Tech Tales: Mengkaji Masalah Hari Lahir Caren Gussoff.

Apakah kemungkinan kiamat nanobot?

Ahli nanoteknologi hari ini mengimpikan robot kecil yang boleh menyembuhkan--atau menyebabkan--masalah besar.

Mainan kecil ahli teknologi mengganas Tacoma

Dalam Caren Gussoff Masalah Hari Lahir, penulis menggunakan fakta itu untuk membina dunia pasca apokaliptik untuk kita yang mempamerkan kemungkinan luas untuk nanoteknologi.  Terletak di Seattle sekitar akhir abad ke-21, Masalah Hari Lahir menggambarkan dunia yang mencapai impian jurutera bioperubatan di mana-mana: ciptaan nanobot perubatan yang dipanggil bot "MaGo" menjanjikan penawar untuk semua penyakit manusia dan jaminan keremajaan dan kecergasan sepanjang hayat. Tiada siapa yang hidup selamanya, tetapi dengan bot MaGo, semua orang mati muda pada usia tua yang matang.

Sehingga sesuatu menjadi kacau, dan jenis bot baharu menyebabkan ramai orang sakit maut. Asal usul bot, dan kesan psikiatri pelik mereka terhadap mangsa mereka, diterokai melalui pandangan sebilangan besar watak-watak yang ceritanya mungkin terjalin dalam fesyen yang menjadikan novel itu terasa seperti persilangan Dunia Aneh antara Seinfeld and Jalan itu.

Unsur teknologi dan sastera karya Gussoff tertumpu pada idea bahawa dalam kumpulan besar, perkara yang tidak mungkin untuk seseorang individu menjadi berkemungkinan dalam kumpulan itu. Perkara ini disebut dalam tajuk; "Masalah Hari Lahir" ialah percubaan pemikiran klasik dalam statistik. Jika terdapat X bilangan orang di majlis, apakah kemungkinan mereka berkongsi hari lahir?

Apa yang peliknya?

Kebanyakan orang terkejut apabila mengetahui bahawa kemungkinan adalah tinggi walaupun untuk kumpulan kecil--lagipun, terdapat hanya 366 pilihan. Memainkan idea kesan yang tidak dijangka ini dalam kumpulan, jalan cerita yang saling berkait antara pelbagai watak semuanya bertindih—walaupun watak itu tidak menyedarinya.  Masalah Hari Lahir, seperti namanya, mengingatkan kita bahawa apabila terdapat pembolehubah yang mencukupi, tindakan kita yang tidak penting mempunyai akibat yang lebih besar daripada yang kita jangkakan.

Adalah masuk akal bahawa rangkaian besar orang akan mempunyai interaksi rawak yang kompleks, dan kadangkala membawa bencana. Adakah teori huru-hara yang sama digunakan untuk nanorobots? Walaupun ia tidak pernah dinyatakan secara terang-terangan, Masalah Hari Lahir mencadangkan bahawa semasa kita mencuba teknologi canggih, kemungkinan malapetaka mungkin lebih tinggi daripada yang kita fikirkan.

Teknologi Nano Dunia Sebenar Memaklumi Kisahnya

Gussoff, bekas guru sains, melakukan banyak penyelidikan konseptual tentang nanorobotik, dan memahami bahawa banyak mesin kecil yang bekerja bersama boleh menghasilkan kesan yang besar. Bot MaGo ialah mesin ringkas dengan beberapa baris kod, tetapi ia boleh diprogramkan untuk menggunakan kerjasama untuk mencapai matlamat perubatan utama, dan bagaimana pengaturcaraan itu boleh berubah untuk menyelewengkan matlamat tersebut. Sebagai ahli virologi, saya telah melihat bagaimana mesin nano boleh berkembang untuk bekerjasama untuk kesan sistemik. Gussoff faham.

Saya bercakap dengan Gussoff tentang cara dia memahami bot MaGo, dan dia menganyam satu permaidani sumber yang kompleks. Pada mulanya, dia menggabungkan kertas penyelidikan asal tentang umur panjang dengan kertas kajian nanomedicine 2009 yang sangat baik, "Kesan Nanoteknologi terhadap Penyampaian Ubat," oleh Omid C. Farokhzad dan Robert Langer, kedua-duanya dari MIT-Harvard Centre for Nanotechnology Excellence. 

