ज़ेनोबोट्स: जीवित, जैविक रोबोट जो झुंड में काम करते हैं

2020 में, पृथ्वी पर एक नया जीवनरूप आया। अधिक विशेष रूप से, यह एक प्रयोगशाला में पहुंचा - मैसाचुसेट्स में टफ्ट्स विश्वविद्यालय में लेविन प्रयोगशाला। जैसा कि विदेशी प्रजातियाँ होती हैं, ये कोई छोटे हरे आदमी या कोई अन्य विज्ञान-कल्पना घिसी-पिटी बात नहीं थी। वे पेट्री डिश में धीरे-धीरे घूमते हुए महीन रेत के छोटे काले धब्बों की तरह लग रहे थे। और जबकि वे अलौकिक परिभाषा में विदेशी नहीं हैं, वे निश्चित रूप से इस अर्थ में हैं कि वे अजीब हैं। ये तथाकथित "ज़ेनोबोट्स" जीवित, जैविक ऑटोमेटन हैं जो रोबोटिक्स के भविष्य का संकेत दे सकते हैं जैसा कि हम जानते हैं।

"ये किसी जीव की शास्त्रीय परिभाषा में फिट नहीं बैठते क्योंकि वे पुनरुत्पादन नहीं कर सकते - हालाँकि सुरक्षा के दृष्टिकोण से यह एक विशेषता है न कि कोई दोष," डगलस ब्लैकिस्टनटफ्ट्स यूनिवर्सिटी के एलन डिस्कवरी सेंटर के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया। "उन्हें 'अपूर्ण जीव' के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। हालाँकि, मुझे लगता है कि वे रोबोट के रूप में योग्य हैं। यद्यपि वे जीवित हैं, फिर भी उनका निर्माण एक विशिष्ट उद्देश्य के लिए किया गया है। ये ऐसी कोई चीज़ नहीं है जो प्रकृति में कभी मौजूद थी या हो सकती है - यह मानव निर्मित निर्माण है।

जीवित रोबोटों के झुंड

आइए बैक अप लें। पिछले साल, टफ्ट्स के शोधकर्ताओं ने दुनिया का पहला छोटा, जीवित, स्व-संचालित रोबोट बनाया। इन ज़ेनोबॉट्स को झुंड में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: चलना, तैरना, छर्रों को धकेलना, पेलोड ले जाना, और "एकत्रीकरण" के लिए एक साथ काम करना मलबा उनके बर्तन की सतह पर साफ़-सुथरे ढेरों में बिखरा हुआ है।” वे भोजन के बिना हफ्तों तक जीवित रहने और उसके बाद खुद को ठीक करने में सक्षम हैं घाव। ओह, और वे मेंढक के टुकड़ों से बने हैं, जिन्हें ए.आई. द्वारा पुन: कॉन्फ़िगर किया गया है।

ज़ेनोबोट्स बनाने के लिए, टफ्ट्स शोधकर्ताओं ने ताजे मेंढक भ्रूण (मेंढक की प्रजाति को कहा जाता है) से त्वचा कोशिकाएं लीं ज़ेनोपस लाविस) और उन्हें एक नए वातावरण में "अपनी बहुकोशिकीयता को पुनः आरंभ करने" के लिए प्रोत्साहित किया। भ्रूण के बाकी हिस्सों से मुक्त होकर, इन त्वचा कोशिकाओं ने क्या बनाया माइकल लेविनजिस वैज्ञानिक के नाम पर लेविन लैब का नाम रखा गया है, वह इसे "प्रोटो-प्राणी" कहते हैं, जो अपनी अनूठी संरचना और व्यवहार से परिपूर्ण है।

जैसे ही टफ्ट्स वैज्ञानिक भौतिक ज़ेनोबोट जीवों का निर्माण कर रहे थे, शोधकर्ता विश्वविद्यालय में समानांतर रूप से काम कर रहे थे वर्मोंट ने उपयोगी प्रदर्शन करने के लिए इन जीवित रोबोटों को इकट्ठा करने के तरीके खोजने और सिमुलेशन चलाने के लिए एक सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया कार्य.

