בשנת 2020, צורת חיים חדשה הגיעה לכדור הארץ. ליתר דיוק, הוא הגיע למעבדה - מעבדת לוין באוניברסיטת טאפטס במסצ'וסטס. כמו מינים זרים, אלה לא היו גברים ירוקים קטנים או כל קלישאת מדע בדיוני אחרת. הם נראו יותר כמו כתמים שחורים קטנטנים של חול דק הנעים לאיטם בצלחת פטרי. ולמרות שהם לא זרים בהגדרה החוץ-ארצי, הם בהחלט נמצאים במובן שהם מוזרים. מה שמכונה "קסנובוטים" אלה הם אוטומטונים חיים וביולוגיים שעשויים רק לסמן את עתיד הרובוטיקה כפי שאנו מכירים אותו.
תוכן
- נחילי רובוטים חיים
- השאלה המשלימה
- אורגניזם ביולוגי חדש
- פתרון האתגרים
"אלה אינם מתאימים להגדרה הקלאסית של אורגניזם כי הם אינם יכולים להתרבות - למרות שמבחינה בטיחותית זו [זו] תכונה ולא פגם." דאגלס בלקיסטון, מדען בכיר במרכז אלן דיסקברי באוניברסיטת טאפטס, אמר ל-Digital Trends. "אפשר לסווג אותם כ'אורגניזם לא מושלם'. עם זאת, אני חושב שהם מתאימים לרובוטים. למרות שהם חיים, הם בנויים מהיסוד למטרה מסוימת. אלה לא משהו שאי פעם, או יכול היה להתקיים בטבע - זה בנייה מעשה ידי אדם".
סרטונים מומלצים
נחילי רובוטים חיים
בואו נגבה. בשנה שעברה, חוקרים ב-Tufts יצרו את הרובוטים הזעירים, החיים, המונעים בעצמם, הראשונים בעולם. הקסנובוטים הללו תוכננו לתפקד בנחיל: הליכה, שחייה, דחיפת כדורים, נשיאת מטענים ועבודה משותפת כדי "להצטבר פסולת מפוזרת לאורך פני הצלחת שלהם לערימות מסודרות". הם מסוגלים לשרוד במשך שבועות ללא מזון ולרפא את עצמם לאחר מכן חתכים. אה, והם עשויים מפיסות צפרדע, שהוגדרו מחדש על ידי A.I.
קָשׁוּר
- הרובוט הכדורי הזה בסגנון BB-8 בנוי לחקור מערות לבה על הירח
- Holotron היא חליפה רובוטית שיכולה לשנות את הדרך בה אנו משתמשים ב-VR
- רובוט 'חיית הבלונים' משנה צורה של סטנפורד יוכל יום אחד לחקור את החלל
כדי ליצור את הקסנובוטים, חוקרי הטאפטס לקחו תאי עור מעוברי צפרדעים טריים (מין הצפרדע נקרא Xenopus laevis) ועודד אותם "לאתחל מחדש את הרב-תאי שלהם" בסביבה חדשה. משוחרר משאר העובר, תאי העור האלה יצרו את מה מייקל לוין, המדען שעל שמו קרויה מעבדת לוין, מכנה "פרוטו-יצור", עם מבנה והתנהגות ייחודיים משלו.
בניית נחילי רובוט חיים מתאי דו-חיים
בזמן שמדעני הטאפטס יצרו את אורגניזמי הקסנובוט הפיזיים, חוקרים עבדו במקביל באוניברסיטת ורמונט השתמש במחשב-על כדי להריץ סימולציות כדי לנסות ולמצוא דרכים להרכיב את הרובוטים החיים האלה כדי לבצע ביצועים שימושיים משימות.
"אנחנו משתמשים ב-A.I. "לפתח" עיצובים שונים של רובוטים בעולם וירטואלי", אמר בלקיסטון. "המחשב מקבל משימה, כמו 'ליצור רובוט שיכול ללכת בקו ישר', והוא מרכיב מיליוני שילובים שונים של תאים וירטואליים עד שזה פותר את הבעיה... לאחר מכן המחשב נותן לי שרטוט, ואני מתחיל לעבוד בחיבור התאים כדי להתפרנס גִרְסָה. אז, במובן מסוים, אני מקבל הזמנות מהמחשב."
א מאמר ראשוני על העבודה, הוכחה עקרונית לכך שקיימים רובוטים חיים, וכי A.I. יכול לעצב אותם לעשות דברים פשוטים, פורסם בשנה שעברה. מאמר שני, פורסם לאחרונה ב מדע רובוטיקה, מראה שננקטו צעדים כדי להפוך אותם לכלים שימושיים.
השאלה המשלימה
הביולוגיה ההתפתחותית המסורתית התמקדה במערכות מודל סטנדרטיות, כגון זבוב הפירות, העכבר והצפרדע, וכיצד הגנום שלהם מקודד חומרה שיוצרת סוג מסוים של גוף. הקסנובוטים לוין ועמיתיו החוקרים עובדים על מה שהוא אמר ל-Digital Trends היא "השאלה המשלימה". זה נוגע ל "ניתנות לתכנות מחדש של תוכנת החיים", והאם תאים נורמליים מבחינה גנטית מתפתים לבנות משהו שונה לגמרי מהתאים שלהם ברירת מחדל ביולוגית.
"אני חושב שזו תחילתה של גישה חדשה שבה מספר עצום של צורות חיים חדשות מתווספות לערכת הכלים הסטנדרטית של ביולוגים המאפשרת להם לשאול היכן תוכניות גוף נובעות, כיצד פועל שיתוף הפעולה בין תאים, כיצד מיושמת אינטליגנציה קולקטיבית סלולרית, וכיצד אנו יכולים לעורר קבוצות תאים ליצור כל מה שאנו רוצים." אמר לוין. "לא רק שזה שופך אור על הקשר בין גנום לאנטומיה - מכיוון שלקסנובוטים שלנו יש צפרדע סטנדרטית לחלוטין הגנום - אבל הוא גם מאפשר מכונות חיים סינתטיות שימושיות, ונותן לנו ארגז חול חדש שבו נבין את הכללים של מורפוגנזה."
הרעיון של רובוטים ביולוגיים אינו חדש. למעשה, ניתן לטעון שהוא קדם לתפיסה המודרנית של רובוטים כישויות מתכתיות מחוספסות במידה רבה. הרובוטים שדמיין המחזאי הצ'כי, קארל צ'אפק, שטבע את המונח "רובוט", במחזה המדע הבדיוני שלו משנת 1920 הרובוטים האוניברסליים של רוסום הם ביולוגיים באופיים. הם נוצרים במפעל באמצעות חומר אורגני סינתטי, מה שהופך אותם דומים יותר לרעיון המודרני של אנדרואידים מאשר למכונות.
חוקרים אחרים מהחיים האמיתיים ביקשו גם הם לשלב את עולם הטבע והמכונה בדרכים מעניינות. במימון האיחוד האירופי תוכנית פלורה רובוטיקה שואפת "לפתח ולחקור קשרים סימביוטיים הקשורים הדוק בין רובוטים וצמחים טבעיים ולחקור את הפוטנציאלים של רובוט-צמח. חברה המסוגלת לייצר חפצים ארכיטקטוניים ומרחבי מגורים". פרויקט הממומן על ידי המשרד לחקר ים, בינתיים, מתמקד בבנייה של צבא חרקים של ארבה סייבורג עונד תרמיל לביצוע משימות כמו זיהוי פצצות. באוניברסיטת ג'ג'יאנג, בסין, חוקרים יצרו מערך המאפשר לבני אדם לעשות זאת שליטה מוחית בתנועות של חולדות באמצעות טכנולוגיה הנקראת ממשק מוח-מוח. בשנה שעברה, חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד הטמיעו מיקרואלקטרוניקה בעלת הספק נמוך במדוזות חיות במטרה לשפר את ההנעה הטבעית שלהם. וכולי.
אורגניזם ביולוגי חדש
ההבדל בין הפרויקטים הללו לבין הקסנובוטים הוא שהאחרונים אינם פשוט משתמשים ברכיבים טכנולוגיים כדי להגביר את היכולות של אורגניזם ביולוגי; הוא יוצר אורגניזם ביולוגי חדש לחלוטין שניתן - או, לפחות, יהיה - לשלוט בו כמו רובוט מלאכותי לחלוטין.
"קסנובוטים מעוצבים על ידי A.I. מפוצצים את ההגדרות של הרובוט והאורגניזם כאחד מכיוון שהם מגלמים תכונות של שניהם", ג'וש בונגרד, פרופסור במחלקה למדעי המחשב של אוניברסיטת ורמונט, סיפר ל-Digital Trends. "הם כמו רובוטים מכיוון שהם נועדו לבצע איזושהי פונקציה שימושית עבור בני אדם באופן אוטונומי. אבל הם גם אורגניזמים במובן זה שהם צפרדעים ללא שינוי גנטית, פשוט נדחפים לצורות ותפקודים שונים מאוד".
