Τα πρώτα ζωντανά ρομπότ μπορούν τώρα να αναπαράγονται
Αν το Westworld σας φαινόταν επιστημονική φαντασία, αμερικανοί επιστήμονες ψιθυρίζουν στους σεναριογράφους «Γατάκια…».
Επί της ουσίας πρόκειται για σμήνη μικροσκοπικών, ζωντανών ρομπότ, που είναι σε θέση να αναπαράγονται σε συνθήκες εργαστηρίου, ενώνοντας ελεύθερα κύτταρα μεταξύ τους.
Τα xenobots, έχουν δημιουργηθεί από τα βλαστοκύτταρα του αφρικανικού βατράχου Xenopus laevis, από τον οποίο εμπνεύστηκαν οι ερευνητές και το όνομά τους.
Το πλάτος τους είναι λιγότερο από ένα χιλιοστό και το 2020 μετά από πειράματα αποδείχθηκε ότι μπορούν να κινούνται, να συνεργάζονται σε ομάδες και να αυτοθεραπεύονται.
Οι εν λόγω ερευνητές του Πανεπιστημίου του Βερμόντ, του Πανεπιστημίου Tufts και του Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, είπαν ότι ανακάλυψαν μια εντελώς νέα μορφή βιολογικής αναπαραγωγής, διαφορετική από οποιουδήποτε ζώου ή φυτού είναι γνωστή στην επιστήμη.
«Έμεινα έκπληκτος», είπε ο Μάικλ Λέβιν, καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Άλεν στο Πανεπιστήμιο Tufts, ο οποίος είναι συν-επικεφαλής της νέας έρευνας.
«Οι βάτραχοι συνήθως, έχουν έναν συγκεκριμένο τρόπο αναπαραγωγής, ωστόσο όταν απελευθερώνεις τα κύτταρα από το υπόλοιπο έμβρυο τους και τους δίνεις την ευκαιρία να καταλάβουν πώς να βρίσκονται σε ένα νέο περιβάλλον, όχι μόνο καταλαβαίνουν και βρίσκουν έναν νέο τρόπο να κινηθούν, αλλά βρίσκουν και έναν νέο τρόπο αναπαραγωγής».
Να σημειωθεί ότι, τα βλαστοκύτταρα είναι μη εξειδικευμένα κύτταρα που δύνανται να εξελιχθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.
Για να φτιάξουν τα xenobots, οι ερευνητές έξυσαν ζωντανά βλαστοκύτταρα από έμβρυα βατράχου και τα άφησαν να επωαστούν, χωρίς να επέμβουν.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τα ρομπότ είναι κατασκευασμένα από μέταλλο, το θέμα όμως δεν είναι από τι είναι φτιαγμένο ένα ρομπότ, αλλά τι κάνει, και πώς ενεργεί από μόνο του για λογαριασμό των ανθρώπων», υπογράμμισε ο Τζος Μπόνγκαρντ, καθηγητής επιστήμης υπολογιστών και ρομποτικής, ειδικός στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Τα xenobots, τα οποία αρχικά είχαν σχήμα σφαίρας και κατασκευάζονταν από περίπου 3.000 κύτταρα, μπορούσαν να αναπαραχθούν. Ωστόσο, αυτό συνέβαινε σπάνια και μόνο σε συγκεκριμένες συνθήκες. Τα xenobots χρησιμοποίησαν την «κινητική αντιγραφή», μια διαδικασία που είναι γνωστό ότι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν στην κλίμακα ολόκληρων κυττάρων ή οργανισμών, όπως σημείωσε ο Μπόνγκαρντ.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές δοκίμασαν δισεκατομμύρια σχήματα για να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα σε αυτόν τον τύπο αναπαραγωγής των xenobots.
Ο υπερυπολογιστής σχεδίασε ένα σχήμα C που έμοιαζε με το Pac-Man, το βιντεοπαιχνίδι της δεκαετίας του 1980.
Ανακάλυψαν ότι ήταν σε θέση να βρει μικροσκοπικά βλαστοκύτταρα, να συγκεντρώσει εκατοντάδες από αυτά μέσα στο στόμα του και λίγες μέρες αργότερα να τα μετατρέψει σε νέα xenobots.
«Η τεχνητή νοημοσύνη δεν προγραμμάτισε με τον τρόπο που συνήθως σκεφτόμαστε να γράψουμε έναν κώδικα. Διαμόρφωσε, σμίλεψε και κατέληξε σε αυτό το σχήμα Pac-Man», δήλωσε ο Μπόνγκαρντ.
«Το σχήμα είναι, στην ουσία, το πρόγραμμα. Επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα xenobots ώστε να ενισχύσουν αυτήν την απίστευτα εκπληκτική διαδικασία» όπως ανέφερε χαρακτηριστικά.
Τα xenobots είναι πολύ πρώιμης τεχνολογίας ακόμα και δεν έχουν προς το παρόν πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, αυτός ο συνδυασμός μοριακής βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί σε μια σειρά από εργασίες στον ανθρώπινο οργανισμό και στο περιβάλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές..
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Defense Advanced Research Projects Agency, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία, που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση.
