Роботҳои зинда: Олимон ниҳоят аз роботҳо чизҳои зинда сохтанд

• Муаллиф:
• Номи муаллиф

  Пешгӯии Quantumrun
• Декабри соли 8, 2022

Хулосаи фаҳмиш

Олимон ба ҷои металлу пластикӣ аз бофтаҳои биологӣ роботҳо эҷод мекунанд. Потенсиали ин роботҳои зинда бузург аст - аз таҳияи маводи мухаддир то терапевтика то нанороботика. Ин организмҳои гибридӣ на танҳо "зинда" ҳастанд, балки онҳо низ барномарезӣ мешаванд.

Контексти роботҳои зинда

Соли 2020 муҳаққиқони Донишгоҳи Вермонт ва Тафтс дар ИМА бо истифода аз ҳуҷайраҳои қурбоққаи чанголи африқоӣ роботҳои зинда сохтанд (Лоиҳаи Xenopus). Ин роботҳои зинда, ки бо номи Xenobots номида мешаванд, қобилиятҳои аҷибе нишон доданд. Онҳо метавонанд ҳангоми осеб дидан худ шифо бахшанд, ба монанди раванди муолиҷа дар организмҳои табиӣ. Илова бар ин, онҳо пас аз иҷрои вазифаашон пароканда шуда, давраи зиндагии мавҷудоти органикиро инъикос мекунанд.

Ин ксеноботҳо на бештар аз 1 миллиметрро чен мекарданд. Раванди тарҳрезии онҳо як алгоритми мураккаберо дар бар мегирифт, ки дар суперкомпютер амал мекунад, ки амалан онҳоро "таҳия мекунад". Ин алгоритм бо як қатор конфигуратсияҳои сеченака бо истифода аз 500 то 1,000 пӯсти қурбоққа ва ҳуҷайраҳои дил оғоз ёфт. Ҳар як конфигуратсия як тарҳи эҳтимолиро барои Xenobots муаррифӣ мекард. Пас аз он суперкомпютер ҳар як тарҳро ба таври виртуалӣ санҷида, арзёбӣ кард, ки онҳо то чӣ андоза самаранок вазифаҳои муҳимро иҷро мекунанд, ба монанди ҳаракат дар посух ба кашишҳои ритмикии ҳуҷайраҳои дил.

Тарҳҳои муваффақтарин боиси таҳияи прототипҳои насли оянда шуданд. Ин прототипҳо барои арзёбии самаранокии онҳо дар як қатор вазифаҳо аз санҷиши ҷиддӣ гузаштанд. Ҳуҷайраҳои дил ҳамчун муҳаррикҳои миниётуравӣ амал карда, барои ҳаракат додани роботҳо шартнома баста ва истироҳат мекарданд. Ин механизми биологӣ ба ксеноботҳо имкон дод, ки мустақилона ҳаракат кунанд. Ин ҳуҷайраҳо барои нигоҳ доштани роботҳо аз як ҳафта то даҳ рӯз энергияи биологиро захира мекарданд.

Таъсири вайронкунанда

Дар соли 2021, даста прототипи Xenobot-и худро такмил дод, то тезтар бошад, муҳитҳои гуногунро самараноктар паймоиш кунад ва умри дарозтар дошта бошад. Ин ксеноботҳои нав ҳоло ҳам метавонанд дар гурӯҳҳо якҷоя кор кунанд ва дар сурати осеб диданашон худро шифо бахшанд. Дар равиши "аз боло ба поён" сохтани Xenobots 1.0, автоматҳои миллиметрӣ тавассути ҷойгиркунии матоъ ва шакли ҷарроҳии пӯсти қурбоққа ва ҳуҷайраҳои дил сохта шуданд. Варианти навбатӣ равиши муассири "аз поён ба боло" -ро мегирад.

Гурӯҳи биологҳои Донишгоҳи Тафтс бо ҳуҷайраҳои бунёдӣ, ки аз ҷанинҳои қурбоққаи африқоӣ гирифта шудаанд, оғоз карданд. Пас аз он, ин ҳуҷайраҳо боқӣ монданд, ки ба сфероидҳо табдил ёбанд ва дар он ҷо баъзе аз ҳуҷайраҳо пас аз чанд рӯз фарқ карда, килияро ба вуҷуд меоранд. (Cilia пешгӯиҳои хурде мебошанд, ки ба мӯй монанданд ва ба пеш ва пеш ҳаракат мекунанд ё ба таври махсус гардиш мекунанд.) 

Ксеноботҳои аслӣ ҳуҷайраҳои табиии дилро барои эҷод кардани ҳаракати ҷӯйбор истифода мебурданд, аммо ботҳои нави сфероидӣ ҳаракати худро аз кирпикӣ мегиранд. Дар қурбоққаҳо ва одамон, кирпикҳо одатан дар сатҳи луобпардаҳо, ба монанди шушҳо пайдо мешаванд, ки барои хориҷ кардани микроорганизмҳо ва дигар маводи хориҷӣ кӯмак мекунанд. Аммо, дар Xenobots, онҳо барои таъмини ҳаракати босуръат дар рӯи рӯи замин таъин карда шудаанд.

Xenobots нав нисбат ба модели соли 2020 дар иҷрои вазифаҳо ба монанди ҷамъоварии ахлот хеле тезтар ва беҳтаранд. Онҳо метавонанд якҷоя дар як тӯда кор кунанд, то як табақчаи Петриро гузаранд ва зарраҳои оксиди оҳанро ҷамъ кунанд. Онҳо инчунин метавонанд сатҳи калони ҳамворро пӯшонанд ё тавассути капиллярҳои танг ҳаракат кунанд. Ин тадқиқотҳо нишон медиҳанд, ки ин ботҳои биологӣ метавонанд дар оянда рафтори мураккабтаре дошта бошанд. Масалан, яке аз хусусиятҳои аввалиндараҷаи робототехника дар он аст, ки онҳо метавонанд маълумоти гузаштаро барои тағир додани рафтори худ дар хотир дошта бошанд ва истифода баранд. Ва тавре ки рӯй медиҳад, навсозии охирини Xenobot боз як хусусияти муҳимро дар бар мегирад: қобилияти сабти маълумот.

Илова бар ин, ба далели хосиятҳои беназири худ, олимон мегӯянд, ки версияҳои ояндаи роботҳо метавонанд дар чунин корҳо, аз қабили тоза кардани ифлосшавии микропластикӣ дар уқёнусҳо, ҳазм кардани маводи заҳролуд, интиқоли маводи мухаддир дар дохили бадан ё хориҷ кардани лавҳа аз деворҳои рагҳо истифода шаванд.

Оқибатҳои роботҳои зинда

Оқибатҳои васеътари роботҳои зинда метавонанд инҳоро дар бар гиранд: 

• Роботҳои зинда барои табобати ихтилоли асаб, аз қабили бемории Алтсгеймер ва Паркинсон тавассути хосиятҳои худтаъмиркунандаи онҳо сӯзандоруҳо карда мешаванд.
• Роботҳои зинда озмоиш мекунанд, ки чӣ гуна ҳуҷайраҳо ба доруҳо ва вояи гуногун вокуниш нишон медиҳанд, рушди доруҳоро суръат мебахшанд ва онро бехатартар мекунанд.
• Роботҳои зинда барои нест кардани микропластикҳо ва дигар нанозарраҳо истифода мешаванд.
• Олимон гурӯҳҳои гуногуни роботҳои зиндаро барои гузаронидани таҳқиқоти амиқтари ҳуҷайраҳо ва организмҳо барои тибби барқароршаванда истифода мебаранд.
• Мубоҳисаи афзоянда дар бораи он, ки оё роботҳои зинда бояд ҳамчун мошинҳо ё мавҷудоти зиндаи дорои ҳуқуқ тасниф карда шаванд.
• Корхонаҳо дар соҳаи дорусозӣ ва тандурустӣ ба ворид кардани технологияи роботҳои зинда барои интиқоли мақсадноки доруҳо мегузаранд, ки боиси табобатҳои дақиқ ва муассир мегардад.
• Агентиҳои экологӣ роботҳои зиндаро барои равандҳои биоремедиатсия истифода мебаранд, обанборҳои олуда ва хокро самаранок тоза мекунанд.
• Пайдоиши дастурҳо ва муқаррароти ахлоқӣ аз ҷониби ҳукуматҳо барои назорат кардани истифодаи роботҳои зинда, таъмини рушд ва татбиқи масъулият дар соҳаҳои гуногун.

Саволҳо барои баррасӣ

• Роҳҳои дигаре, ки роботҳои зинда метавонанд таҳқиқоти тиббиро беҳтар кунанд, кадомҳоянд?
• Ба фикри шумо роботҳои зинда дар дигар соҳаҳо чӣ гуна истифода мешаванд?