Tech Tales: Xem lại Vấn đề sinh nhật của Caren Gussoff.

Tỷ lệ xảy ra ngày tận thế của nanobot là gì?

Các nhà công nghệ nano ngày nay đang mơ ước tạo ra những robot nhỏ bé có thể chữa trị - hoặc gây ra - những vấn đề lớn.

Đồ chơi tí hon của các nhà công nghệ khủng bố Tacoma

Trong Caren Gussoff vấn đề sinh nhật, tác giả sử dụng thực tế đó để xây dựng một thế giới hậu tận thế cho chúng ta, nơi thể hiện nhiều khả năng của công nghệ nano.  Lấy bối cảnh ở Seattle vào khoảng cuối thế kỷ 21, Vấn đề sinh nhật mô tả một thế giới đạt được ước mơ của các kỹ sư y sinh ở khắp mọi nơi: việc phát minh ra các nanobot y tế có tên là bot "MaGo" hứa hẹn một phương pháp chữa trị mọi bệnh tật cho con người và đảm bảo sự trẻ trung và sức sống suốt đời. Không ai sống mãi mãi, nhưng với các bot MaGo, mọi người đều chết trẻ khi đã già.

Cho đến khi có điều gì đó không ổn xảy ra, và một chủng bot mới khiến rất nhiều người mắc bệnh hiểm nghèo. Nguồn gốc của các bot và những ảnh hưởng tâm thần kỳ lạ của chúng đối với nạn nhân của chúng, được khám phá qua con mắt của nhiều nhân vật có những câu chuyện đan xen một cách ngẫu nhiên theo kiểu khiến cuốn tiểu thuyết giống như một Thế giới kỳ quái giao thoa giữa Seinfeld và Con đường.

Các yếu tố công nghệ và văn học trong tác phẩm của Gussoff đều tập trung vào ý tưởng rằng trong bầy đàn lớn, điều không thể xảy ra đối với một cá nhân lại có thể xảy ra trong nhóm. Điều này được ám chỉ trong tiêu đề; "Bài toán sinh nhật" là một thí nghiệm tưởng tượng kinh điển trong thống kê. Nếu có X số người trong một bữa tiệc, tỷ lệ họ có cùng ngày sinh là bao nhiêu?

Tỷ lệ cược là gì?

Hầu hết mọi người đều ngạc nhiên khi biết rằng tỷ lệ cược cao ngay cả đối với các nhóm nhỏ - xét cho cùng, chỉ có 366 lựa chọn. Phát huy ý tưởng về các hiệu ứng bất ngờ này trong một bầy đàn, các cốt truyện đan xen của các nhân vật khác nhau đều chồng lên nhau — ngay cả khi các nhân vật không nhận ra điều đó.  Vấn đề sinh nhật, giống như tên gọi của nó, nhắc nhở chúng ta rằng khi có đủ biến số, những hành động tầm thường của chúng ta sẽ gây ra hậu quả lớn hơn chúng ta mong đợi.

Điều hợp lý là các mạng lưới lớn gồm nhiều người sẽ có những tương tác ngẫu nhiên phức tạp và đôi khi tai hại. Lý thuyết hỗn loạn tương tự có áp dụng cho nanorobot không? Mặc dù nó không bao giờ được tuyên bố thẳng thắn, Vấn đề sinh nhật gợi ý rằng khi chúng ta lao vào các công nghệ tiên tiến, tỷ lệ xảy ra thảm họa có thể cao hơn chúng ta nghĩ.

Công nghệ nano trong thế giới thực thông báo câu chuyện

Gussoff, một cựu giáo viên khoa học, đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu khái niệm về người máy nano và hiểu rằng nhiều cỗ máy nhỏ hoạt động cùng nhau có thể tạo ra hiệu ứng lớn. Các bot MaGo là những cỗ máy đơn giản với ít dòng mã, nhưng chúng có thể được lập trình để sử dụng sự hợp tác nhằm đạt được các mục tiêu y tế lớn và cách chương trình đó có thể thay đổi để làm hỏng các mục tiêu đó. Là một nhà virus học, tôi đã thấy cách các cỗ máy nano có thể phát triển để hợp tác với nhau để đạt được hiệu quả hệ thống. Gussoff hiểu đúng.

Tôi đã nói chuyện với Gussoff về cách cô ấy nghĩ ra các bot MaGo và cô ấy đã dệt nên một tấm thảm nguồn phức tạp. Ban đầu, cô ấy đã kết hợp một bài báo nghiên cứu ban đầu về tuổi thọ với một bài báo đánh giá y học nano xuất sắc năm 2009, “Tác động của công nghệ nano đối với việc vận chuyển thuốc,” của Omid C. Farokhzad và Robert Langer, cả hai đều thuộc Trung tâm Xuất sắc Công nghệ Nano MIT-Harvard. 

