„Žijící roboti“ navržení pomocí umělé inteligence poskytují potenciáln
Cart
Checkout Secure

Coupon Code: FT68LD435 Copy Code

„Žijící roboti“ navržení pomocí umělé inteligence poskytují potenciální nový základ pro regenerativní medicínu

By Nutriop Longevity prosinec 26, 2021

Pokud je reprodukce charakteristickým znakem života, pak první „živí roboti“ na světě možná právě vystoupili z Petriho misky v Burlingtonu ve Vermontu. Je pravda, že „vystoupil“ to může přehánět (namísto toho se „xenoboti“ navržení pomocí umělé inteligence bez obřadů váleli v misce), přesto se jim v tomto procesu podařilo dosáhnout něčeho docela pozoruhodného. Drobní tvorové ve tvaru Pac-Mana shromáždili žabí kmenové buňky z roztoku, ve kterém plavali, a vytvořili své kopie – a jejich velikost nelze přeceňovat.

 

Xenobots  - the world's first self-replicating robots


Tým odpovědný za vývoj – z Vermontské univerzity, Tuftsovy univerzity a Wyssova institutu pro biologicky inspirované inženýrství na Harvardské univerzitě – stavěl na výzkumu, který odhalil loni, když vytvořil vůbec první roboty postavené výhradně z živých buněk ( použité buňky byly odebrány z embryí žáby). Přestože měli tito původní roboti čistě organickou strukturu, nebyli považováni za živé organismy, protože neměli schopnost sebereplikace – jedna z nejzákladnějších charakteristik živého tvora.

To vše se letos změnilo.

 

Nové životní formy

Sam Kriegman, Ph.D., spoluvedoucí týmu, ve snaze oživit jejich xenoboty zapojil AI na Vermontské univerzitě a požádal ji, aby navrhla rodičovskou strukturu xenobotů. „Umělá inteligence přišla s nějakými podivnými návrhy po měsících chlastání,“ říká Kriegman, „včetně jednoho, který připomínal Pac-Mana. Je to velmi neintuitivní. Vypadá to velmi jednoduše, ale není to něco, s čím by přišel lidský inženýr. Proč jedna malá ústa? Proč ne pět?‘

 

Xenobot


Navzdory otázkám ohledně návrhu navrženého AI byly tyto výsledky nicméně použity k vytvoření mateřského xenobota. Tento rodič dokázal postavit děti a pokračoval v budování vnoučat. Strašidelné věci – nejen že jsme vytvořili samoreprodukujícího se robota, ale že ho pro nás navrhl jiný, který jsme postavili (AI). „Lidé si poměrně dlouho mysleli, že jsme přišli na všechny způsoby, jak se život může reprodukovat nebo replikovat,“ říká Douglas Blackiston, Ph.D., který sestavil rodiče xenobotů, „ale tohle je něco, co nebylo nikdy pozorováno. před.'

Myšlenka umělých, sebereplikujících se tvorů může některým lidem vhánět mráz po zádech, ale zatím se nemusíme bát, že by se nad planetou zmocnili vetřelci ve stylu Pac-Mana. Systém sebereplikace používaný xenoboty není plně realizován, přičemž tento proces po několika generacích zaniká. Důsledky tohoto biotechnologického pokroku jsou však nesmírně hluboké, zejména pokud jde o medicínu.

Xenoboti a regenerativní medicína 

Regenerativní medicína je termín, který zahrnuje léčbu, která se zaměřuje na poškozené tkáně, přičemž se z velké části soustředí na selektivní náhradu a opravu buněk. Vzhledem k tomu, že jeho hlavním účelem je omlazení, je často považován za lék proti stárnutí. Co nám však brání v jeho efektivním vývoji, je naše neschopnost přesně říct buňkám, co po nich chceme, aby dělaly.

Práce na Vermontské univerzitě nás přivedla mnohem blíž.

Embryonální žabí buňky, které xenoboti shromáždili, by se normálně vyvinuly v žabí kůži, nicméně v rukou vermontského týmu byly buňky znovu využity. „Dáváme je do nového kontextu,“ říká Michael Levin, Ph.D., spoluvedoucí výzkumu. "Dáváme jim šanci znovu si představit svou mnohobuněčnost."

Přestože měly buňky genom žáby, byly osvobozeny od jakékoli předem určené biologické cesty a mohly využít svou kolektivní genetickou inteligenci k dosažení něčeho úplně jiného. „Pracujeme na pochopení této vlastnosti,“ říká Bongard. "Pro společnost jako celek je důležité, abychom studovali a pochopili, jak to funguje."

