Živi roboti, znani kot ksenoboti, se lahko samoreplicirajo: NPR

Ducat bitij, znanih kot ksenoboti (v obliki črke C; bež), ki jih je oblikovala umetna inteligenca poleg ohlapnih žabjih matičnih celic (belih).

Douglas Blackiston in Sam Craigman


skrij napis

preklopi napis

Douglas Blackiston in Sam Craigman

Ducat bitij, znanih kot ksenoboti (v obliki črke C; bež), ki jih je oblikovala umetna inteligenca poleg ohlapnih žabjih matičnih celic (belih).

Douglas Blackiston in Sam Craigman

Znanstveniki pravijo, da so v bioloških robotih, ustvarjenih v laboratoriju z uporabo žabjih celic, videli še nikoli videno vrsto replikacije. Med drugim bi lahko ugotovitve vplivale na regenerativno medicino.

Odkritje vključuje ksenobota – preprost, “programabilen” organizem, ustvarjen z sestavljanjem matičnih celic v petrijevke – in ga opisuje skupina raziskovalcev z univerze Tufts, univerze Harvard in univerze v Vermontu. V članku, objavljenem ta teden V Zbornik Nacionalne akademije znanosti.

“To si lahko predstavljate kot uporabo različnih celic [as] Gradniki, kot bi jih naredili z Lego ali Minecraftom,« je za NPR povedal soavtor študije Douglas Blackiston.

Raziskovalci upajo, da bo nekega dne te ksenobote – opisala ista ekipa papir Objavljeno pred skoraj dvema letoma – človeško telo je mogoče programirati za izvajanje koristnih funkcij, kot je iskanje rakavih celic ali lovljenje škodljive mikroplastike v ocean.

Ksenoboti so narejeni iz celic, vzetih iz afriške krempljaste žabe, oz Xenopus laevis. Celice sploh niso bile gensko spremenjene, ampak so bile diferencirane za proizvodnjo ksenobotov, pravi Blackiston, višji znanstvenik na Allen Discovery Centru Univerze Tufts in Inštitutu Wyse za biološko navdihnjeno inženirstvo na Univerzi Harvard, združenih v različnih sistemih.

Ksenoboti se poganjajo z uporabo drobnih lasu podobnih struktur, imenovanih cilije. Nagnjeni so k gibanju na način odvapa, kar “se izkaže kot odlično za zbiranje kupov stvari,” pravi Blackiston.

Tako je ekipa uporabila računalniške simulacije, ki jih poganja umetna inteligenca, da bi videla, kako lahko manipulirajo s ksenoboti v oblike, ki bi bile še boljše pri odlaganju stvari.

Izboljšana zasnova je prejela nepričakovano odkritje

V ta namen začetna krožna oblika ksenobotov “ni najboljša zasnova,” pojasnjuje Blackiston. Namesto tega je računalnik predlagal obliko C, podobno snežnemu plugu ali, kot so nekateri opazili, Pac-Manu. Pravi, da je oblika zelo učinkovita pri razkritju in zbiranju ohlapnih matičnih celic., ki se nato naravno oblikujejo v velike kupe.

ko pa ksenoboti Potem ko so žabje matične celice ohlapno zanihale v posodi, so raziskovalci opazili nekaj izjemnega: kupi celic so naredili kopije originalnih ksenobotov.

V biologiji so seveda dobro poznane različne oblike spolnega in nespolnega razmnoževanja.

Toda to, kar počnejo ksenoboti – imenovano kinematična samopodvajanje -, je novo v živih organizmih, pravi Michael Levine, profesor biologije na Tuftsu in izredni član fakultete na Wise Institute. To se dogaja na molekularni ravni, vendar “ne poznamo nobenega organizma, ki bi se razmnoževal ali razmnoževal na ta način,” pravi.

Raziskovalci pravijo, da traja približno pet dni, da pripravimo kopijo pod optimalnimi pogoji. “Potomci” ne prevzamejo karoserije v obliki črke C prvotne generacije, ampak se vrnejo v manj učinkovito, prvotno zaobljeno obliko.

