Xenobots: Gallai bioleg ynghyd â deallusrwydd artiffisial olygu rysáit ar gyfer bywyd newydd

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Ebrill 25, 2022

Crynodeb mewnwelediad

Mae Xenobots, ffurfiau bywyd artiffisial a ddyluniwyd o feinweoedd biolegol, yn barod i drawsnewid gwahanol feysydd, o feddygaeth i lanhau amgylcheddol. Gall y strwythurau bach hyn, sy'n cael eu creu trwy gyfuniad o gelloedd croen a chyhyr y galon, gyflawni tasgau fel symud, nofio a hunan-iachau, gyda chymwysiadau posibl mewn meddygaeth adfywiol a deall systemau biolegol cymhleth. Mae goblygiadau hirdymor xenobots yn cynnwys gweithdrefnau meddygol mwy manwl gywir, cael gwared ar lygryddion yn effeithlon, cyfleoedd gwaith newydd, a phryderon preifatrwydd.

Cyd-destun Xenobot

Wedi'i enwi ar ôl y broga crafanc Affricanaidd neu Xenopus laevis, mae xenobots yn ffurfiau bywyd artiffisial a ddyluniwyd gan gyfrifiaduron i gyflawni rolau penodol. Mae Xenobots yn cynnwys ac yn cael eu hadeiladu trwy gyfuno meinweoedd biolegol. Mae sut i ddiffinio xenobots - fel robotiaid, organebau, neu rywbeth arall yn gyfan gwbl - yn aml yn parhau i fod yn destun dadlau ymhlith academyddion a rhanddeiliaid diwydiant.

Mae arbrofion cynnar wedi cynnwys creu xenobots gydag ehangder o lai na milimedr (0.039 modfedd) ac maent wedi'u gwneud o ddau fath o gell: celloedd croen a chelloedd cyhyr y galon. Cynhyrchwyd celloedd cyhyr y croen a'r galon o fôn-gelloedd a gasglwyd o embryonau broga cynnar, cam blastula. Roedd y celloedd croen yn gweithredu fel strwythur cynnal, tra bod celloedd y galon yn gweithredu'n debyg i foduron bach, gan ehangu a chrebachu mewn cyfaint i yrru'r xenobot ymlaen. Crëwyd strwythur corff xenobot a dosbarthiad celloedd croen a chalon yn annibynnol mewn efelychiad trwy algorithm esblygiadol. 

Yn y tymor hir, mae xenobots yn cael eu cynllunio i symud, nofio, gwthio pelenni, cludo llwythi tâl, a gweithredu mewn heidiau i gasglu deunydd sydd wedi'i wasgaru o amgylch wyneb eu dysgl yn domenni taclus. Gallant oroesi am wythnosau heb faeth a hunan-wella ar ôl rhwygiadau. Gall Xenobots egino darnau o cilia yn lle cyhyr y galon a'u defnyddio fel rhwyfau bach ar gyfer nofio. Fodd bynnag, mae symudiad xenobot sy'n cael ei bweru gan cilia yn cael ei reoli'n llai ar hyn o bryd nag ymsymudiad xenobot gan gyhyr cardiaidd. Yn ogystal, gellir ychwanegu moleciwl asid riboniwcleig at xenobots i roi cof moleciwlaidd: pan fyddant yn agored i fath penodol o olau, byddant yn tywynnu lliw penodol o'u gweld o dan ficrosgop fflworoleuedd.

