Xenobots: Biologia mais inteligência artificial pode significar uma receita para uma nova vida

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  Previsão Quantumrun
• 25 de abril de 2022

Resumo do insight

Os xenobots, formas de vida artificiais concebidas a partir de tecidos biológicos, estão preparados para transformar vários campos, da medicina à limpeza ambiental. Estas pequenas estruturas, criadas através de uma combinação de células da pele e do músculo cardíaco, podem realizar tarefas como mover-se, nadar e autocurar-se, com aplicações potenciais na medicina regenerativa e na compreensão de sistemas biológicos complexos. As implicações a longo prazo dos xenobots incluem procedimentos médicos mais precisos, remoção eficiente de poluentes, novas oportunidades de emprego e preocupações com a privacidade.

Contexto do Xenobot

Com o nome do sapo com garras africana ou Xenopus laevis, os xenobots são formas de vida artificiais projetadas por computadores para executar funções específicas. Xenobots são compostos e construídos combinando tecidos biológicos. Como definir xenobots – como robôs, organismos ou algo totalmente diferente – muitas vezes continua sendo um ponto de discórdia entre acadêmicos e partes interessadas da indústria.

Os primeiros experimentos envolveram a criação de xenobots com uma largura de menos de um milímetro (0.039 polegadas) e são feitos de dois tipos de células: células da pele e células do músculo cardíaco. As células da pele e do músculo cardíaco foram produzidas a partir de células-tronco coletadas de embriões de sapos em estágio de blástula. As células da pele funcionavam como uma estrutura de suporte, enquanto as células do coração agiam de forma semelhante a pequenos motores, expandindo e contraindo em volume para impulsionar o xenobot para a frente. A estrutura do corpo de um xenobot e a distribuição das células da pele e do coração foram criadas de forma autônoma em uma simulação por meio de um algoritmo evolutivo. 

A longo prazo, os xenobots estão sendo projetados para mover, nadar, empurrar pellets, transportar cargas úteis e operar em enxames para coletar material disperso ao redor da superfície de seu prato em pilhas organizadas. Eles podem sobreviver por semanas sem nutrição e auto-cura após lacerações. Xenobots podem brotar manchas de cílios no lugar do músculo cardíaco e utilizá-los como remos em miniatura para nadar. No entanto, o movimento do xenobot alimentado por cílios é atualmente menos controlado do que a locomoção do xenobot pelo músculo cardíaco. Além disso, uma molécula de ácido ribonucleico pode ser adicionada aos xenobots para transmitir memória molecular: quando expostos a um tipo específico de luz, eles brilharão com uma cor especificada quando vistos sob um microscópio de fluorescência.

Impacto disruptivo

De certa forma, os xenobots são construídos como robôs normais, mas o uso de células e tecidos nos xenobots proporciona-lhes uma forma distinta e cria comportamentos previsíveis, em vez de depender de componentes artificiais. Enquanto os xenobots anteriores eram impulsionados pela contração das células do músculo cardíaco, as novas gerações de xenobots nadam mais rápido e são impulsionados por características semelhantes a cabelos em sua superfície. Além disso, eles vivem entre três e sete dias a mais que seus antecessores, que viveram aproximadamente sete dias. Os xenobots da próxima geração também têm alguma capacidade de detectar e interagir com o ambiente ao seu redor.

Xenobots e seus sucessores podem fornecer informações sobre a evolução de criaturas multicelulares de organismos unicelulares primitivos e os primórdios do processamento de informações, tomada de decisões e cognição em espécies biológicas. As futuras iterações de xenobots podem ser construídas inteiramente a partir de células de pacientes para reparar tecidos danificados ou especificamente para cânceres direcionados. Devido à sua biodegradabilidade, os implantes xenobot teriam uma vantagem sobre as opções de tecnologia médica à base de plástico ou metal, o que poderia ter um impacto significativo na medicina regenerativa. 

O desenvolvimento adicional de "robôs" biológicos pode permitir que os humanos entendam melhor os sistemas vivos e robóticos. Como a vida é complexa, a manipulação de formas de vida pode nos ajudar a desvendar alguns dos mistérios da vida, bem como aprimorar nosso uso de sistemas de IA. Além das aplicações práticas imediatas, os xenobots podem ajudar os pesquisadores em sua busca para entender a biologia celular, abrindo caminho para futuros avanços na saúde humana e na expectativa de vida.

Implicações dos xenobots

Implicações mais amplas dos xenobots podem incluir:

• A integração de xenobots em procedimentos médicos, levando a cirurgias mais precisas e menos invasivas, melhorando o tempo de recuperação dos pacientes.
• A utilização de xenobots para limpeza ambiental, levando a uma remoção mais eficiente de poluentes e toxinas, melhorando a saúde geral dos ecossistemas.
• O desenvolvimento de ferramentas educacionais baseadas em xenobots, levando a experiências aprimoradas de aprendizagem em biologia e robótica, fomentando o interesse nas áreas STEM entre os alunos.
• A criação de novas oportunidades de emprego em pesquisa e desenvolvimento de xenobots.
• O potencial uso indevido de xenobots na vigilância, levando a preocupações com a privacidade e exigindo novas regulamentações para proteger os direitos individuais.
• O risco de os xenobots interagirem de forma imprevisível com organismos naturais, levando a consequências ecológicas imprevistas e exigindo monitorização e controlo cuidadosos.
• O elevado custo do desenvolvimento e implementação de xenobots, conduzindo a desafios económicos para as pequenas empresas e à potencial desigualdade no acesso a esta tecnologia.
• As considerações éticas que rodeiam a criação e utilização de xenobots, conduzem a debates intensos e potenciais desafios jurídicos que podem moldar políticas futuras.

Questões a considerar

• Você acha que os xenobots podem levar à cura de doenças anteriormente intratáveis ​​ou permitir que aqueles que sofrem com elas vivam vidas mais longas e frutíferas?
• A que outras aplicações potenciais a pesquisa de xenobots pode ser aplicada?