Xenobots: Bioloģija plus mākslīgais intelekts varētu nozīmēt jaunas dzīves recepti

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Aprīlis 25, 2022

Ieskata kopsavilkums

Ksenoboti, mākslīgās dzīvības formas, kas veidotas no bioloģiskiem audiem, ir gatavas pārveidot dažādas jomas, sākot no medicīnas līdz vides sakopšanai. Šīs mazās struktūras, kas izveidotas, apvienojot ādas un sirds muskuļa šūnas, var veikt tādus uzdevumus kā pārvietošanās, peldēšana un pašatveseļošanās ar potenciālu pielietojumu reģeneratīvajā medicīnā un izprotot sarežģītas bioloģiskās sistēmas. Ksenobotu ilgtermiņa ietekme ietver precīzākas medicīniskās procedūras, efektīvu piesārņotāju noņemšanu, jaunas darba iespējas un privātuma problēmas.

Xenobot konteksts

Ksenoboti, kas nosaukti Āfrikas spīļotās vardes vai Xenopus laevis vārdā, ir mākslīgas dzīvības formas, ko datori izstrādājuši noteiktu lomu izpildei. Ksenoboti sastāv no bioloģiskiem audiem un ir konstruēti, apvienojot tos. Tas, kā definēt ksenobotus — kā robotus, organismus vai kaut ko citu, bieži vien joprojām ir strīda punkts akadēmisko aprindu un nozares ieinteresēto personu vidū.

Agrīnie eksperimenti ietvēra ksenobotu izveidi, kuru platums ir mazāks par milimetru (0.039 collas), un tie ir izgatavoti no divu veidu šūnām: ādas šūnām un sirds muskuļa šūnām. Ādas un sirds muskuļu šūnas tika ražotas no cilmes šūnām, kas savāktas no agrīniem, blastulas stadijas varžu embrijiem. Ādas šūnas darbojās kā atbalsta struktūra, savukārt sirds šūnas darbojās līdzīgi sīkiem motoriem, izplešoties un saraujoties apjomā, lai virzītu ksenobotu uz priekšu. Ksenobota ķermeņa struktūra un ādas un sirds šūnu sadalījums tika izveidots autonomi simulācijā, izmantojot evolūcijas algoritmu. 

Ilgtermiņā ksenoboti tiek izstrādāti, lai pārvietotos, peldētu, stumtu granulas, pārvadātu kravas un darbotos baros, lai savāktu materiālu, kas izkliedēts pa trauka virsmu kārtīgās kaudzēs. Viņi var izdzīvot nedēļas bez barības un pašatveseļoties pēc plīsumiem. Ksenoboti var izdīgt skropstu plankumus sirds muskuļa vietā un izmantot tos kā miniatūrus airus peldēšanai. Tomēr ksenobota kustība, ko darbina skropstas, pašlaik ir mazāk kontrolēta nekā ksenobota pārvietošanās ar sirds muskuli. Turklāt ksenobotiem var pievienot ribonukleīnskābes molekulu, lai nodrošinātu molekulāro atmiņu: ja tie tiek pakļauti noteikta veida gaismai, tie spīd noteiktā krāsā, skatoties fluorescences mikroskopā.

Traucējoša ietekme

Noteiktos veidos ksenoboti tiek veidoti kā parasti roboti, taču šūnu un audu izmantošana ksenobotos nodrošina tiem atšķirīgu formu un rada paredzamu uzvedību, nevis paļauties uz mākslīgiem komponentiem. Kamēr iepriekšējos ksenobotus virzīja uz priekšu sirds muskuļa šūnu kontrakcija, jaunākās paaudzes ksenoboti peld ātrāk, un to virsmas virza uz matiem līdzīgas iezīmes. Turklāt viņi dzīvo trīs līdz septiņas dienas ilgāk nekā viņu priekšgājēji, kas dzīvoja aptuveni septiņas dienas. Nākamās paaudzes ksenobotiem ir arī zināma spēja atklāt apkārtni un mijiedarboties ar to.

Ksenoboti un to pēcteči var sniegt ieskatu daudzšūnu radījumu evolūcijā no primitīviem vienšūnu organismiem un informācijas apstrādes, lēmumu pieņemšanas un izziņas pirmsākumiem bioloģiskajās sugās. Nākotnes ksenobotu atkārtojumus var pilnībā izveidot no pacientu šūnām, lai labotu bojātos audus vai īpaši vērstos pret vēzi. To bioloģiskās noārdīšanās spējas dēļ ksenobota implantiem būtu priekšrocības salīdzinājumā ar plastmasu vai metālu balstītu medicīnas tehnoloģiju iespējām, kas varētu būtiski ietekmēt reģeneratīvo medicīnu. 

Bioloģisko "robotu" turpmāka attīstība var ļaut cilvēkiem labāk izprast gan dzīvās, gan robotu sistēmas. Tā kā dzīve ir sarežģīta, manipulācijas ar dzīvības formām var mums palīdzēt atklāt dažus dzīves noslēpumus, kā arī uzlabot AI sistēmu izmantošanu. Papildus tūlītējai praktiskajai pielietošanai ksenoboti var palīdzēt pētniekiem izprast šūnu bioloģiju, paverot ceļu cilvēku veselības un dzīves ilguma attīstībai nākotnē.

Ksenobotu ietekme

Plašāka ksenobotu ietekme var ietvert:

• Ksenobotu integrācija medicīniskajās procedūrās, kas noved pie precīzākām un mazāk invazīvām operācijām, uzlabojot pacientu atveseļošanās laiku.
• Ksenobotu izmantošana vides attīrīšanai, kas nodrošina efektīvāku piesārņotāju un toksīnu izvadīšanu, uzlabojot ekosistēmu vispārējo veselību.
• Uz ksenobotu balstītu izglītības rīku izstrāde, kas nodrošina uzlabotu mācību pieredzi bioloģijā un robotikā, veicinot studentu interesi par STEM jomām.
• Jaunu darba iespēju radīšana ksenobotu pētniecībā un attīstībā.
• Iespējamā ksenobotu ļaunprātīga izmantošana uzraudzībā, kas rada bažas par privātumu un liek pieņemt jaunus noteikumus, lai aizsargātu personas tiesības.
• Risks, ka ksenoboti neparedzami mijiedarbojas ar dabiskajiem organismiem, izraisot neparedzētas ekoloģiskas sekas un kas prasa rūpīgu uzraudzību un kontroli.
• Ksenobotu izstrādes un ieviešanas augstās izmaksas, kas rada ekonomiskas problēmas mazākiem uzņēmumiem un iespējamu nevienlīdzību šīs tehnoloģijas pieejā.
• Ētiskie apsvērumi, kas saistīti ar ksenobotu izveidi un izmantošanu, izraisot intensīvas debates un iespējamās juridiskās problēmas, kas var veidot turpmāko politiku.

Jautājumi, kas jāapsver

• Vai jūs domājat, ka ksenoboti var novest pie iepriekš neārstējamu slimību izārstēšanas vai ļaut tiem, kas ar tām slimo, dzīvot ilgāku un auglīgāku dzīvi?
• Kādiem citiem potenciālajiem pielietojumiem var izmantot ksenobota pētniecību?