Не бот, не зверь: ученые создали первый в истории живой программируемый организм

20 ЯНВАРЯ 2020 Г. Саймон Коглан и Коби Лейнс, Беседа

Наноботы - это крошечные роботы, которые выполняют определенные задачи. В медицине их можно использовать для адресной доставки лекарств.

Замечательное сочетание искусственного интеллекта (ИИ) и биологии привело к появлению первых в мире «живых роботов».

На этой неделе исследовательская группа робототехников и ученых опубликовала свой рецепт создания из стволовых клеток новой формы жизни под названием ксеноботы . Термин «ксено» происходит от лягушачьих клеток (Xenopus laevis), из которых они сделаны.

Один из исследователей охарактеризовал создание как «не традиционный робот и не известный вид животных», а «новый класс артефактов: живой программируемый организм».

Ксеноботы имеют длину менее 1 мм и состоят из 500-1000 живых клеток. У них разные простые формы, в том числе с приземистыми «ногами». Они могут двигаться в линейном или круговом направлении, объединяться для коллективных действий и перемещать небольшие предметы. Используя собственную клеточную энергию, они могут жить до 10 дней.

Хотя эти «реконфигурируемые биомашины» могут значительно улучшить здоровье людей, животных и окружающей среды, они вызывают юридические и этические проблемы.

Странное новое «существо»

Чтобы создать ксеноботов, исследовательская группа использовала суперкомпьютер для тестирования тысяч случайных конструкций простых живых существ, которые могли бы выполнять определенные задачи.

Компьютер был запрограммирован с помощью «эволюционного алгоритма» ИИ, чтобы предсказать, какие организмы, вероятно, будут выполнять полезные задачи, такие как движение к цели.

После выбора наиболее многообещающих дизайнов ученые попытались воспроизвести виртуальные модели с клетками кожи или сердца лягушки, которые были вручную соединены с помощью инструментов микрохирургии. Клетки сердца в этих сделанных на заказ узлах сокращаются и расслабляются, давая организмам движение.

Создание ксеноботов является революционным.

Несмотря на то, что их называют «программируемыми живыми роботами», на самом деле они полностью органические и состоят из живой ткани. Термин «робот» был использован потому, что ксеноботам можно придать различные формы и формы и «запрограммировать» нацеливание на определенные объекты, которые они затем невольно ищут.

Они также могут отремонтировать себя после повреждения.

Возможные применения

Ксеноботы могут иметь большую ценность.

Некоторые предполагают, что их можно использовать для очистки наших загрязненных океанов путем сбора микропластика.

Точно так же их можно использовать для входа в замкнутые или опасные зоны для удаления токсинов или радиоактивных материалов.

Ксеноботы, разработанные с тщательно продуманными «мешочками», могут переносить лекарства в человеческие тела.

Будущие версии могут быть построены из собственных клеток пациента для восстановления тканей или нацеливания на рак. Будучи биоразлагаемыми, ксеноботы будут иметь преимущество перед технологиями, сделанными из пластика или металла.

Дальнейшее развитие биологических «роботов» может ускорить наше понимание живых и роботизированных систем. Жизнь невероятно сложна, поэтому манипулирование живыми существами может раскрыть некоторые тайны жизни и улучшить использование ИИ.

На этом покадровом видео показано, как манипулировать клетками и собирать их для создания ксеноботов. Предоставлено: Дуглас Блэкистон, Университет Тафтса.

Правовые и этические вопросы

И наоборот, ксеноботы вызывают проблемы с юридической и этической точки зрения. Точно так же, как они могут помочь бороться с раком, их также можно использовать для взлома жизненных функций в злонамеренных целях.

Некоторые утверждают, что искусственное создание живых существ неестественно, высокомерно или связано с «игрой в Бога».

Более серьезную озабоченность вызывает непреднамеренное или злонамеренное использование, как мы видели с технологиями в таких областях, как ядерная физика, химия, биология и искусственный интеллект.

Например, ксеноботы могут использоваться во враждебных биологических целях, запрещенных международным правом.

Более продвинутые ксеноботы будущего, особенно те, которые живут дольше и размножаются, потенциально могут «давать сбой», выходить из строя и превосходить другие виды.

Для выполнения сложных задач ксеноботам может потребоваться сенсорная и нервная системы, что может привести к их разумности. Разумный запрограммированный организм поднимет дополнительные этические вопросы. В прошлом году возрождение бестелесного свиного мозга вызвало обеспокоенность по поводу страданий различных видов .

Управление рисками

Создатели ксеноботов справедливо признали необходимость обсуждения этики их создания.

Скандал 2018 года по поводу использования CRISPR (который позволяет вводить гены в организм) может преподать здесь поучительный урок . Хотя цель эксперимента заключалась в снижении восприимчивости новорожденных девочек-близнецов к ВИЧ / СПИДу, связанные с этим риски вызвали этическое беспокойство. Упомянутый ученый находится в тюрьме .

Когда CRISPR стал широко доступным, некоторые эксперты призвали ввести мораторий на наследуемое редактирование генома. Другие утверждали, что преимущества перевешивают риски.

Хотя каждую новую технологию следует рассматривать беспристрастно и исходя из ее достоинств, создание ксеноботов вызывает определенные важные вопросы:

Должны ли ксеноботы иметь биологические переключатели на случай, если они станут мошенниками?

Кто должен решать, кто может получить к ним доступ и контролировать?

Что, если появятся «самодельные» ксеноботы? Должен ли быть мораторий до создания нормативной базы? Насколько требуется регулирование?

Уроки, извлеченные в прошлом из достижений в других областях науки, могут помочь управлять будущими рисками, одновременно извлекая возможные выгоды.

Здесь долгая дорога, впереди долгая дорога

Создание ксеноботов имело различные биологические и роботизированные прецеденты. Генная инженерия создала генетически модифицированных мышей, которые флуоресцируют в УФ-свете.

Дизайнерские микробы могут производить лекарства и пищевые ингредиенты, которые в конечном итоге могут заменить животноводство .

В 2012 году ученые создали искусственную медузу под названием «медузоид» из клеток крысы.

Робототехника тоже процветает.

Нанороботы могут контролировать уровень сахара в крови и в конечном итоге могут очистить закупоренные артерии .

Роботы могут включать в себя живую материю, что мы стали свидетелями, когда инженеры и биологи создали робота с лучом-жалом, который питается от клеток, активируемых светом .

В ближайшие годы мы обязательно увидим больше таких творений, как ксеноботы, которые вызовут как удивление, так и должное беспокойство. И когда мы это делаем, важно, чтобы мы оставались открытыми и критичными.

Источник: phys.org

Комментарии: