

Բացի այդ, շնորհիվ իրենց եզակի հատկանիշների, գիտնականներն ասում են, որ ռոբոտների ապագա տարբերակները կարող են օգտագործվել այնպիսի խնդիրներում, ինչպիսիք են օվկիանոսներում միկրոպլաստիկ աղտոտվածությունը մաքրելը, թունավոր նյութերը մարսելը, օրգանիզմում դեղամիջոցներ հասցնելը կամ զարկերակների պատերից սալերի հեռացումը:

Կենդանի ռոբոտների հետևանքները

Կենդանի ռոբոտների ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Կենդանի ռոբոտները ներարկվում են նյարդաբանական խանգարումներ, ինչպիսիք են Ալցհեյմերի և Պարկինսոնի հիվանդությունը բուժելու համար՝ իրենց ինքնավերականգնվող հատկությունների միջոցով:
• Կենդանի ռոբոտները փորձարկում են, թե ինչպես են բջիջները արձագանքում տարբեր դեղամիջոցներին և դեղաչափերին՝ արագացնելով դեղերի մշակումը և դարձնելով այն ավելի անվտանգ:
• Կենդանի ռոբոտներ, որոնք օգտագործվում են միկրոպլաստիկ և այլ նանոմասնիկներ ոչնչացնելու համար:
• Գիտնականներն օգտագործում են կենդանի ռոբոտների տարբեր խմբեր՝ վերականգնողական բժշկության համար ավելի խորը բջջային և օրգանիզմների հետազոտություններ իրականացնելու համար:
• Աճող քննարկումներ են ծավալվում այն ​​մասին, թե արդյոք կենդանի ռոբոտները պետք է դասակարգվեն որպես մեքենաներ, թե իրավունքներ ունեցող կենդանի արարածներ:
• Դեղագործության և առողջապահության ոլորտներում ձեռնարկությունները տեղափոխվում են կենդանի ռոբոտների տեխնոլոգիաներ՝ դեղերի նպատակային առաքման համար, ինչը հանգեցնում է ավելի ճշգրիտ և արդյունավետ բուժման:
• Բնապահպանական գործակալություններ, որոնք օգտագործում են կենդանի ռոբոտներ կենսավերականգնման գործընթացների համար՝ արդյունավետորեն մաքրելով աղտոտված ջրային մարմինները և հողը:
• Կառավարությունների կողմից էթիկական ուղեցույցների և կանոնակարգերի առաջացում՝ կենդանի ռոբոտների օգտագործումը վերահսկելու համար՝ ապահովելով պատասխանատու զարգացում և կիրառում տարբեր ոլորտներում:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Որո՞նք են կենդանի ռոբոտները բժշկական հետազոտությունները բարելավելու այլ եղանակներ:
• Ի՞նչ եք կարծում, կենդանի ռոբոտները ինչպե՞ս կօգտագործվեն այլ ոլորտներում: