Xenobots: Biologi pluss kunstig intelligens kan bety en oppskrift på nytt liv

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• April 25, 2022

Oppsummering av innsikt

Xenobots, kunstige livsformer designet fra biologisk vev, er klar til å transformere ulike felt, fra medisin til miljøopprydding. Disse bittesmå strukturene, skapt gjennom en kombinasjon av hud- og hjertemuskelceller, kan utføre oppgaver som bevegelse, svømming og selvhelbredelse, med potensielle anvendelser innen regenerativ medisin og forståelse av komplekse biologiske systemer. De langsiktige implikasjonene av xenobots inkluderer mer presise medisinske prosedyrer, effektiv fjerning av forurensende stoffer, nye jobbmuligheter og personvernhensyn.

Xenobot kontekst

Oppkalt etter den afrikanske klofrosken eller Xenopus laevis, er xenobots kunstige livsformer designet av datamaskiner for å utføre bestemte roller. Xenobots er sammensatt av og konstruert ved å kombinere biologisk vev. Hvordan man definerer xenoboter – som roboter, organismer eller noe helt annet – forblir ofte et stridspunkt blant akademikere og industriens interessenter.

Tidlige eksperimenter har involvert å lage xenobots med en bredde på mindre enn en millimeter (0.039 tommer) og er laget av to typer celler: hudceller og hjertemuskelceller. Hud- og hjertemuskelcellene ble produsert fra stamceller samlet fra tidlige froskeembryoer i blastulastadiet. Hudcellene fungerte som en støttestruktur, mens hjertecellene fungerte på samme måte som bittesmå motorer, og utvidet seg og trakk seg sammen i volum for å drive xenoboten fremover. Strukturen til en xenobots kropp og fordelingen av hud- og hjerteceller ble skapt autonomt i en simulering gjennom en evolusjonær algoritme. 

På lang sikt blir xenoboter designet for å bevege seg, svømme, skyve pellets, transportere nyttelast og operere i svermer for å samle materiale spredt rundt overflaten av fatet deres til ryddige hauger. De kan overleve i ukevis uten næring og selvhelbredende etter sår. Xenobots kan spire flekker med flimmerhår i stedet for hjertemuskelen og bruke dem som miniatyrårer for svømming. Imidlertid er xenobot-bevegelse drevet av cilia for tiden mindre kontrollert enn xenobot-bevegelse av hjertemuskel. I tillegg kan et ribonukleinsyremolekyl tilsettes xenobots for å gi molekylært minne: når de utsettes for en bestemt type lys, vil de lyse en spesifisert farge når de sees under et fluorescensmikroskop.

Forstyrrende påvirkning

På visse måter er xenobots bygget som vanlige roboter, men bruken av celler og vev i xenobots gir dem en distinkt form og skaper forutsigbar atferd i stedet for å stole på kunstige komponenter. Mens tidligere xenoboter ble drevet fremover av sammentrekning av hjertemuskelceller, svømmer nyere generasjoner av xenoboter raskere og drives av hårlignende trekk på overflaten. I tillegg lever de mellom tre og syv dager lenger enn forgjengerne, som levde i omtrent syv dager. Neste generasjons xenobots har også en viss kapasitet til å oppdage og samhandle med omgivelsene.

Xenobots og deres etterfølgere kan gi innsikt i utviklingen av flercellede skapninger fra primitive encellede organismer og begynnelsen av informasjonsbehandling, beslutningstaking og erkjennelse i biologiske arter. Fremtidige iterasjoner av xenobots kan konstrueres utelukkende fra pasientens celler for å reparere skadet vev eller spesifikt målrette mot kreft. På grunn av deres biologiske nedbrytbarhet vil xenobot-implantater ha en fordel fremfor plast- eller metallbaserte medisinske teknologialternativer, som kan ha en betydelig innvirkning på regenerativ medisin. 

Videreutvikling av biologiske «roboter» kan gjøre det mulig for mennesker å forstå både levende og robotsystemer bedre. Siden livet er komplekst, kan manipulering av livsformer hjelpe oss med å avdekke noen av livets mysterier, samt forbedre bruken vår av AI-systemer. Bortsett fra de umiddelbare praktiske anvendelsene, kan xenobots hjelpe forskere i deres søken etter å forstå cellebiologi, og baner vei for fremtidig menneskelig helse og livslengde fremskritt.

Implikasjoner av xenobots

Større implikasjoner av xenobots kan omfatte:

• Integreringen av xenobots i medisinske prosedyrer, fører til mer presise og mindre invasive operasjoner, og forbedrer pasientens restitusjonstid.
• Bruken av xenobots for miljøopprydding, fører til mer effektiv fjerning av forurensninger og giftstoffer, og forbedrer den generelle helsen til økosystemene.
• Utviklingen av xenobot-baserte pedagogiske verktøy, som fører til forbedrede læringsopplevelser innen biologi og robotikk, som fremmer interesse for STEM-felt blant studenter.
• Opprettelsen av nye jobbmuligheter innen xenobot forskning og utvikling.
• Potensielt misbruk av xenobots i overvåking, fører til personvernbekymringer og nødvendiggjør nye regler for å beskytte individuelle rettigheter.
• Risikoen for at xenobots interagerer uforutsigbart med naturlige organismer, fører til uforutsette økologiske konsekvenser og krever nøye overvåking og kontroll.
• De høye kostnadene ved utvikling og implementering av xenobot, fører til økonomiske utfordringer for mindre bedrifter og potensiell ulikhet i tilgang til denne teknologien.
• De etiske vurderingene rundt opprettelsen og bruken av xenobots, fører til intense debatter og potensielle juridiske utfordringer som kan forme fremtidig politikk.

Spørsmål å vurdere

• Tror du xenobots kan føre til at tidligere ubehandlede sykdommer blir kurert eller tillate de som lider av dem å leve lengre og mer fruktbare liv?
• Hvilke andre potensielle applikasjoner kan xenobot-forskning brukes på?