“हम ए.आई. का उपयोग करते हैं। एक आभासी दुनिया में विभिन्न रोबोट डिजाइनों को 'विकसित' करने के लिए,'' ब्लैकिस्टन ने कहा। "कंप्यूटर को एक कार्य दिया जाता है, जैसे 'एक रोबोट बनाएं जो सीधी रेखा में चल सके,' और यह लाखों अलग-अलग संयोजनों को इकट्ठा करता है आभासी कोशिकाएँ जब तक समस्या का समाधान नहीं कर लेतीं... तब तक कंप्यूटर मुझे एक खाका देता है, और मैं जीविकोपार्जन के लिए कोशिकाओं को जोड़ने का काम करता हूँ संस्करण। तो, एक तरह से, मैं कंप्यूटर से ऑर्डर ले रहा हूं।

एक कार्य के बारे में प्रारंभिक दस्तावेज़, इस सिद्धांत का प्रमाण कि जीवित रोबोट मौजूद हैं, और ए.आई. उन्हें सरल कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, पिछले वर्ष प्रकाशित हुआ था। एक दूसरा पेपर, में हाल ही में प्रकाशित हुआ विज्ञान रोबोटिक्स, दर्शाता है कि इन्हें उपयोगी उपकरण बनाने के लिए कदम उठाए गए हैं।

पूरक प्रश्न

पारंपरिक विकासात्मक जीव विज्ञान ने मानक मॉडल प्रणालियों पर ध्यान केंद्रित किया है, जैसे कि फल मक्खी, माउस और मेंढक, और कैसे उनके जीनोम हार्डवेयर को एन्कोड करते हैं जो एक निश्चित प्रकार का शरीर बनाता है। ज़ेनोबोट्स लेविन और उनके साथी शोधकर्ता उस पर काम कर रहे हैं जिसे उन्होंने डिजिटल ट्रेंड्स को "पूरक प्रश्न" बताया है। यह चिंता का विषय है "जीवन के सॉफ़्टवेयर की पुन: प्रोग्रामेबिलिटी," और क्या आनुवंशिक रूप से सामान्य कोशिकाओं को कुछ ऐसा बनाने के लिए लुभाया जा सकता है जो उनके से काफी अलग हो जैविक चूक.

"मुझे लगता है कि यह एक नए दृष्टिकोण की शुरुआत है जिसमें जीवविज्ञानियों के मानक टूलकिट में असंख्य नए जीवन रूपों को जोड़ा गया है जो उन्हें यह पूछने में सक्षम बनाता है कि कहां बॉडीप्लान आते हैं, कोशिकाओं के बीच सहयोग कैसे काम करता है, सेलुलर सामूहिक बुद्धिमत्ता कैसे कार्यान्वित की जाती है, और हम जो चाहते हैं उसे बनाने के लिए हम सेल समूहों को कैसे उत्तेजित कर सकते हैं," लेविन ने कहा। "यह न केवल जीनोम और शरीर रचना विज्ञान के बीच संबंधों पर प्रकाश डालता है - क्योंकि हमारे ज़ेनोबोट्स में पूरी तरह से मानक मेंढक है जीनोम - लेकिन यह उपयोगी सिंथेटिक जीवित मशीनों को भी सक्षम बनाता है, और हमें एक नया सैंडबॉक्स देता है जिसमें हम नियमों को समझ सकते हैं मोर्फोजेनेसिस।"

जैविक रोबोट का विचार नया नहीं है। वास्तव में, यह यकीनन बड़े पैमाने पर ऊबड़-खाबड़, धात्विक इकाइयों के रूप में रोबोटों की आधुनिक अवधारणा से पहले का है। रोबोट की कल्पना चेक नाटककार कारेल कापेक ने की थी, जिन्होंने अपने 1920 के विज्ञान-कथा नाटक में "रोबोट" शब्द गढ़ा था। रोसुम के यूनिवर्सल रोबोट प्रकृति में जैविक हैं. वे सिंथेटिक कार्बनिक सामग्री का उपयोग करके एक कारखाने में बनाए जाते हैं, जो उन्हें मशीनों की तुलना में एंड्रॉइड के आधुनिक विचार के अधिक समान बनाता है।

