Xenobots: Biologia i sztuczna inteligencja mogą oznaczać przepis na nowe życie

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 25 kwietnia 2022 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Ksenoboty, sztuczne formy życia zaprojektowane z tkanek biologicznych, są gotowe do przekształcenia różnych dziedzin, od medycyny po oczyszczanie środowiska. Te maleńkie struktury, utworzone przez połączenie komórek skóry i mięśnia sercowego, mogą wykonywać zadania, takie jak poruszanie się, pływanie i samoleczenie, z potencjalnymi zastosowaniami w medycynie regeneracyjnej i zrozumieniu złożonych systemów biologicznych. Długoterminowe konsekwencje ksenobotów obejmują bardziej precyzyjne procedury medyczne, skuteczne usuwanie zanieczyszczeń, nowe możliwości zatrudnienia i obawy dotyczące prywatności.

Kontekst Xenobota

Ksenoboty, nazwane na cześć afrykańskiej żaby szponiastej lub Xenopus laevis, to sztuczne formy życia zaprojektowane przez komputery do pełnienia określonych ról. Xenoboty składają się i są zbudowane przez łączenie tkanek biologicznych. Jak zdefiniować ksenoboty – jako roboty, organizmy lub coś zupełnie innego – często pozostaje kwestią sporną wśród naukowców i interesariuszy z branży.

Wczesne eksperymenty polegały na tworzeniu ksenobotów o szerokości mniejszej niż milimetr (0.039 cala) i zbudowanych z dwóch rodzajów komórek: komórek skóry i komórek mięśnia sercowego. Komórki skóry i mięśnia sercowego zostały wyprodukowane z komórek macierzystych pobranych z wczesnych zarodków żab w stadium blastuli. Komórki skóry działały jako struktura wspierająca, podczas gdy komórki serca działały podobnie do maleńkich motorów, rozszerzając się i kurcząc, by napędzać ksenobota do przodu. Struktura ciała ksenobota oraz rozmieszczenie komórek skóry i serca zostały stworzone autonomicznie w symulacji za pomocą algorytmu ewolucyjnego. 

W dłuższej perspektywie ksenoboty są projektowane do poruszania się, pływania, popychania peletów, transportu ładunków i działania w rojach, aby zebrać materiał rozproszony na powierzchni ich czaszy w uporządkowane stosy. Mogą przetrwać tygodnie bez odżywiania i samoleczenia po skaleczeniach. Ksenoboty mogą wypuszczać płaty rzęsek zamiast mięśnia sercowego i wykorzystywać je jako miniaturowe wiosła do pływania. Jednak ruch ksenobota napędzany rzęskami jest obecnie mniej kontrolowany niż poruszanie się ksenobota przez mięsień sercowy. Dodatkowo, do ksenobotów można dodać cząsteczkę kwasu rybonukleinowego w celu nadania pamięci molekularnej: po wystawieniu na działanie określonego rodzaju światła będą świecić określonym kolorem pod mikroskopem fluorescencyjnym.

Zakłócający wpływ

W pewnym sensie ksenoboty są zbudowane jak zwykłe roboty, ale użycie komórek i tkanek w ksenobotach nadaje im odrębny kształt i tworzy przewidywalne zachowania, zamiast polegać na sztucznych komponentach. Podczas gdy poprzednie ksenoboty były napędzane do przodu przez skurcz komórek mięśnia sercowego, nowsze generacje ksenobotów pływają szybciej i są napędzane przez przypominające włosy cechy na ich powierzchni. Ponadto żyją od trzech do siedmiu dni dłużej niż ich poprzednicy, którzy żyli około siedmiu dni. Ksenoboty nowej generacji mają również pewną zdolność wykrywania otoczenia i interakcji z nim.

Ksenoboty i ich następcy mogą zapewnić wgląd w ewolucję stworzeń wielokomórkowych z prymitywnych organizmów jednokomórkowych oraz początki przetwarzania informacji, podejmowania decyzji i poznania w gatunkach biologicznych. Przyszłe iteracje ksenobotów mogą być konstruowane w całości z komórek pacjentów w celu naprawy uszkodzonej tkanki lub konkretnie ukierunkowanego na nowotwory. Ze względu na biodegradowalność implanty xenobot miałyby przewagę nad technologiami medycznymi opartymi na plastiku lub metalu, co mogłoby mieć znaczący wpływ na medycynę regeneracyjną. 

Dalszy rozwój biologicznych „robotów” może umożliwić ludziom lepsze zrozumienie zarówno żywych, jak i zrobotyzowanych systemów. Ponieważ życie jest złożone, manipulowanie formami życia może pomóc nam rozwikłać niektóre tajemnice życia, a także usprawnić korzystanie z systemów sztucznej inteligencji. Oprócz bezpośrednich zastosowań praktycznych, ksenoboty mogą pomóc naukowcom w ich dążeniu do zrozumienia biologii komórki, torując drogę przyszłym postępom w zakresie zdrowia ludzkiego i długości życia.

Implikacje ksenobotów

Szersze implikacje ksenobotów mogą obejmować:

• Integracja ksenobotów w procedurach medycznych, prowadząca do bardziej precyzyjnych i mniej inwazyjnych operacji, skracająca czas rekonwalescencji pacjentów.
• Wykorzystanie ksenobotów do oczyszczania środowiska, prowadzące do wydajniejszego usuwania zanieczyszczeń i toksyn, poprawiając ogólny stan ekosystemów.
• Opracowanie narzędzi edukacyjnych opartych na ksenobotach, prowadzących do lepszych doświadczeń edukacyjnych w zakresie biologii i robotyki, sprzyjających zainteresowaniu uczniów dziedzinami STEM.
• Tworzenie nowych miejsc pracy w badaniach i rozwoju xenobotów.
• Potencjalne nadużycia ksenobotów w inwigilacji, prowadzące do obaw o prywatność i wymagające nowych przepisów w celu ochrony praw jednostek.
• Ryzyko nieprzewidywalnej interakcji ksenobotów z naturalnymi organizmami, prowadzącej do nieprzewidzianych konsekwencji ekologicznych i wymagającej starannego monitorowania i kontroli.
• Wysoki koszt opracowania i wdrożenia ksenobota, prowadzący do wyzwań ekonomicznych dla mniejszych firm i potencjalnych nierówności w dostępie do tej technologii.
• Względy etyczne związane z tworzeniem i wykorzystywaniem ksenobotów, prowadzące do intensywnych debat i potencjalnych wyzwań prawnych, które mogą kształtować przyszłą politykę.

Pytania do rozważenia

• Czy uważasz, że ksenoboty mogą prowadzić do wyleczenia wcześniej nieuleczalnych chorób lub pozwolić cierpiącym na nie żyć dłużej i bardziej owocnie?
• Do jakich innych potencjalnych zastosowań można zastosować badania ksenobotów?