Effaith aflonyddgar

Mewn rhai ffyrdd, mae xenobots yn cael eu hadeiladu fel robotiaid rheolaidd, ond mae'r defnydd o gelloedd a meinweoedd mewn xenobots yn rhoi siâp gwahanol iddynt ac yn creu ymddygiadau rhagweladwy yn hytrach na dibynnu ar gydrannau artiffisial. Er bod xenobots blaenorol wedi'u gyrru ymlaen gan gyfangiad celloedd cyhyr y galon, mae cenedlaethau mwy newydd o xenobots yn nofio'n gyflymach ac yn cael eu gyrru gan nodweddion tebyg i wallt ar eu harwyneb. Yn ogystal, maent yn byw rhwng tri a saith diwrnod yn hirach na'u rhagflaenwyr, a oedd yn byw am tua saith diwrnod. Mae gan xenobots cenhedlaeth nesaf hefyd rywfaint o allu i ganfod a rhyngweithio â'u hamgylchedd.

Gall Xenobots a'u holynwyr roi cipolwg ar esblygiad creaduriaid amlgellog o organebau ungell cyntefig a dechreuadau prosesu gwybodaeth, gwneud penderfyniadau a gwybyddiaeth mewn rhywogaethau biolegol. Gellir adeiladu iteriadau senobot yn y dyfodol yn gyfan gwbl o gelloedd cleifion i atgyweirio meinwe sydd wedi'i niweidio neu i dargedu canserau'n benodol. Oherwydd eu bioddiraddadwyedd, byddai gan fewnblaniadau xenobot fantais dros opsiynau technoleg feddygol plastig neu fetel, a allai gael effaith sylweddol ar feddyginiaeth adfywiol. 

Gall datblygiad pellach o "robotiaid" biolegol alluogi bodau dynol i ddeall systemau byw a robotig yn well. Gan fod bywyd yn gymhleth, gall trin ffurfiau bywyd ein helpu i ddatrys rhai o ddirgelion bywyd, yn ogystal â gwella ein defnydd o systemau AI. Ar wahân i'r cymwysiadau ymarferol uniongyrchol, gall xenobots gynorthwyo ymchwilwyr yn eu hymgais i ddeall bioleg celloedd, gan baratoi'r ffordd ar gyfer datblygiadau iechyd dynol a hyd oes yn y dyfodol.

Goblygiadau xenobots

Gall goblygiadau ehangach xenobots gynnwys:

• Integreiddio xenobots mewn gweithdrefnau meddygol, gan arwain at feddygfeydd mwy manwl gywir a llai ymyrrol, gan wella amseroedd adferiad cleifion.
• Defnyddio xenobots ar gyfer glanhau amgylcheddol, gan arwain at gael gwared ar lygryddion a thocsinau yn fwy effeithlon, gan wella iechyd cyffredinol ecosystemau.
• Datblygu offer addysgol yn seiliedig ar xenobot, gan arwain at brofiadau dysgu gwell mewn bioleg a roboteg, gan feithrin diddordeb mewn meysydd STEM ymhlith myfyrwyr.
• Creu cyfleoedd swyddi newydd ym maes ymchwil a datblygu xenobot.
• Y camddefnydd posibl o senobots mewn gwyliadwriaeth, gan arwain at bryderon preifatrwydd a gorfodi rheoliadau newydd i amddiffyn hawliau unigol.
• Y risg y bydd xenobots yn rhyngweithio'n anrhagweladwy ag organebau naturiol, gan arwain at ganlyniadau ecolegol nas rhagwelwyd ac sy'n gofyn am fonitro a rheoli gofalus.
• Cost uchel datblygu a gweithredu xenobot, gan arwain at heriau economaidd i fusnesau llai ac anghydraddoldeb posibl o ran mynediad at y dechnoleg hon.
• Yr ystyriaethau moesegol sy'n ymwneud â chreu a defnyddio xenobots, gan arwain at ddadleuon dwys a heriau cyfreithiol posibl a allai lywio polisi yn y dyfodol.

Cwestiynau i'w hystyried

• Ydych chi'n meddwl y gall senobotiaid arwain at wella clefydau na ellid eu trin o'r blaen neu ganiatáu i'r rhai sy'n dioddef ohonynt fyw bywydau hirach a mwy ffrwythlon?
• Pa gymwysiadau posibl eraill y gellir cymhwyso ymchwil xenobot iddynt?