अन्य वास्तविक जीवन के शोधकर्ताओं ने भी प्राकृतिक और मशीनी दुनिया को दिलचस्प तरीकों से संयोजित करने की कोशिश की है। यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित फ्लोरा रोबोटिका कार्यक्रम इसका उद्देश्य "रोबोट और प्राकृतिक पौधों के बीच निकट से जुड़े सहजीवी संबंधों का विकास और जांच करना और पौधे-रोबोट की संभावनाओं का पता लगाना है।" समाज वास्तुशिल्प कलाकृतियों और रहने की जगहों का निर्माण करने में सक्षम है। इस बीच, नौसेना अनुसंधान कार्यालय द्वारा वित्त पोषित एक परियोजना निर्माण पर केंद्रित है की एक बैकपैक पहने साइबोर्ग टिड्डियों की कीट सेना बम का पता लगाने जैसे कार्यों को अंजाम देने के लिए। चीन में झेजियांग विश्वविद्यालय में, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा सेटअप बनाया है जो मनुष्यों को अनुमति देता है मन-चूहों की गतिविधियों पर नियंत्रण रखें ब्रेन-ब्रेन इंटरफ़ेस नामक तकनीक के माध्यम से। पिछले साल, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एंबेडेड किया था जीवित जेलीफ़िश में कम-शक्ति वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स उनके प्राकृतिक प्रणोदन को बढ़ाने के लक्ष्य के साथ। और इसी तरह।

एक नया जैविक जीव

इन परियोजनाओं और ज़ेनोबॉट्स के बीच अंतर यह है कि ज़ेनोबॉट्स केवल जैविक जीव की क्षमताओं को बढ़ाने के लिए तकनीकी घटकों का उपयोग नहीं करते हैं; यह एक पूरी तरह से नया जैविक जीव बनाता है जिसे पूरी तरह से कृत्रिम रोबोट की तरह नियंत्रित किया जा सकता है - या, कम से कम, किया जाएगा।

"ए.आई.-डिज़ाइन किए गए ज़ेनोबोट्स रोबोट और जीव दोनों की परिभाषाओं को उजागर करते हैं क्योंकि वे दोनों के गुणों को अपनाते हैं," जोश बोंगार्डवर्मोंट विश्वविद्यालय के कंप्यूटर विज्ञान विभाग के एक प्रोफेसर ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया। “वे रोबोट की तरह हैं क्योंकि उन्हें मनुष्यों के लिए स्वायत्त रूप से कुछ उपयोगी कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन वे इस अर्थ में भी जीव हैं कि वे आनुवंशिक रूप से असंशोधित मेंढक हैं, जिन्हें बस बहुत अलग रूपों और कार्यों में धकेल दिया जाता है।

ज़ेनोबोट्स, उनके निर्माता वादा करते हैं, दूर और निकट अवधि दोनों में कई अलग-अलग अनुप्रयोग होने की संभावना है। लेविन ने सुझाव दिया कि उभयचर कोशिकाओं के उपयोग के बाद से निकट अवधि की संभावनाओं में पर्यावरणीय सफाई और संवेदन शामिल हो सकता है बाहरी तापमान वाले पानी में रहना, जो लगभग एक सप्ताह में बायोडिग्रेडेबल हो जाता है, उन्हें इनके लिए पूरी तरह उपयुक्त बना सकता है परिदृश्य. बॉट खतरनाक रसायनों का चयापचय कर सकते हैं और थोड़ी मात्रा में प्रदूषकों को महसूस कर सकते हैं। उनके पास पर्यावरणीय अनुभवों को रिकॉर्ड करने के बुनियादी, वर्तमान में आदिम तरीके भी हैं - कुछ स्थितियों के संपर्क में आने पर लाल चमक और आकार बदलने से।