Menyedari bahawa nanoteknologi boleh menyampaikan ubat-ubatan yang memanjangkan hayat, Gussoff membayangkan apa lagi mereka boleh lakukan, dan bot MaGo telah dilahirkan. Dia melakukan banyak kerja mencari buku teks yang boleh diakses dan mempunyai idea yang baik tentang masa depan nanoteknologi. Dia mengesyorkan Reka Bentuk Peranti dan Sistem Nanoperubatan: Cabaran, Kemungkinan, Penglihatan, disunting oleh Frank Boehm, Ketua Pegawai Eksekutif sebuah syarikat teknologi nanomedik. Ia sangat berbaloi dengan harga perlindungan $170 jika anda berminat dengan teknologi nanomedik.

Pada masa yang sama, Gusoff melihat bagaimana wang penyelidikan dibelanjakan dan mendapati bahawa apa yang dipanggilnya keadaan "seksi", "...mereka yang mempengaruhi penampilan luaran kita, atau mereka yang menyerang bahagian badan yang 'diingini' mendapat wang paling banyak— jelas dan ringkas.” Dalam mencipta bot MaGo, yang membetulkan keadaan "seksi" ini dan berfungsi sebagai mata air remaja, dia menggabungkan objektif perubatan ini dengan prinsip yang dipelajarinya dalam kesusasteraan kejuruteraan nano. Dalam dunianya, keinginan manusia untuk menyelesaikan penyakit "seksi" ini menyebabkan kita terlepas pandang akibatnya, yang mana dia juga berdasarkan penyelidikannya ke dalam nanomedikina. 

Bercakap dengannya tentang perkara ini, anda mula menyedari bahawa apa yang dicetak Masalah Hari Lahir hanyalah sebahagian kecil daripada pemahaman nanomedicine Gussoff. Tetapi persoalannya tetap: adakah imaginasinya, baik atau buruk, sepadan dengan kemungkinan dunia sebenar nanomedicine?

Nanorobots sebenar...diperbuat daripada DNA?

Salah satu projek nanomedicine dunia sebenar kegemaran peribadi saya ialah hasil kerja Dr Ido Bachelet at Universiti Bar Ilan Israel.  Dr. Bachelet menggunakan teknik yang dipanggil "origami DNA" untuk membina mesin nano daripada DNA. Sungguh menakjubkan apa yang boleh dilakukan dengan teknologi ini. Suis dan jentera kompleks dalam mesin nano ini dapat menjalankan tugas yang canggih, seperti membawa muatan ubat kemoterapi toksik terus ke sel tumor, dan hanya melepaskan kargonya apabila mereka pasti mereka telah mencapai sel yang doktor mahu untuk membunuh. 

Dan itu hanya tugas paling mudah yang Dr. Bachelet berkata mesin nanonya boleh lakukan. Sama seperti bot MaGo, pengaturcaraan mesin DNA Dr. Bachelet untuk beroperasi sebagai kawanan seperti semut boleh menghasilkan semua jenis teknologi perubatan fantasi. Di atas kepala saya, saya boleh membayangkan ketegangan nanorobots ini yang akan menggantikan sistem imun pesakit AIDS yang gagal. Atau mesin yang boleh membaiki kerosakan yang disebabkan oleh penyakit otak degeneratif sebelum ia menjadi masalah. Kemungkinannya tidak berkesudahan, tetapi jika anda berminat dengan lebih banyak lagi, Dr. Bachelet melakukan kerja yang hebat menerangkan kerjanya dalam ceramah dari TEDMED Israel ini.

Walau bagaimanapun, kami tidak boleh menolak kemungkinan negatif nanomedicine yang dibangkitkan Gussoff dalam novelnya. Adakah nanorobots DNA Dr. Bachelet mempunyai kemungkinan untuk membunuh kita semua? Itu bukan soalan bodoh--nanorobots perubatan yang bekerja akan mempunyai banyak persamaan dengan mikrob yang membuat kita sakit, selepas semua--tetapi ia mempunyai jawapan yang mudah: origami DNA ialah proses yang teliti untuk mencampurkan helai DNA pendek dalam persekitaran makmal. Mesin DNA ini tidak mereplikasi sendiri, dan oleh itu, mereka tidak mempunyai peluang mutasi rawak yang terdapat dalam sesuatu seperti bot MaGo. Oleh itu, nanorobots Dr. Bachelet tidak dapat menghasilkan keturunan pembunuh yang tidak dijangka dan tidak mungkin seperti di Masalah Hari Lahir.

