Xenobots: Líffræði auk gervigreindar gæti þýtt uppskrift að nýju lífi

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Apríl 25, 2022

Innsýn samantekt

Xenobots, gervi lífsform hannað úr líffræðilegum vefjum, eru tilbúnir til að umbreyta ýmsum sviðum, frá læknisfræði til umhverfishreinsunar. Þessir örsmáu mannvirki, búin til með blöndu af húð- og hjartavöðvafrumum, geta framkvæmt verkefni eins og að hreyfa sig, synda og sjálfsheilun, með hugsanlegri notkun í endurnýjunarlækningum og skilja flókin líffræðileg kerfi. Langtímaáhrif xenobots fela í sér nákvæmari læknisaðgerðir, skilvirkan flutning mengunarefna, ný atvinnutækifæri og áhyggjur af friðhelgi einkalífsins.

Xenobot samhengi

Nefndir eftir afríska klófrosknum eða Xenopus laevis, xenobots eru tilbúnar lífsform sem eru hönnuð af tölvum til að framkvæma ákveðin hlutverk. Xenobots eru samsettir úr og smíðaðir með því að sameina líffræðilega vefi. Hvernig á að skilgreina xenobots - sem vélmenni, lífverur eða eitthvað allt annað - er oft ágreiningsefni meðal fræðimanna og hagsmunaaðila í iðnaði.

Snemma tilraunir hafa falið í sér að búa til xenobots með breidd sem er innan við millimetra (0.039 tommur) og eru gerðir úr tvenns konar frumum: húðfrumum og hjartavöðvafrumum. Húð- og hjartavöðvafrumur voru framleiddar úr stofnfrumum sem safnað var úr snemma froskafósturvísum á blastulastigi. Húðfrumurnar virkuðu sem burðarvirki en hjartafrumurnar virkuðu svipað og örsmáar mótorar, þenjast út og dragast saman að rúmmáli til að knýja xenobotinn áfram. Uppbygging líkama xenobot og dreifing húð- og hjartafrumna var búin til sjálfstætt í uppgerð með þróunaralgrími. 

Til lengri tíma er verið að hanna xenobots til að hreyfa sig, synda, ýta köglum, flytja farm og starfa í kvikum til að safna efni dreift um yfirborð fatsins í snyrtilegar hrúgur. Þeir geta lifað af í margar vikur án næringar og sjálfsgræðslu eftir sár. Xenobots geta spírað bletti af cilia í stað hjartavöðva og notað þá sem litla árar til að synda. Hins vegar er hreyfing xenobot knúin af cilia minna stjórnað en xenobot hreyfing hjartavöðva. Að auki má bæta ríbónsýrusameind í xenobots til að veita sameindaminni: þegar þau verða fyrir ákveðinni tegund ljóss munu þau ljóma í tilteknum lit þegar þau eru skoðuð undir flúrljómunarsmásjá.

Truflandi áhrif

Á vissan hátt eru xenobots byggðir eins og venjuleg vélmenni, en notkun frumna og vefja í xenobots gefur þeim sérstaka lögun og skapar fyrirsjáanlega hegðun frekar en að treysta á gervihluta. Þó fyrri xenobots hafi verið knúin áfram með samdrætti hjartavöðvafrumna, synda nýrri kynslóðir xenobots hraðar og eru knúin áfram af hárlíkum eiginleikum á yfirborði þeirra. Að auki lifa þeir á milli þremur og sjö dögum lengur en forverar þeirra, sem lifðu í um það bil sjö daga. Næsta kynslóð xenobots hefur einnig nokkra getu til að greina og hafa samskipti við umhverfi sitt.

Xenobots og arftakar þeirra geta veitt innsýn í þróun fjölfrumuvera frá frumstæðum einfrumu lífverum og upphaf upplýsingavinnslu, ákvarðanatöku og þekkingar í líffræðilegum tegundum. Framtíðarendurtekningar xenobots geta verið smíðaðar að öllu leyti úr frumum sjúklinga til að gera við skemmdan vef eða miða sérstaklega á krabbamein. Vegna lífbrjótanleika þeirra myndu xenobot ígræðslur hafa forskot á lækningatækni sem byggir á plasti eða málmi, sem gæti haft veruleg áhrif á endurnýjunarlækningar. 

Frekari þróun líffræðilegra „vélmenna“ gæti gert mönnum kleift að skilja bæði lifandi og vélfærakerfi betur. Þar sem lífið er flókið getur það að vinna með lífsform hjálpað okkur að leysa suma leyndardóma lífsins, auk þess að auka notkun okkar á gervigreindarkerfum. Burtséð frá því að nota strax, gætu xenobots aðstoðað vísindamenn í leit sinni að því að skilja frumulíffræði, sem ryðja brautina fyrir framtíðarheilbrigði manna og framfarir á lífsleiðinni.

Afleiðingar xenobots

Víðtækari áhrif xenobots geta falið í sér:

• Samþætting xenobots í læknisaðgerðum, sem leiðir til nákvæmari og minna ífarandi skurðaðgerða, sem bætir batatíma sjúklinga.
• Notkun xenobots til umhverfishreinsunar, sem leiðir til skilvirkari fjarlægingar mengunarefna og eiturefna, sem eykur heildarheilbrigði vistkerfa.
• Þróun kennslutækja sem byggja á xenobot, sem leiðir til aukinnar námsupplifunar í líffræði og vélfærafræði, sem eykur áhuga á STEM sviðum meðal nemenda.
• Sköpun nýrra atvinnutækifæra í rannsóknum og þróun xenobot.
• Hugsanleg misnotkun xenobots í eftirliti, sem leiðir til áhyggjuefna um friðhelgi einkalífsins og krefst nýrrar reglugerðar til að vernda réttindi einstaklinga.
• Hættan á að xenobotar hafi ófyrirsjáanleg samskipti við náttúrulegar lífverur, sem leiði til ófyrirséðra vistfræðilegra afleiðinga og krefjist vandlegrar vöktunar og eftirlits.
• Mikill kostnaður við þróun og innleiðingu xenobot, sem leiðir til efnahagslegra áskorana fyrir smærri fyrirtæki og hugsanlegs misréttis í aðgangi að þessari tækni.
• Siðferðileg sjónarmið í kringum stofnun og notkun xenobots, leiða til mikillar umræðu og hugsanlegra lagalegra áskorana sem geta mótað framtíðarstefnu.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Telur þú að xenobots geti leitt til þess að sjúkdómar sem áður var ómeðhöndlaðir læknast eða leyfa þeim sem þjást af þeim að lifa lengra og frjósamara lífi?
• Hvaða önnur hugsanleg forrit er hægt að nota xenobot rannsóknir á?