Ksenoboti: Biologija in umetna inteligenca bi lahko pomenila recept za novo življenje

• Avtor:
• ime avtorja

  Quantumrun Foresight
• April 25, 2022

Povzetek vpogleda

Ksenoboti, umetne oblike življenja, zasnovane iz bioloških tkiv, so pripravljeni preoblikovati različna področja, od medicine do čiščenja okolja. Te drobne strukture, ustvarjene s kombinacijo celic kože in srčne mišice, lahko opravljajo naloge, kot so premikanje, plavanje in samozdravljenje, s potencialnimi aplikacijami v regenerativni medicini in razumevanju kompleksnih bioloških sistemov. Dolgoročne posledice ksenobotov vključujejo natančnejše medicinske postopke, učinkovito odstranjevanje onesnaževal, nove zaposlitvene priložnosti in skrbi glede zasebnosti.

Kontekst Xenobot

Poimenovani po afriški krempljasti žabi ali Xenopus laevis, so ksenoboti umetne oblike življenja, ki so jih računalniki oblikovali za opravljanje posebnih vlog. Ksenoboti so sestavljeni in zgrajeni z združevanjem bioloških tkiv. Kako definirati ksenobote – kot robote, organizme ali nekaj povsem drugega – pogosto ostaja predmet spora med akademiki in zainteresiranimi stranmi v industriji.

Zgodnji poskusi so vključevali ustvarjanje ksenobotov s širino, manjšo od milimetra (0.039 palca), izdelani pa so iz dveh vrst celic: kožnih celic in celic srčne mišice. Celice kože in srčne mišice so bile proizvedene iz matičnih celic, zbranih iz zgodnjih žabjih zarodkov v fazi blastule. Kožne celice so delovale kot podporna struktura, medtem ko so srčne celice delovale podobno kot drobni motorji, ki so se širili in krčili, da so ksenobota poganjali naprej. Struktura telesa ksenobota ter porazdelitev kožnih in srčnih celic so bili ustvarjeni avtonomno v simulaciji z evolucijskim algoritmom. 

Dolgoročno so ksenoboti zasnovani tako, da se premikajo, plavajo, potiskajo pelete, prevažajo tovor in delujejo v rojih, da zbirajo material, razpršen po površini njihovega krožnika, v urejene kupe. Brez hrane lahko preživijo več tednov in se po raztrganinah samozdravijo. Ksenoboti lahko namesto srčne mišice poženejo zaplate migetalk in jih uporabijo kot miniaturna vesla za plavanje. Vendar je gibanje ksenobota, ki ga poganjajo migetalke, trenutno manj nadzorovano kot gibanje ksenobota s srčno mišico. Poleg tega se lahko v ksenobote doda molekula ribonukleinske kisline, ki daje molekularni spomin: ko so izpostavljeni določeni vrsti svetlobe, bodo svetili določeno barvo, če jih gledamo pod fluorescenčnim mikroskopom.

Moteč vpliv

Na določene načine so ksenoboti zgrajeni kot običajni roboti, vendar jim uporaba celic in tkiv v ksenobotih daje jasno obliko in ustvarja predvidljivo vedenje, namesto da bi se zanašala na umetne komponente. Medtem ko je prejšnje ksenobote naprej poganjalo krčenje celic srčne mišice, novejše generacije ksenobotov plavajo hitreje in jih poganjajo lasem podobne lastnosti na površini. Poleg tega živijo od tri do sedem dni dlje kot njihovi predhodniki, ki so živeli približno sedem dni. Ksenoboti naslednje generacije imajo tudi določeno sposobnost zaznavanja okolice in interakcije z njo.

Ksenoboti in njihovi nasledniki lahko omogočijo vpogled v evolucijo večceličnih bitij iz primitivnih enoceličnih organizmov in začetke obdelave informacij, odločanja in kognicije pri bioloških vrstah. Prihodnje ponovitve ksenobotov bodo lahko v celoti izdelane iz pacientovih celic za popravilo poškodovanega tkiva ali specifično ciljanje na raka. Zaradi svoje biorazgradljivosti bi imeli ksenobotni vsadki prednost pred možnostmi medicinske tehnologije na osnovi plastike ali kovine, kar bi lahko pomembno vplivalo na regenerativno medicino. 

Nadaljnji razvoj bioloških "robotov" lahko ljudem omogoči boljše razumevanje živih in robotskih sistemov. Ker je življenje zapleteno, nam lahko manipuliranje z oblikami življenja pomaga razvozlati nekatere skrivnosti življenja in izboljša našo uporabo sistemov umetne inteligence. Poleg neposredne praktične uporabe lahko ksenoboti pomagajo raziskovalcem pri njihovem iskanju razumevanja celične biologije, s čimer utirajo pot prihodnjemu napredku v zdravju ljudi in življenjski dobi.

Posledice ksenobotov

Širše posledice ksenobotov lahko vključujejo:

• Vključitev ksenobotov v medicinske postopke, kar vodi do natančnejših in manj invazivnih operacij, kar izboljša čas okrevanja bolnikov.
• Uporaba ksenobotov za čiščenje okolja, kar vodi k učinkovitejšemu odstranjevanju onesnaževal in toksinov ter izboljša splošno zdravje ekosistemov.
• Razvoj izobraževalnih orodij, ki temeljijo na ksenobotih, kar vodi k boljšim učnim izkušnjam v biologiji in robotiki ter spodbuja zanimanje študentov za področja STEM.
• Ustvarjanje novih zaposlitvenih možnosti v raziskavah in razvoju ksenobotov.
• Morebitna zloraba ksenobotov pri nadzoru, ki povzroča pomisleke glede zasebnosti in zahteva nove predpise za zaščito pravic posameznikov.
• Tveganje nepredvidljive interakcije ksenobotov z naravnimi organizmi, kar vodi do nepredvidenih ekoloških posledic in zahteva skrbno spremljanje in nadzor.
• Visoki stroški razvoja in implementacije ksenobotov, ki povzročajo gospodarske izzive za manjša podjetja in potencialno neenakost pri dostopu do te tehnologije.
• Etični premisleki, povezani z ustvarjanjem in uporabo ksenobotov, vodijo v intenzivne razprave in morebitne pravne izzive, ki lahko oblikujejo prihodnjo politiko.

Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

• Ali menite, da lahko ksenoboti povzročijo ozdravitev bolezni, ki jih prej ni bilo mogoče zdraviti, ali ljudem, ki trpijo za njimi, omogočijo daljše in bolj plodno življenje?
• Za katere druge potencialne aplikacije je mogoče uporabiti raziskave ksenobotov?