Mesin Logam: juga Pilihan

Namun, mesin DNA bukanlah seperti yang difikirkan kebanyakan orang apabila seseorang berkata "nanorobots," walaupun. Sebaliknya, idea itu menimbulkan mesin logam dan silikon pada skala kecil, dan bot MaGo daripada Masalah Hari Lahir adalah berdasarkan model tersebut. Mengusahakan robot jenis itu masih di peringkat awal, tetapi ia merupakan bidang penyelidikan yang aktif dan bersemangat. 

Dalam pada itu, projek robotik berskala penuh juga sedang diusahakan "kawanan" robot yang boleh bekerjasama untuk mencapai perkara yang hebat.  Terdapat aplikasi ketenteraan, pembuatan dan aeroangkasa, tetapi apabila teknologi robotik semakin kecil, tidak ada sebab bahawa teknologi reka bentuk kumpulan ini tidak mempunyai aplikasi perubatan. Jika Gussoff betul, bagaimanapun, adalah penting untuk memasukkan perlindungan, yang mengehadkan replikasi diri robot perubatan tersebut, atau sekurang-kurangnya menghalangnya daripada bermutasi dengan cara yang berbahaya.

Nanotech Mungkin Menjadikan Kita Abadi

Terus terang, potensi manfaat positif terlalu besar untuk kita tidak mencuba dan membangunkan teknologi ini. Selagi kita bijak memasukkan perlindungan yang mengelakkan bencana seperti yang dibentangkan dalam Masalah Hari Lahir, banyak yang boleh diperolehi. Nanorobots perubatan bukan sahaja berpotensi untuk menyembuhkan penyakit; mereka juga boleh memanipulasi metabolisme kita, dengan cepat, untuk menjadikan kita berumur lebih lama, lebih produktif, dan secara amnya lebih berpuas hati dan berkesan dalam kehidupan kita. Itu berkemungkinan besar mengubah banyak perkara tentang masyarakat, dengan syarat kita mempunyai pengetahuan saintifik untuk digunakan apabila mesin nano sedia untuk masa utama.

Penyelidikan mengenai umur panjang manusia sudah pun mengumpulkan maklumat untuk digunakan dalam nanomedicines. Terdapat kertas kerja baharu mengenai lanjutan hayat setiap hari, dan walaupun mustahil untuk meringkaskan semuanya di sini, satu contoh ialah wahyu baru-baru ini bahawa aktiviti tweaker enzim AMPK, yang terdapat pada manusia dan banyak haiwan lain, memanjangkan jangka hayat lalat buah sebanyak 30%. 

Pada masa ini maklumat ini tidak berguna untuk kesihatan manusia, kerana kita tidak mempunyai teknologi untuk masuk ke dalam sel dan menghidupkan dan mematikan gen sesuka hati. Dengan kemajuan dalam bidang nanomedik yang menyerupai bot MaGo dalam Masalah Hari Lahir, pengetahuan seperti ini boleh digunakan untuk lanjutan kehidupan manusia yang realistik. Walau bagaimanapun, ia mungkin mengambil sedikit masa—semoga kita semua akan hidup untuk melihat hari yang membolehkan kita hidup selama-lamanya.

Bolehkah Mereka BENAR-BENAR Membunuh Kita Semua?

Sudah tentu, kita tidak boleh membincangkan nanorobot mekanikal yang lebih tradisional ini Masalah Hari Lahir tanpa membincangkan kebarangkalian hasil negatif untuk mereka juga—iaitu, peluang sekumpulan robot akhirnya akan membunuh kita semua. Nampaknya tidak terlalu jauh, walaupun mesin tidak dapat mereplikasi sendiri. Malah, dalam beberapa bulan lalu, "hantu dalam mesin" pada Stesen Angkasa Antarabangsa telah melancarkan sejumlah empat satelit kecil, dipanggil CubeSats, tanpa sebarang dorongan manusia. CubeSats adalah sebahagian daripada misi saintifik strategi "kawanan", tetapi mereka biasanya memerlukan arahan manusia untuk dilancarkan. Jika mereka bosan dan melancarkan diri, ia boleh membuatkan seseorang berasa tidak selesa tentang prospek menggunakan kawanan robot dalam bidang perubatan.  Masalah Hari Lahir menimbulkan ketidakselesaan itu.