Nhận ra rằng công nghệ nano có thể cung cấp các loại thuốc kéo dài sự sống, Gussoff đã tưởng tượng ra điều gì khác họ có thể làm được, và các bot MaGo đã ra đời. Cô ấy đã làm rất nhiều việc để tìm ra những cuốn sách giáo khoa có thể truy cập được và có những ý tưởng hay về tương lai của công nghệ nano. Cô đề nghị Thiết kế hệ thống và thiết bị y tế nano: Thách thức, Khả năng, Tầm nhìn, được chỉnh sửa bởi Frank Boehm, Giám đốc điều hành của một công ty công nghệ y tế nano. Nó rất xứng đáng với giá bìa $170 nếu bạn quan tâm đến công nghệ y tế nano.

Đồng thời, Gusoff xem xét cách chi tiêu tiền nghiên cứu và nhận thấy rằng cái mà cô ấy gọi là điều kiện “gợi cảm”, “…những điều kiện ảnh hưởng đến vẻ bề ngoài của chúng ta hoặc những điều kiện tấn công bộ phận cơ thể 'đáng mơ ước' nhận được nhiều tiền nhất— đơn giản và đơn giản.” Khi tạo ra các bot MaGo, giúp điều chỉnh các tình trạng “gợi cảm” này và đóng vai trò như một suối nguồn tươi trẻ, cô ấy đã kết hợp các mục tiêu y tế này với các nguyên tắc mà cô ấy đã học được trong tài liệu kỹ thuật nano. Trong thế giới của cô ấy, sự háo hức của con người trong việc giải quyết những căn bệnh “quyến rũ” này đã khiến chúng ta bỏ qua những hậu quả, điều mà cô ấy cũng dựa trên nghiên cứu của mình về y học nano. 

Nói chuyện với cô ấy về điều này, bạn bắt đầu nhận ra rằng những gì đã được in trong Vấn đề sinh nhật chỉ là một phần rất nhỏ trong sự hiểu biết về y học nano của Gussoff. Nhưng câu hỏi vẫn còn đó: liệu trí tưởng tượng của cô ấy, dù tốt hay xấu, có phù hợp với khả năng thực tế của y học nano?

Nanorobots thực ... được làm bằng DNA?

Một trong những dự án y học nano trong thế giới thực yêu thích của cá nhân tôi là công việc của Tiến sĩ Ido Bachelet at Đại học Bar Ilan của Israel.  Tiến sĩ Bachelet sử dụng một kỹ thuật gọi là “DNA origami” để chế tạo các cỗ máy nano từ DNA. Thật tuyệt vời những gì có thể được thực hiện với công nghệ này. Các công tắc và máy móc phức tạp trong các cỗ máy nano này có thể thực hiện các nhiệm vụ tinh vi, chẳng hạn như mang trực tiếp các loại thuốc hóa trị độc hại đến các tế bào khối u và chỉ giải phóng hàng hóa của chúng khi chúng chắc chắn rằng chúng đã đến được tế bào mà bác sĩ đã chỉ định. muốn giết. 

Và đó chỉ là nhiệm vụ đơn giản nhất mà Tiến sĩ Bachelet nói rằng cỗ máy nano của ông có thể làm được. Tương tự như các bot MaGo, việc lập trình các cỗ máy DNA của Tiến sĩ Bachelet để hoạt động như một đàn kiến ​​có thể dẫn đến tất cả các loại công nghệ y tế giả tưởng. Ngoài sức tưởng tượng, tôi có thể tưởng tượng ra một dòng rô-bốt nano này sẽ thay thế hệ thống miễn dịch bị suy yếu của bệnh nhân AIDS. Hoặc những cỗ máy có thể sửa chữa những tổn thương do bệnh thoái hóa não gây ra trước khi nó trở thành vấn đề. Khả năng là vô tận, nhưng nếu bạn quan tâm nhiều hơn, Tiến sĩ Bachelet đã làm rất tốt khi giải thích công việc của mình trong bài nói chuyện này từ TEDMED Israel.