Ksenoboti so zbirke živih celic in nimajo možganov ali prebavnega sistema. Toda v resničnem smislu jih je mogoče programirati – da zaprejo druge celice, kot v tej študiji, ali sčasoma naredijo druge stvari. Zato jih raziskovalci štejejo za majhne organske robote.

Levine pravi za NPR: “Razlika med robotom in bitjem ni tako ostra, kot smo mislili.” “Ta bitja imajo lastnosti obeh.”

Pravzaprav ideja kinetične samoreplikacije ni povsem nova – prvi jo je predlagal matematik John von Neumann v poznih štiridesetih letih prejšnjega stoletja. Sam Craigman, podoktorski sodelavec na Inštitutu Vice in glavni avtor članka, pojasnjuje, da si je zamislil stroje, ki bi lahko naredili kopije samih sebe iz osnovnih robotskih delov.

“Veliko ljudi smo že dolgo videli, kako poskušajo von Neumannove stroje izdelati iz delov robotov, in so imeli omejen uspeh,” pravi Kriegman.

“Ugotovili smo, da če sprostite predstavo, da morajo biti roboti izdelani iz kovine, vezij in elektronike, in namesto tega uporabite žive celice, potem je von Neumannove stroje res enostavno zgraditi,” pravi.

Nekateri znanstveniki imajo etične pomisleke

Toda nekatere znanstvenike to skrbi. Nita Farahani, profesorica prava in filozofije na univerzi Duke, preučuje etiko, ki je vključena v nove tehnologije, in ni bila del raziskave Xenobot. “Kadar koli poskušamo izkoristiti življenje … [we should] prepoznati njegov potencial, da je res slab,” je dodala Revija Smithsonian,

Vendar pa raziskovalci ugotavljajo, da se ksenobot tako kot izmišljen von Neumannov stroj ne more kopirati brez surovin. Posledično ni možnosti, da bi lahko pobegnili iz laboratorija in se sami začeli razmnoževati. Vse, kar morajo raziskovalci narediti, je odstraniti seznam ohlapnih matičnih celic in nič več ni za izdelavo novih ksenobotov.

READ  Genom znanstvenikov s koronovirusa je mojster mešanice zaskrbljujočih znanstvenikov

In ker od starševskega ksenobota ne prihaja noben genetski material, ne morejo mutirati ali se razvijati sami, pravi Blackiston.

“Bilo bi tako, kot če bi našli ohlapne dele človeka, ki lebdijo naokoli, in jih zlepili skupaj, da bi naredili kopijo,” pravi. “Torej, težko je ugotoviti, kako [evolutionary] Selekcija bo vplivala na to, saj se med vsako generacijo nič ne prenaša – neodvisno od vsake.”

Raziskovalci upajo, da bodo nekega dne ti ksenoboti in njihova sposobnost samoreplikacije lahko uporabljeni v dobro človeštva.

“To je res prvi korak, vendar lahko razmišljate še naprej,” pravi Blackiston. “Če jih lahko bolje programiramo, morda lahko selektivno izberejo in prenesejo vrste celic, ki jih želimo, ali nam pomagajo oblikovati nekaj, kar uporabimo v posodo za regenerativno medicino.”

Za Kriegmana je zanimivo, da se “ta oblika replikacije pojavi spontano.” Seveda so bili za to potrebni zelo posebni pogoji, pravi, vendar “ni bilo treba razvijati več milijard let,”

“Razmišljamo o tem, koliko časa je trajalo, da se je življenje na Zemlji razvilo,” pravi Kriegman. “To je zelo dolga zgodba, a tukaj v posodi pod pravimi pogoji smo našli popolnoma novo obliko razmnoževanja v organizmih.”

In raziskovanje nove oblike samoreplikacije, pravi, kaže, da je “morda življenje bolj pričakovano kot nepričakovano.”

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x