ब्लैकिस्टन ने कहा, "पर्यावरणीय पक्ष पर, इनका उपयोग जैव-पहचान और बायोरेमेडिएशन के लिए किया जा सकता है।" “हम जीवित रोबोटों को प्रदूषकों को समझने के लिए प्रोग्राम कर सकते हैं, और उम्मीद है कि हम उन्हें ढूंढकर नष्ट कर देंगे। एक बार जब वे अपना काम पूरा कर लेते हैं, तो वे [तब] पर्यावरण में हानिरहित तरीके से विघटित हो जाते हैं, [बिना पीछे छोड़े] कोई कृत्रिम कचरा।"

दीर्घकालिक दृष्टिकोण पुनर्योजी चिकित्सा पर केंद्रित है। “बायोमेडिसिन की लगभग सभी समस्याएं - दर्दनाक चोट, उम्र बढ़ना, कैंसर, जन्म दोष - हो सकती हैं यदि हम जानते हैं कि कोशिका समूहों को जो भी जटिल अंग हम चाहते हैं, उन्हें बनाने के लिए कैसे प्रेरित किया जाए, तो हम हार जाएंगे,'' ने कहा लेविन।

शोधकर्ताओं का अनुमान है कि विभिन्न उपयोग-मामलों के लिए विभिन्न सेल प्रकारों से बॉट बनाना संभव होगा। ब्लैकिस्टन ने कहा, "आप किसी मानव रोगी में दवाएं पहुंचाने, या चोट के बाद मरम्मत प्रक्रिया में सहायता करने के लिए एक समान प्रणाली का उपयोग करने की कल्पना कर सकते हैं।" "अगर इसे किसी मरीज़ की स्वयं की स्टेम कोशिकाओं से बनाया जाता है, तो यह हमें बायोकंपैटिबल रोबोट बनाने की अनुमति देगा जो मरीज़ द्वारा अपना काम पूरा करने के बाद स्वाभाविक रूप से साफ़ हो जाते हैं।"

चुनौतियों का समाधान

इस चरण तक पहुंचने से पहले अभी भी बहुत कुछ करना बाकी है। एक चुनौती में यह शामिल है कि बॉट्स को सर्वोत्तम तरीके से कैसे नियंत्रित किया जाए। बोंगार्ड ने कहा, "[यह समस्या] अभी तक एक पूर्ण रहस्य बनी हुई है।" "हम इस पर काम कर रहे हैं, और हमें उम्मीद है कि निकट भविष्य में रिपोर्ट करने के लिए नए आश्चर्य होंगे।"

ब्लैकिस्टन ने कहा कि एक अवधारणा में बॉट्स को जन्मजात जैविक व्यवहारों के साथ प्रोग्रामिंग करना शामिल है, जो संभावित रूप से उनकी उम्र के अनुसार विकसित हो सकता है। दूसरे शब्दों में, ज़ेनोबोट्स एक उद्देश्य के साथ "जन्म" ले सकते हैं, और फिर बड़े होने पर दूसरे में बदल सकते हैं।

एक अन्य बाधा में बॉट्स के उत्पादन में तेजी लाना शामिल है। वर्तमान में, ज़ेनोबॉट्स को हाथ से बनाया जाना है, एक प्रक्रिया, जिसमें ब्लैकिस्टन ने कहा, "माइक्रोस्कोप के तहत बहुत समय और बढ़िया मोटर नियंत्रण की आवश्यकता होती है।" शोधकर्ता पूरी प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए 3डी बायोप्रिंटर को अपनाने के तरीकों पर विचार कर रहे हैं, जिसके परिणामस्वरूप जीवित रोबोटों के लिए एक प्रकार की कन्वेयर बेल्ट उत्पादन लाइन तैयार हो जाएगी।

एक बात निश्चित है: जैसे-जैसे समय बीतता जाएगा हमें ज़ेनोबॉट्स के बारे में और भी बहुत कुछ सुनने को मिलेगा। उनके नाम में "ज़ेनो" चिपका रह सकता है, लेकिन आने वाले वर्षों में दुनिया के लिए ये और भी अधिक परिचित हो जाने की संभावना है।

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