Tuy nhiên, chúng ta không thể bỏ qua những khả năng tiêu cực của y học nano mà Gussoff nêu ra trong cuốn tiểu thuyết của mình. Các nanorobot DNA của Tiến sĩ Bachelet có khả năng giết chết tất cả chúng ta không? Đó không phải là một câu hỏi ngớ ngẩn - xét cho cùng, các robot nano y tế đang hoạt động sẽ có nhiều điểm chung với các vi khuẩn gây bệnh cho chúng ta - nhưng nó có một câu trả lời đơn giản: DNA origami là một quá trình cẩn thận trộn các sợi DNA ngắn vào một môi trường phòng thí nghiệm. Những cỗ máy DNA này không tự sao chép và do đó, chúng không có cơ hội đột biến ngẫu nhiên hiện diện trong một thứ như bot MaGo. Do đó, các robot nano của Tiến sĩ Bachelet không thể tạo ra những đứa con sát thủ bất ngờ và không thể xảy ra như trong Vấn đề sinh nhật.

Máy kim loại: cũng là một lựa chọn

Tuy nhiên, máy DNA không phải là thứ mà hầu hết mọi người nghĩ đến khi ai đó nói “người máy nano”. Thay vào đó, ý tưởng gợi lên những cỗ máy kim loại và silicon ở quy mô cực nhỏ và các bot MaGo của Vấn đề sinh nhật đều dựa trên mô hình đó. Nghiên cứu về loại robot đó vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, nhưng đó là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực và nhiệt tình. 

Trong khi đó, các dự án robot quy mô lớn cũng đang được tiến hành. “bầy đàn” robot có thể hợp tác để đạt được những điều tuyệt vời.  Có những ứng dụng quân sự, sản xuất và hàng không vũ trụ, nhưng khi công nghệ rô-bốt ngày càng nhỏ hơn, không có lý do gì mà những công nghệ thiết kế bầy đàn này lại không có ứng dụng y tế. Tuy nhiên, nếu Gussoff đúng, thì điều quan trọng là phải bao gồm các biện pháp bảo vệ, hạn chế khả năng tự sao chép của những robot y tế như vậy hoặc ít nhất là ngăn chúng đột biến theo những cách nguy hiểm.

Công nghệ nano có thể khiến chúng ta bất tử

Thành thật mà nói, những lợi ích tích cực tiềm năng là quá lớn để chúng ta không thử và phát triển công nghệ này. Miễn là chúng ta thông minh về việc bao gồm các biện pháp bảo vệ để tránh thảm họa như thảm họa được trình bày trong Vấn đề sinh nhật, có rất nhiều thứ để đạt được. Robot nano y tế không chỉ có khả năng chữa bệnh; họ cũng có thể điều khiển quá trình trao đổi chất của chúng ta một cách nhanh chóng để giúp chúng ta sống lâu hơn, năng suất hơn và nói chung là hài lòng và hiệu quả hơn trong cuộc sống. Điều đó có khả năng thay đổi rất nhiều thứ về xã hội, miễn là chúng ta có kiến ​​thức khoa học để áp dụng khi các cỗ máy nano sẵn sàng hoạt động.

Nghiên cứu về tuổi thọ của con người đã thu thập thông tin để sử dụng trong y học nano. Có những bài báo mới về kéo dài cuộc sống mỗi ngày và mặc dù không thể tóm tắt tất cả ở đây, một ví dụ là tiết lộ gần đây hoạt động điều chỉnh của enzyme AMPK, được tìm thấy ở người và nhiều loài động vật khác, đã kéo dài tuổi thọ của ruồi giấm thêm 30%. 

Hiện tại, thông tin này không hữu ích cho sức khỏe con người, bởi vì chúng ta không có công nghệ để đi vào tế bào và bật tắt gen theo ý muốn. Với những tiến bộ trong y học nano tương tự như các bot MaGo trong vấn đề sinh nhật, loại kiến ​​​​thức này có thể được áp dụng để kéo dài cuộc sống thực tế của con người. Tuy nhiên, có thể mất một thời gian—hy vọng tất cả chúng ta sẽ sống để nhìn thấy ngày cho phép chúng ta sống mãi mãi.

Họ có thể THỰC SỰ giết tất cả chúng ta không?

Tất nhiên, chúng ta không thể thảo luận về những người máy nano cơ khí truyền thống hơn này trong Vấn đề sinh nhật mà không cần thảo luận về khả năng xảy ra các kết quả tiêu cực đối với chúng—cụ thể là khả năng bầy rô-bốt cuối cùng sẽ giết tất cả chúng ta. Nó dường như không quá xa vời, ngay cả khi máy móc không thể tự sao chép. Trên thực tế, trong vài tháng qua, một “bóng ma trong máy” trên Trạm vũ trụ quốc tế đã phóng tổng cộng bốn vệ tinh nhỏ, được gọi là CubeSats mà không cần bất kỳ sự nhắc nhở nào của con người. CubeSats là một phần của nhiệm vụ khoa học chiến lược “bầy đàn”, nhưng chúng thường cần có lệnh của con người để khởi chạy. Nếu họ cảm thấy buồn chán và tự giải phóng mình, điều đó có thể khiến một người hơi khó chịu về triển vọng sử dụng bầy rô-bốt trong y học.  Vấn đề sinh nhật chạm vào sự khó chịu đó.

Tuy nhiên, tôi không nghĩ rằng Gussoff đang cố lợi dụng điều này để dọa chúng ta ngừng phát triển y học nano. Những câu chuyện về ngày tận thế công nghệ hay về sự kiêu ngạo của con người không phải là tránh xa công nghệ mới. Khoa học viễn tưởng Technopocalypse nói về việc tìm kiếm trước khi chúng ta nhảy vọt — chứ không phải về việc tránh hoàn toàn bước nhảy vọt. không lúc nào Vấn đề sinh nhật lên án công nghệ nano. Trên thực tế, nhiều nhân vật vẫn tiếp tục sử dụng nó để giữ cho mình sống sót, bất chấp cách mà công nghệ nano lừa đảo đã xé nát thế giới của họ. Thay vào đó, bài bình luận về công nghệ nano của công trình này là một lời cảnh báo. Theo cách mọi thứ hiện tại, tiền nghiên cứu được phân bổ kém cho các nguyên nhân hời hợt và nếu chúng ta không tự nhận thức và cẩn thận, chúng ta có thể phát triển một thứ gì đó với những hậu quả nguy hiểm. Thông điệp là thận trọng - không phải là lệnh cấm đối với nanomeesine.

Apocalypse ngăn chặn

Điều đó nói rằng, tôi không quá lo lắng. Các nhà nghiên cứu y học thường có những mối quan tâm như thế này trong tâm trí họ. Trái ngược với những gì bạn có thể nghĩ từ các bộ phim Bond, không ai muốn trở thành bác sĩ đã kết thúc thế giới. Cộng đồng kỹ thuật y tế có rất nhiều quy định và tôi tưởng tượng rằng các thử nghiệm lâm sàng sẽ được xây dựng để làm cho những sản phẩm này trở nên an toàn hơn là những kỵ sĩ nhỏ bé của ngày tận thế. Trong số các viễn cảnh tận thế khiến tôi thao thức cả đêm, công nghệ nano khiến tất cả chúng ta có ý định tự tử được xếp hạng khá thấp. Tuy nhiên, nó tạo ra một số cách đọc khá thú vị, với tầm cỡ văn học phù hợp với một số tác phẩm khoa học viễn tưởng cổ điển, từng đoạt giải thưởng.

Trên thực tế, khi tôi đọc nó, nó làm tôi nhớ đến thế giới bị phân mảnh trong tác phẩm vĩ đại của Neal Stephenson. Thời đại kim cương, cũng tập trung vào một tương lai công nghệ nano. Ngược lại, Vấn đề sinh nhật ít gây hấn hơn và có dàn nhân vật đa dạng hơn bao gồm những người thuộc nhiều chủng tộc, tôn giáo và khuynh hướng tình dục. Cân bằng giới tính cũng được thực hiện tốt. Nếu bạn thích Thời đại kim cương, nhưng muốn thứ gì đó có cảm giác đại diện cập nhật và công nghệ nano được thông báo bởi khoa học hiện tại, bạn sẽ thích Vấn đề sinh nhật.

Hoàn toàn, Vấn đề sinh nhật có rất nhiều điều để thêm vào cuộc trò chuyện của những người theo chủ nghĩa tương lai xung quanh công nghệ nano và người máy nano. Phạm vi công nghệ hẹp của nó cho phép điều tra các vấn đề thực sự của con người và những mối nguy hiểm tiềm ẩn mà các kỹ sư công nghệ nano sẽ cần phải ngăn chặn thông qua thiết kế tốt. Nó buộc chúng ta phải suy nghĩ không chỉ về những tác động không thể xảy ra của người máy nano, mà còn về những tác động không thể xảy ra trong hành động của chính chúng ta. Phạm vi rộng lớn của con người và các cốt truyện chồng chéo tạo nên một câu chuyện sống động, có cảm giác như nó diễn ra trong một tương lai có thật. Khi độc giả lướt qua những gì Gussoff đã tưởng tượng, nó phản ánh tầm nhìn của chính chúng ta về tương lai ngày nay, và cho phép chúng ta tự hỏi chủ nghĩa vị lai của năm 2014 sẽ định hình thế giới như thế nào—chúng ta sẽ cẩn thận về những gì chúng ta phát triển hay chúng ta sẽ để cho những tham vọng chiếm lấy chúng tôi vào lãnh thổ nguy hiểm? Mười nghìn dòng mã sai có thể tạo nên sự khác biệt.