Xenoboți: Biologia plus inteligența artificială ar putea însemna o rețetă pentru o nouă viață

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• Aprilie 25, 2022

Rezumat perspectivă

Xenoboții, forme de viață artificiale concepute din țesuturi biologice, sunt gata să transforme diverse domenii, de la medicină la curățarea mediului. Aceste structuri minuscule, create printr-o combinație de celule ale pielii și ale mușchilor inimii, pot îndeplini sarcini precum mișcarea, înotul și auto-vindecarea, cu potențiale aplicații în medicina regenerativă și înțelegerea sistemelor biologice complexe. Implicațiile pe termen lung ale xenoboților includ proceduri medicale mai precise, eliminarea eficientă a poluanților, noi oportunități de angajare și preocupări legate de confidențialitate.

Contextul Xenobot

Numiți după broasca africană cu gheare sau Xenopus laevis, xenoboții sunt forme de viață artificiale concepute de computere pentru a îndeplini roluri specifice. Xenoboții sunt compuși și construiți prin combinarea țesuturilor biologice. Modul de definire a xenoboților – ca roboți, organisme sau cu totul altceva – rămâne adesea un punct de controversă între cadrele academice și părțile interesate din industrie.

Experimentele timpurii au implicat crearea de xenoboți cu o lățime mai mică de un milimetru (0.039 inci) și sunt formate din două tipuri de celule: celule ale pielii și celule ale mușchilor inimii. Celulele pielii și ale mușchilor inimii au fost produse din celule stem colectate de la embrionii timpurii de broaște în stadiu de blastula. Celulele pielii au funcționat ca o structură de sprijin, în timp ce celulele inimii au acționat similar cu niște motoare minuscule, extinzându-se și contractându-se în volum pentru a conduce xenobotul înainte. Structura corpului unui xenobot și distribuția celulelor pielii și ale inimii au fost create în mod autonom într-o simulare printr-un algoritm evolutiv. 

Pe termen lung, xenoboții sunt proiectați să se deplaseze, să înoate, să împingă peleți, să transporte încărcături utile și să funcționeze în roiuri pentru a colecta materialul dispersat pe suprafața vasului lor în grămezi ordonate. Ele pot supraviețui săptămâni întregi fără hrană și se pot auto-vindeca după lacerații. Xenoboții pot încolți pete de cili în locul mușchiului inimii și le pot folosi ca vâsle miniaturale pentru înot. Cu toate acestea, mișcarea xenobot alimentată de cili este în prezent mai puțin controlată decât locomoția xenobot de către mușchiul cardiac. În plus, o moleculă de acid ribonucleic poate fi adăugată în xenoboți pentru a conferi memorie moleculară: atunci când sunt expuse la un anumit tip de lumină, ei vor străluci o culoare specificată atunci când sunt priviți la microscop cu fluorescență.

Impact perturbator

În anumite moduri, xenoboții sunt construiți ca niște roboți obișnuiți, dar utilizarea celulelor și țesuturilor în xenoboți le oferă o formă distinctă și creează comportamente previzibile, mai degrabă decât să se bazeze pe componente artificiale. În timp ce xenoboții anteriori au fost propulsați înainte de contracția celulelor musculare ale inimii, noile generații de xenoboți înoată mai repede și sunt propulsate de caracteristici asemănătoare părului de pe suprafața lor. În plus, ei trăiesc între trei și șapte zile mai mult decât predecesorii lor, care au trăit aproximativ șapte zile. Xenoboții de generație următoare au, de asemenea, o anumită capacitate de a detecta și de a interacționa cu împrejurimile lor.

Xenoboții și succesorii lor pot oferi o perspectivă asupra evoluției creaturilor multicelulare din organisme primitive unicelulare și începuturile procesării informațiilor, luării deciziilor și cunoașterii la speciile biologice. Iterațiile viitoare ale xenoboților pot fi construite în întregime din celulele pacienților pentru a repara țesutul deteriorat sau pentru a viza în mod specific cancerele. Datorită biodegradabilității lor, implanturile xenobot ar avea un avantaj față de opțiunile de tehnologie medicală pe bază de plastic sau metal, care ar putea avea un impact semnificativ asupra medicinei regenerative. 

Dezvoltarea în continuare a „roboților” biologici poate permite oamenilor să înțeleagă mai bine atât sistemele vii, cât și cele robotizate. Deoarece viața este complexă, manipularea formelor de viață ne poate ajuta să dezvăluim unele dintre misterele vieții, precum și să îmbunătățim utilizarea sistemelor AI. În afară de aplicațiile practice imediate, xenoboții pot ajuta cercetătorii în încercarea lor de a înțelege biologia celulară, deschizând calea pentru viitoarele progrese în sănătatea umană și a duratei de viață.

Implicațiile xenoboților

Implicațiile mai largi ale xenoboților pot include:

• Integrarea xenoboților în procedurile medicale, ducând la operații mai precise și mai puțin invazive, îmbunătățind timpii de recuperare a pacientului.
• Utilizarea xenoboților pentru curățarea mediului, ceea ce duce la o eliminare mai eficientă a poluanților și a toxinelor, îmbunătățind sănătatea generală a ecosistemelor.
• Dezvoltarea de instrumente educaționale bazate pe xenobot, care să conducă la experiențe de învățare îmbunătățite în biologie și robotică, stimulând interesul pentru domeniile STEM în rândul studenților.
• Crearea de noi oportunități de angajare în cercetare și dezvoltare xenobot.
• Potențiala utilizare greșită a xenoboților în supraveghere, ceea ce duce la preocupări legate de confidențialitate și necesită noi reglementări pentru a proteja drepturile individuale.
• Riscul ca xenoboții să interacționeze în mod imprevizibil cu organismele naturale, ceea ce duce la consecințe ecologice neprevăzute și necesită o monitorizare și un control atent.
• Costul ridicat al dezvoltării și implementării xenoboților, ceea ce duce la provocări economice pentru întreprinderile mai mici și o potențială inegalitate în accesul la această tehnologie.
• Considerațiile etice referitoare la crearea și utilizarea xenoboților, conducând la dezbateri intense și la potențiale provocări juridice care pot modela viitoarea politică.

Întrebări de luat în considerare

• Crezi că xenoboții pot duce la vindecarea unor boli netratabile anterior sau pot permite celor care suferă de ei să trăiască o viață mai lungă și mai fructuoasă?
• La ce alte aplicații potențiale se poate aplica cercetarea xenobot?