Saya tidak fikir Gussoff cuba memainkan kegelisahan ini untuk menakutkan kita daripada membangunkan nanomedicine. Kisah teknopokalips yang baik tentang keangkuhan manusia bukanlah tentang menjauhi teknologi baharu. Fiksyen sains Technopocalypse adalah tentang melihat sebelum kita melompat—bukan tentang mengelakkan lompatan sama sekali. Pada masa yang sama Masalah Hari Lahir mengutuk nanoteknologi. Malah, banyak watak terus menggunakannya untuk memastikan diri mereka hidup, walaupun cara nanoteknologi penyangak mengoyakkan dunia mereka. Sebaliknya, ulasan karya ini mengenai nanoteknologi adalah amaran. Cara keadaan sekarang, wang penyelidikan kurang diperuntukkan kepada sebab dangkal, dan jika kita tidak sedar diri dan berhati-hati, kita boleh membangunkan sesuatu dengan akibat yang berbahaya. Mesejnya adalah berhati-hati—bukan moratorium pada nanomedicine.

Apocalypse Dihindari

Yang berkata, saya tidak terlalu risau. Penyelidik perubatan cenderung mempunyai kebimbangan seperti ini di barisan hadapan fikiran mereka. Bertentangan dengan apa yang anda fikirkan daripada filem Bond, tiada siapa yang mahu menjadi doktor yang mengakhiri dunia. Komuniti kejuruteraan perubatan mempunyai banyak peraturan seperti itu, dan saya membayangkan bahawa ujian klinikal akan dibina untuk menjadikan produk ini selamat dan bukannya penunggang kuda kecil kiamat. Antara senario apokaliptik yang membuatkan saya terjaga pada waktu malam, teknologi nano menjadikan kita semua berada pada kedudukan yang rendah untuk membunuh diri. Namun, ia menghasilkan bacaan yang cukup menarik, dengan kaliber sastera yang sepadan dengan beberapa fiksyen sains klasik yang memenangi anugerah.

Malah, semasa saya membacanya, ia mengingatkan dunia berpecah-belah Neal Stephenson yang hebat Zaman Berlian, yang juga berpusat pada masa depan teknologi nano. Sebaliknya, Masalah Hari Lahir kurang agresif di luar dinding dan mengandungi pelakon watak yang lebih pelbagai yang terdiri daripada orang berbilang kaum, agama dan orientasi seksual. Keseimbangan jantina juga dicapai dengan baik. Jika anda suka Zaman Berlian, tetapi mahukan sesuatu dengan rasa perwakilan yang dikemas kini dan nanoteknologi yang dimaklumkan oleh sains semasa, anda pasti suka Masalah Hari Lahir.

Kesemuanya, Masalah Hari Lahir mempunyai banyak perkara untuk ditambah kepada perbualan futuris yang mengelilingi nanoteknologi dan nanorobotik. Skop teknologinya yang sempit membolehkan penyiasatan isu sebenar manusia dan potensi bahaya yang perlu dicegah oleh jurutera nanoteknologi melalui reka bentuk yang baik. Ia memaksa kita untuk berfikir bukan sahaja tentang kesan yang tidak mungkin dari nanorobotik, tetapi juga tentang kesan yang tidak mungkin dari tindakan kita sendiri. Skop manusia yang luas dan jalan cerita yang bertindih menjadikan kisah hidup dan bernafas yang dirasakan seperti berlaku pada masa hadapan yang sebenar. Semasa pembaca merentasi apa yang Gussoff bayangkan, ia mencerminkan visi masa depan kita sendiri hari ini, dan membolehkan kita tertanya-tanya tentang bagaimana futurisme 2014 akan membentuk dunia—adakah kita akan berhati-hati tentang apa yang kita bangunkan, atau adakah kita akan membenarkan cita-cita untuk diambil kita ke wilayah berbahaya? Sepuluh ribu baris kod yang salah boleh membuat semua perbezaan.