Vskutku. Když spojíte naše rostoucí porozumění buněčné struktuře se schopností umělé inteligence vytvářet biologické nástroje na zakázku, můžeme mít brzy mnohem větší kontrolu nad našimi vlastními buňkami, než jsme kdy měli – výzkum prováděný vermontským týmem nám schopnost bojovat proti pustošení buněčného stárnutí a zvýšit lidskou dlouhověkost.

„Kdybychom věděli, jak říct sbírkám buněk, aby dělaly to, co jsme po nich chtěli, nakonec by to byla regenerativní medicína,“ říká Levin. „To je řešení traumatického zranění, vrozených vad, rakoviny a stárnutí. Všechny tyto různé problémy jsou zde, protože nevíme, jak předvídat a kontrolovat, jaké skupiny buněk se budou stavět. Xenoboti jsou novou platformou, jak nás učit.“

 

Proměňte technologii proti stárnutí ve skutečnost

 

Potential Applications of Xenobots

 

V této rané fázi je těžké skutečně pochopit potenciální aplikace xenobotů. „Vše, co můžeme udělat, je vzít v úvahu výhody, které má tato technologie oproti tradičním robotům,“ říká Bongard, „což je to, že jsou malí, biologicky rozložitelní a šťastní ve vodě.“ I když to může být dobré pro farmaření, kultivovanou produkci masa nebo nízkonákladové odsolování vody, není pochyb o tom, že technologie proti stárnutí bude jednou z hlavních oblastí budoucího výzkumu. Vyhlídka na vytlačení nemocí souvisejících s věkem do historických knih je jistě dostatečně lákavá pro jakýkoli výzkumný tým, ještě než se zamyslíte nad finančními odměnami.

Regenerativní medicína možná ještě není na obzoru, ale s příchodem samoreplikujících xenobotů jsme k ní určitě udělali obrovský skok. S možností, že naše vlastní buňky mohou být přepracovány tak, aby bojovaly se známkami stárnutí, nejenže budeme žít déle, ale budeme si to moci více užívat – můžete zůstat fit a docela dobře do svých tří set. Takže možná budete chtít vzít Pac-Mana příště trochu vážněji, protože jeho bratranec, xenobot, by vám mohl v nepříliš vzdálené budoucnosti přinést elixír života.

 

 

Reference:

 

1. R. D. Kamm a kol., Perspektiva: Příslib mnohobuněčných umělých živých systémů. APL Bioeng. 2, 040901 (2018).

2. D. Blackiston et al., Buněčná platforma pro vývoj syntetických živých strojů. Sci. Robot. 6, eabf1571 (2021).

3. J. Losner, K. Courtemanche, J. L. Whited, Mezidruhová analýza systémových mediátorů opravy a komplexní regenerace tkání. NPJ Regen. Med. 6, 21 (2021).

4. S. Kriegman, D. Blackiston, M. Levin, J. Bongard, Škálovatelné potrubí pro navrhování rekonfigurovatelných organismů. Proč. Natl. Akad. Sci. U.S.A. 117, 1853–1859 (2020).

5. V. Zykov, E. Mytilinaios, B. Adams, H. Lipson, Robotika: Samoreprodukující se stroje. Příroda 435, 163–164 (2005).

6. Z. Qu et al., K vysoce výkonným bateriím v mikroměřítku: Konfigurace a optimalizace materiálů elektrod pomocí in-situ analytických platforem. Energie Storage Mater. 29, 17–41 (2020).

7. Q. Wu a kol., Organ-on-a-chip: Nedávné průlomy a vyhlídky do budoucna. Biomed. Ing. Online 19., 9. (2020).

8. E. Garreta a kol., Rethinking organoid technology through bioengineering. Nat. Mater. 20, 145–155 (2021).

9. Y. Han a kol., Mezenchymální kmenové buňky pro regenerativní medicínu. Buňky 8, 886 (2019).

10. S. F. Gilbert, S. Sarkar, Objetí složitosti: Organismus pro 21. století. Dev. Dyn. 219, 1-9 (2000).

11. G. S. Hussey, J. L. Dziki, S. F. Badylak, Materiály na bázi extracelulární matrice pro regenerativní medicínu. Nat. Rev. Mater. 3, 159–173 (2018).


Starší příspěvek Novější příspěvek


0 komentářů


Zanechat komentář

Upozorňujeme, že komentáře musí být před zveřejněním schváleny

Přidáno do košíku!
Utraťte x $ a odemkněte dopravu zdarma Doprava zdarma při objednávce nad XX Máte nárok na dopravu zdarma Utraťte x $ a odemkněte dopravu zdarma Dosáhli jste dopravy zdarma Doprava zdarma nad x $ až Doprava zdarma nad $ x do You Have Achieved Free Shipping Doprava zdarma při objednávce nad XX Máte nárok na dopravu zdarma