Opowieści techniczne: przegląd problemu urodzinowego Caren Gussoff .

Jakie są szanse na apokalipsę nanobotów?

Dzisiejsi nanotechnologowie wymyślają maleńkie roboty, które mogłyby wyleczyć - lub spowodować - ogromne problemy.

Maleńkie zabawki technologów terroryzują Tacomę

U Caren Gussoff Problem z urodzinami, autor wykorzystuje ten fakt do zbudowania dla nas postapokaliptycznego świata, który ukazuje szerokie możliwości nanotechnologii.  Osadzona w Seattle pod koniec XXI wieku, Problem z urodzinami opisuje świat, który spełnił marzenie inżynierów biomedycznych na całym świecie: wynalezienie nanobotów medycznych zwanych botami „MaGo” obiecało lekarstwo na wszystkie ludzkie choroby i gwarancję młodości i witalności na całe życie. Nikt nie żyje wiecznie, ale dzięki botom MaGo wszyscy umierają młodo w dojrzałym wieku.

Dopóki coś nie pójdzie nie tak, a nowy szczep bota powoduje, że wiele osób śmiertelnie zachoruje. Pochodzenie botów i ich dziwaczny wpływ psychiatryczny na ich ofiary są badane oczami szerokiej gamy postaci, których historie nieprawdopodobnie splatają się w sposób, który sprawia, że ​​powieść przypomina skrzyżowanie Bizarro World pomiędzy Seinfeld i Droga.

Technologiczne i literackie elementy pracy Gussoffa koncentrują się na idei, że w dużych rojach to, co jest nieprawdopodobne dla jednej osoby, staje się prawdopodobne w grupie. Nawiązuje do tego w tytule; „Problem urodzinowy” to klasyczny eksperyment myślowy w statystyce. Jeśli na imprezie jest X osób, jakie jest prawdopodobieństwo, że mają wspólne urodziny?

Jakie są szanse?

Większość ludzi jest zaskoczona, gdy dowiadują się, że szanse są wysokie nawet dla małych grup – w końcu istnieje tylko 366 opcji. Odgrywając tę ​​ideę nieoczekiwanych efektów w roju, splecione historie różnych postaci nakładają się na siebie - nawet jeśli postacie nie zdają sobie z tego sprawy.  Problem z urodzinami, podobnie jak jego imiennik, przypomina nam, że gdy jest wystarczająco dużo zmiennych, nasze nieistotne działania mają większe konsekwencje, niż się spodziewamy.

Ma sens, że duże sieci ludzi miałyby złożone, a czasem katastrofalne, przypadkowe interakcje. Czy ta sama teoria chaosu ma zastosowanie do nanorobotów? Choć nigdy nie zostało to powiedziane wprost, Problem z urodzinami sugeruje, że kiedy paramy się zaawansowanymi technologiami, prawdopodobieństwo katastrofy może być większe, niż nam się wydaje.

Real World Nanotech informuje historię

Gussoff, były nauczyciel przedmiotów ścisłych, przeprowadził wiele badań koncepcyjnych nad nanorobotyką i rozumie, że wiele małych maszyn współpracujących ze sobą może dać duży efekt. Boty MaGo to uproszczone maszyny z kilkoma liniami kodu, ale można je zaprogramować tak, aby wykorzystywały współpracę do osiągnięcia głównych celów medycznych i jak to programowanie może mutować, aby wypaczyć te cele. Jako wirusolog widziałem, jak nanomaszyny mogą ewoluować, by współpracować w celu osiągnięcia efektu systemowego. Gussoff ma rację.

Rozmawiałem z Gussoff o tym, jak wymyśliła boty MaGo, i utkała razem skomplikowany gobelin źródeł. Początkowo połączyła oryginalną pracę badawczą na temat długowieczności z doskonałą recenzją nanomedycyny z 2009 r., „Wpływ nanotechnologii na dostarczanie leków”, autorstwa Omid C. Farokhzad i Robert Langer, obaj z MIT-Harvard Center for Nanotechnology Excellence. 

Zdając sobie sprawę, że nanotechnologia może dostarczać leki przedłużające życie, Gussoff wyobraził sobie co więcej mogli zrobić, i tak narodziły się boty MaGo. Włożyła dużo pracy w znalezienie podręczników, które były dostępne i zawierały dobre pomysły na temat przyszłości nanotechnologii. Ona poleca Projektowanie urządzeń i systemów nanomedycznych: wyzwania, możliwości, wizje, pod redakcją Franka Boehma, dyrektora generalnego firmy zajmującej się technologią nanomedyczną. Jest wart 170 USD, jeśli interesuje Cię technologia nanomedyczna.

W tym samym czasie Gusoff przyjrzała się, jak wydawane są pieniądze na badania i zauważyła, że ​​to, co nazywa „seksownymi” warunkami, „…te, które wpływają na nasz wygląd zewnętrzny lub te, które atakują„ pożądaną ”część ciała, otrzymują najwięcej dolarów - jasne i proste”. Tworząc boty MaGo, które korygują te „seksowne” warunki i służą jako fontanna młodości, połączyła te cele medyczne z zasadami, których nauczyła się w literaturze nanoinżynierii. W jej świecie ludzka chęć rozwiązania tych „seksownych” chorób sprawiła, że ​​przeoczyliśmy konsekwencje, które ona również oparła na swoich badaniach nad nanomedycyną. 

Rozmawiając z nią o tym, zaczynasz zdawać sobie sprawę, że to, co zostało wydrukowane Problem z urodzinami to tylko niewielki ułamek zrozumienia nanomedycyny Gussoffa. Pozostaje jednak pytanie: czy jej wyobraźnia, na dobre i na złe, odpowiada rzeczywistym możliwościom nanomedycyny?

Prawdziwe nanoroboty...są zrobione z DNA?

Jednym z moich ulubionych projektów nanomedycznych w świecie rzeczywistym jest praca dr Ido Bachelet at Izraelski Uniwersytet Bar Ilan.  Dr Bachelet wykorzystuje technikę zwaną „DNA origami” do budowy nanomaszyn z DNA. To niesamowite, co można zrobić z tą technologią. Złożone przełączniki i mechanizmy w tych nanomaszynach są w stanie wykonywać skomplikowane zadania, takie jak przenoszenie ładunków toksycznych leków chemioterapeutycznych bezpośrednio do komórek nowotworowych i uwalnianie ich ładunku tylko wtedy, gdy są pewni, że dotarli do komórki, którą lekarz chce zabić. 

A to tylko najprostsze zadanie, które według dr Bachelet mogą wykonać jego nanomaszyny. Podobnie jak w przypadku botów MaGo, programowanie maszyn DNA dr Bachelet do działania jako rój przypominający mrówki może zaowocować wszelkiego rodzaju fantastyczną technologią medyczną. Mogę sobie wyobrazić szczep tych nanorobotów, który zastąpiłby niesprawny układ odpornościowy pacjentów z AIDS. Lub maszyny, które mogłyby naprawić szkody spowodowane przez zwyrodnieniowe choroby mózgu, zanim staną się problemem. Możliwości są nieograniczone, ale jeśli chcesz więcej, Dr Bachelet wykonuje świetną robotę, wyjaśniając swoją pracę w tym wystąpieniu z TEDMED Izrael.

Nie możemy jednak lekceważyć negatywnych możliwości nanomedycyny, o których Gussoff mówi w swojej powieści. Czy nanoroboty DNA dr Bachelet mają możliwość zabicia nas wszystkich? To nie jest głupie pytanie – pracujące nanoroboty medyczne będą miały w końcu wiele wspólnego z drobnoustrojami, które wywołują u nas choroby – ale ma prostą odpowiedź: DNA origami to ostrożny proces mieszania krótkich nici DNA w ustawienie laboratoryjne. Te maszyny DNA nie replikują się same, a zatem nie mają szans na przypadkową mutację, która jest obecna w czymś takim jak boty MaGo. Dlatego nanoroboty dr Bachelet nie mogą wyprodukować nieoczekiwanego i nieprawdopodobnego zabójczego potomstwa, jak w Problem z urodzinami.

Maszyny metalowe: również opcja

Jednak maszyny DNA nie są tym, o czym większość ludzi myśli, gdy ktoś mówi „nanoroboty”. Zamiast tego pomysł wyczarowuje metalowe i krzemowe maszyny w małej skali oraz boty MaGo Problem z urodzinami opierają się na tym modelu. Prace nad tego rodzaju robotem są wciąż w powijakach, ale jest to obszar aktywnych i entuzjastycznych badań. 

W międzyczasie trwają również prace nad projektami robotyki na pełną skalę „roje” robotów, które potrafią ze sobą współpracować, by osiągnąć wielkie rzeczy.  Istnieją zastosowania wojskowe, produkcyjne i lotnicze, ale w miarę zmniejszania się technologii robotyki nie ma powodu, aby te technologie projektowania roju nie miały zastosowań medycznych. Jeśli jednak Gussoff ma rację, ważne będzie uwzględnienie zabezpieczeń, które ograniczą samoreplikację takich robotów medycznych lub przynajmniej zapobiegną mutacjom w niebezpieczny sposób.

Nanotechnologia może uczynić nas nieśmiertelnymi

Szczerze mówiąc, potencjalne pozytywne korzyści są dla nas zbyt duże, abyśmy nie próbowali rozwijać tej technologii. Tak długo, jak jesteśmy inteligentni w włączaniu zabezpieczeń, które pozwolą uniknąć katastrofy, takiej jak ta przedstawiona w Problem z urodzinami, można wiele zyskać. Nanoroboty medyczne mają nie tylko potencjał do leczenia chorób; mogą również manipulować naszym metabolizmem w locie, abyśmy żyli dłużej, byli bardziej produktywni i ogólnie bardziej zadowoleni i skuteczni w naszym życiu. To prawdopodobnie zmieni wiele rzeczy w społeczeństwie, pod warunkiem, że będziemy mieli wiedzę naukową do zastosowania, gdy nanomaszyny będą gotowe na najlepszy czas.

Badania nad długowiecznością człowieka już teraz gromadzą informacje do wykorzystania w nanomedycynie. Codziennie pojawiają się nowe artykuły na temat przedłużania życia i choć nie sposób wszystkiego tutaj podsumować, jednym z przykładów jest niedawne objawienie ta poprawiająca aktywność enzymu AMPK, znaleziona u ludzi i wielu innych zwierząt, wydłużyła życie muszek owocowych o 30%. 

W tej chwili ta informacja nie jest przydatna dla ludzkiego zdrowia, ponieważ nie mamy technologii, która pozwalałaby wejść do komórek i dowolnie włączać i wyłączać geny. Dzięki postępom w nanomedycynie, które przypominają roboty MaGo Problem z urodzinami, tego rodzaju wiedzę można zastosować do realistycznego przedłużania życia ludzkiego. Może to jednak zająć trochę czasu — miejmy nadzieję, że wszyscy dożyjemy dnia, który pozwoli nam żyć wiecznie.

Czy NAPRAWDĘ mogli nas wszystkich zabić?

Oczywiście nie możemy omawiać tych bardziej tradycyjnych mechanicznych nanorobotów Problem z urodzinami bez omawiania również prawdopodobieństwa negatywnych skutków dla nich - a mianowicie szansy, że roje robotów ostatecznie zabiją nas wszystkich. Nie wydaje się to takie naciągane, nawet jeśli maszyny nie mogą się samoreplikować. W rzeczywistości w ciągu ostatnich kilku miesięcy pojawił się „duch w maszynie”. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna wystrzeliła w sumie cztery małe satelity, o nazwie CubeSats, bez jakiejkolwiek podpowiedzi ze strony człowieka. CubeSaty są częścią strategicznej misji naukowej „roju”, ale normalnie wymagają ludzkiego polecenia do uruchomienia. Jeśli się znudzą i wystrzelą, może to sprawić, że osoba poczuje się trochę nieswojo z perspektywy wykorzystania rojów robotów w medycynie.  Problem z urodzinami dotyka tego dyskomfortu.