«Υπάρχουν πολλά πράγματα που είναι δυνατά, αν εκμεταλλευτούμε αυτού του είδους την πλαστικότητα και την ικανότητα των κυττάρων να λύνουν προβλήματα», κατέληξε ο Μπόνγκαρντ.
Τα xenobots, έχουν δημιουργηθεί από τα βλαστοκύτταρα του αφρικανικού βατράχου Xenopus laevis, από τον οποίο εμπνεύστηκαν οι ερευνητές και το όνομά τους.
Το πλάτος τους είναι λιγότερο από ένα χιλιοστό και το 2020 μετά από πειράματα αποδείχθηκε ότι μπορούν να κινούνται, να συνεργάζονται σε ομάδες και να αυτοθεραπεύονται.
Οι εν λόγω ερευνητές του Πανεπιστημίου του Βερμόντ, του Πανεπιστημίου Tufts και του Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, είπαν ότι ανακάλυψαν μια εντελώς νέα μορφή βιολογικής αναπαραγωγής, διαφορετική από οποιουδήποτε ζώου ή φυτού είναι γνωστή στην επιστήμη.
«Έμεινα έκπληκτος», είπε ο Μάικλ Λέβιν, καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Άλεν στο Πανεπιστήμιο Tufts, ο οποίος είναι συν-επικεφαλής της νέας έρευνας.
«Οι βάτραχοι συνήθως, έχουν έναν συγκεκριμένο τρόπο αναπαραγωγής, ωστόσο όταν απελευθερώνεις τα κύτταρα από το υπόλοιπο έμβρυο τους και τους δίνεις την ευκαιρία να καταλάβουν πώς να βρίσκονται σε ένα νέο περιβάλλον, όχι μόνο καταλαβαίνουν και βρίσκουν έναν νέο τρόπο να κινηθούν, αλλά βρίσκουν και έναν νέο τρόπο αναπαραγωγής».
Να σημειωθεί ότι, τα βλαστοκύτταρα είναι μη εξειδικευμένα κύτταρα που δύνανται να εξελιχθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.
Για να φτιάξουν τα xenobots, οι ερευνητές έξυσαν ζωντανά βλαστοκύτταρα από έμβρυα βατράχου και τα άφησαν να επωαστούν, χωρίς να επέμβουν.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τα ρομπότ είναι κατασκευασμένα από μέταλλο, το θέμα όμως δεν είναι από τι είναι φτιαγμένο ένα ρομπότ, αλλά τι κάνει, και πώς ενεργεί από μόνο του για λογαριασμό των ανθρώπων», υπογράμμισε ο Τζος Μπόνγκαρντ, καθηγητής επιστήμης υπολογιστών και ρομποτικής, ειδικός στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Τα xenobots, τα οποία αρχικά είχαν σχήμα σφαίρας και κατασκευάζονταν από περίπου 3.000 κύτταρα, μπορούσαν να αναπαραχθούν. Ωστόσο, αυτό συνέβαινε σπάνια και μόνο σε συγκεκριμένες συνθήκες. Τα xenobots χρησιμοποίησαν την «κινητική αντιγραφή», μια διαδικασία που είναι γνωστό ότι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν στην κλίμακα ολόκληρων κυττάρων ή οργανισμών, όπως σημείωσε ο Μπόνγκαρντ.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές δοκίμασαν δισεκατομμύρια σχήματα για να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα σε αυτόν τον τύπο αναπαραγωγής των xenobots.
Ο υπερυπολογιστής σχεδίασε ένα σχήμα C που έμοιαζε με το Pac-Man, το βιντεοπαιχνίδι της δεκαετίας του 1980.
Ανακάλυψαν ότι ήταν σε θέση να βρει μικροσκοπικά βλαστοκύτταρα, να συγκεντρώσει εκατοντάδες από αυτά μέσα στο στόμα του και λίγες μέρες αργότερα να τα μετατρέψει σε νέα xenobots.
«Η τεχνητή νοημοσύνη δεν προγραμμάτισε με τον τρόπο που συνήθως σκεφτόμαστε να γράψουμε έναν κώδικα. Διαμόρφωσε, σμίλεψε και κατέληξε σε αυτό το σχήμα Pac-Man», δήλωσε ο Μπόνγκαρντ.
«Το σχήμα είναι, στην ουσία, το πρόγραμμα. Επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα xenobots ώστε να ενισχύσουν αυτήν την απίστευτα εκπληκτική διαδικασία» όπως ανέφερε χαρακτηριστικά.
Τα xenobots είναι πολύ πρώιμης τεχνολογίας ακόμα και δεν έχουν προς το παρόν πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, αυτός ο συνδυασμός μοριακής βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί σε μια σειρά από εργασίες στον ανθρώπινο οργανισμό και στο περιβάλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές..
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Defense Advanced Research Projects Agency, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία, που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση.
«Υπάρχουν πολλά πράγματα που είναι δυνατά, αν εκμεταλλευτούμε αυτού του είδους την πλαστικότητα και την ικανότητα των κυττάρων να λύνουν προβλήματα», κατέληξε ο Μπόνγκαρντ.
