Xenobot の生物学と人工知能は、新しい生命のレシピを意味する可能性があります。クォンタムラン

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Xenobots: 生物学と人工知能は、新しい生命のレシピを意味する可能性があります

最初の「生きたロボット」の作成は、人間が人工知能 (AI) を理解し、ヘルスケアに取り組み、環境を保護する方法を変える可能性があります。

著者：
著者名
クォンタムラン・フォーサイト
2022 年 4 月 25 日

洞察の要約

生物組織から設計された人工生命体であるゼノボットは、医療から環境浄化に至るまで、さまざまな分野に変革を起こそうとしています。皮膚と心筋細胞の組み合わせによって作られたこれらの小さな構造は、移動、水泳、自己修復などのタスクを実行でき、再生医療や複雑な生物学的システムの理解に応用できる可能性があります。ゼノボットの長期的な影響には、より正確な医療処置、効率的な汚染物質除去、新たな雇用機会、プライバシーへの懸念などが含まれます。

Xenobot のコンテキスト

アフリカツメガエルまたは Xenopus laevis にちなんで名付けられたゼノボットは、コンピューターによって特定の役割を実行するように設計された人工生命体です。ゼノボットは生体組織を組み合わせて構成・構築されています。ゼノボットをロボット、有機体、またはまったく別のものとして定義する方法は、学界や業界の利害関係者の間でしばしば論争の的となっています。

初期の実験では、幅が 0.039 ミリメートル (XNUMX インチ) 未満で、皮膚細胞と心筋細胞の XNUMX 種類の細胞で構成されるゼノボットの作成が行われました。皮膚と心筋の細胞は、初期の胞胚期のカエルの胚から採取した幹細胞から生成されました。皮膚細胞は支持構造として機能し、心臓細胞は小さなモーターのように機能し、容積を拡大および縮小してゼノボットを前進させました。ゼノボットの体の構造と、皮膚細胞と心臓細胞の分布は、進化的アルゴリズムによるシミュレーションで自律的に作成されました。

長期的には、xenobots は、移動、泳ぎ、ペレットの押し込み、ペイロードの輸送、および群れで動作して、皿の表面に散らばった材料をきちんとした山に集めるように設計されています。彼らは栄養なしで何週間も生き残ることができ、裂傷の後に自己治癒します. Xenobots は、心筋の代わりに繊毛のパッチを発芽させ、それらを水泳用のミニチュアオールとして利用することができます。ただし、繊毛を動力源とするゼノボットの動きは、現在のところ、心筋によるゼノボットの移動ほど制御されていません。さらに、リボ核酸分子をゼノボットに追加して分子記憶を付与することもできます。特定の種類の光にさらされると、蛍光顕微鏡で見ると特定の色に光ります。

破壊的な影響

ある意味、ゼノボットは通常のロボットと同じように作られていますが、ゼノボットに細胞や組織を使用することで、人工的なコンポーネントに依存するのではなく、独特の形状を与え、予測可能な動作を生み出します。以前のゼノボットは心筋細胞の収縮によって前方に推進されていましたが、新しい世代のゼノボットはより速く泳ぎ、表面の毛のような特徴によって推進されます。さらに、彼らは約XNUMX日間生きた先代の動物よりもXNUMX〜XNUMX日長く生きます。次世代のゼノボットは、周囲の環境を検出して相互作用する能力も備えています。

Xenobots とその後継者は、原始的な単細胞生物からの多細胞生物の進化と、生物種における情報処理、意思決定、および認識の始まりについての洞察を提供する可能性があります。ゼノボットの将来の反復は、完全に患者の細胞から構築され、損傷した組織を修復したり、がんを特異的に標的にしたりする可能性があります。生分解性により、xenobot インプラントは、再生医療に大きな影響を与える可能性のある、プラスチックや金属ベースの医療技術オプションよりも優れています。

生物学的「ロボット」のさらなる開発により、人間は生物システムとロボットシステムの両方をよりよく理解できるようになる可能性があります。生命は複雑であるため、生命体を操作することは、生命の謎の一部を解明し、AI システムの使用を強化するのに役立つ可能性があります。直接の実用的なアプリケーションとは別に、ゼノボットは研究者が細胞生物学を理解しようとするのを助け、将来の人間の健康と寿命の進歩への道を開くかもしれません。