Nie sądzę jednak, aby Gussoff próbował wykorzystać ten niepokój, aby odstraszyć nas od rozwoju nanomedycyny. Dobre technopokaliptyczne opowieści o ludzkiej pychie nie polegają na trzymaniu się z dala od nowych technologii. Science fiction o technopokalipsie polega na patrzeniu, zanim skoczymy, a nie na całkowitym uniknięciu skoku. W żadnym momencie nie Problem z urodzinami potępić nanotechnologię. W rzeczywistości wiele postaci nadal używa go, aby utrzymać się przy życiu, pomimo sposobu, w jaki nieuczciwa nanotechnologia rozdarła ich świat. Zamiast tego komentarz tej pracy na temat nanotechnologii jest ostrzeżeniem. W obecnym stanie rzeczy pieniądze na badania są źle przeznaczane na powierzchowne cele, a jeśli nie jesteśmy świadomi siebie i ostrożni, możemy opracować coś z niebezpiecznymi konsekwencjami. Przesłaniem jest ostrożność, a nie moratorium na nanomedycynę.

Odwrócona apokalipsa

To powiedziawszy, nie martwię się zbytnio. Badacze medyczni mają zwykle takie obawy na pierwszym planie. Wbrew temu, co mogłoby się wydawać z filmów o Bondzie, nikt nie chce być lekarzem, który zakończył świat. Społeczność inżynierii medycznej ma wiele regulacji i wyobrażam sobie, że badania kliniczne zostaną skonstruowane tak, aby te produkty były bezpieczne, a nie mali jeźdźcy apokalipsy. Wśród apokaliptycznych scenariuszy, które nie pozwalają mi spać w nocy, nanotechnologia, która sprawia, że ​​wszyscy mamy skłonności samobójcze, zajmuje dość niskie miejsce. Mimo to jest to całkiem interesująca lektura, z literackim kalibrem, który pasuje do klasycznej, wielokrotnie nagradzanej science fiction.

W rzeczywistości, kiedy to czytałem, przypomniało mi się fragmentaryczny świat wielkich Neala Stephensona Wiek diamentu, który koncentruje się również na przyszłości nanotechnologii. Dla kontrastu, Problem z urodzinami jest mniej agresywnie nieszablonowy i zawiera bardziej zróżnicowaną obsadę postaci składającą się z ludzi wielu ras, religii i orientacji seksualnych. Równowaga płci jest również dobrze osiągnięta. Jeśli polubiłeś Wiek diamentów, ale chcesz czegoś ze zaktualizowanym poczuciem reprezentacji i nanotechnologią opartą na aktualnej nauce, pokochasz Problem z urodzinami.

łącznie Problem z urodzinami ma wiele do dodania do futurystycznej rozmowy wokół nanotechnologii i nanorobotyki. Jego wąski zakres technologiczny umożliwia badanie rzeczywistych problemów ludzkich i potencjalnych zagrożeń, którym inżynierowie zajmujący się nanotechnologią będą musieli zapobiegać poprzez dobry projekt. Zmusza nas do myślenia nie tylko o nieprawdopodobnych skutkach nanorobotyki, ale także o nieprawdopodobnych skutkach naszych własnych działań. Szeroki zakres ludzki i nakładające się historie tworzą żywą, oddychającą historię, która wydaje się mieć miejsce w prawdziwej przyszłości. Gdy czytelnik przemierza to, co sobie wyobrażał Gussoff, zastanawia się nad naszymi własnymi wizjami przyszłości dzisiaj i pozwala nam zastanawiać się, w jaki sposób futuryzm 2014 roku ukształtuje świat - czy będziemy uważać na to, co rozwijamy, czy też pozwolimy, by ambicje przejęły kontrolę nas na niebezpieczne terytorium? Błędne dziesięć tysięcy linii kodu może zrobić różnicę.