ל-Xenobots, מבטיחים היוצרים שלהם, צפויים להיות מספר יישומים שונים, הן לטווח הרחוק והן לטווח הקרוב. לוין הציע שאפשרויות בטווח הקרוב עשויות לכלול ניקוי סביבתי וחישה, שכן השימוש בתאי דו-חיים חיים במים בטמפרטורה חיצונית, המתכלים תוך כשבוע, יכולים להפוך אותם למתאימים בצורה מושלמת עבור אלה תרחישים. הרובוטים יכולים לבצע חילוף חומרים כימיקלים מסוכנים ולחוש כמויות זעירות של מזהמים. יש להם אפילו דרכים בסיסיות, פרימיטיביות כרגע, לתעד חוויות סביבתיות - על ידי זוהר אדום ושינוי צורה כאשר הם נחשפים לתנאים מסוימים.
"בצד הסביבתי, אלה יכולים לשמש לגילוי ביולוגי ולתיקון ביולוגי", אמר בלקיסטון. "נוכל לתכנת את הרובוטים החיים לחוש מזהמים, ובתקווה לחפש אותם ולהרוס אותם. ברגע שהם מסיימים את עבודתם, הם [יכולים] להתפרק ללא מזיק בסביבה, [מבלי להשאיר] שום פסולת מלאכותית מאחור".
החזון לטווח ארוך יותר מתמקד ברפואה רגנרטיבית. "כמעט כל הבעיות של ביו-רפואה - פציעה טראומטית, הזדקנות, סרטן, מומים מולדים - יכולות להיות מובס אם נדע להניע קולקטיבים של תאים לבנות כל איברים מורכבים שנרצה", אמר לוין.
החוקרים משערים שניתן יהיה לבנות בוטים מסוגי תאים שונים עבור מקרי שימוש שונים. "אתה יכול לדמיין שימוש במערכת דומה כדי לספק תרופות לחולה אנושי, או לסייע בתהליך התיקון בעקבות פציעה", אמר בלקיסטון. "אם זה עשוי מתאי גזע של המטופל עצמו, זה יאפשר לנו ליצור רובוטים תואמים ביו, שמפוקים מהמטופל באופן טבעי לאחר שהם מסיימים את עבודתם."
פתרון האתגרים
יש עוד הרבה עבודה לעשות לפני הגעה לשלב הזה. אתגר אחד כרוך כיצד לשלוט בצורה הטובה ביותר בבוטים. "[הבעיה הזו] נותרה, לעת עתה, תעלומה מוחלטת", אמר בונגרד. "אנחנו עובדים על זה, ואנו מקווים שיהיו לנו הפתעות חדשות לדווח עליהן בעתיד הלא רחוק".
בלקיסטון אמר שמושג אחד כרוך בתכנות הבוטים עם התנהגויות ביולוגיות מולדות, שעלולות להתפתח ככל שהם מזדקנים. במילים אחרות, הקסנובוטים יכולים "להיוולד" עם מטרה אחת, ואז לעבור למטרה אחרת ככל שהם מתבגרים.
מכשול נוסף כרוך בהאצת ייצור הבוטים. נכון לעכשיו, יש לבנות קסנובוטים בעבודת יד, תהליך שלפי בלקיסטון ציין, "דורש הרבה זמן תחת המיקרוסקופ והרבה מאוד שליטה במוטוריקה עדינה". החוקרים בוחנים דרכים להתאים מדפסות ביולוגיות תלת-ממדיות כדי להפוך את התהליך כולו לאוטומטי, וכתוצאה מכך מעין פס ייצור של מסוע לרובוטים חיים.
דבר אחד שבטוח: סביר להניח שנשמע הרבה יותר על xenobots ככל שהזמן יעבור. ה"קסנו" בשמם עשוי להישאר, אבל סביר להניח שהם יהפכו הרבה יותר מוכרים לעולם בשנים הבאות.
המלצות עורכים
- הכירו את רובוט הפיצ'ינג משנה המשחק שיכול לחקות בצורה מושלמת כל זריקה אנושית
- הכירו את Digit: הרובוט בעל רגליים יען שעשוי יום אחד לספק לכם חבילות
- הכירו את Ghost Robotics, ה-Boston Dynamics של הרובוטים הקרביים
- פריצה לפוטוסינתזה: האם עלים מלאכותיים יכולים לתדלק את העתיד?
- הכירו את הרובוט שעוזר לרופאים לטפל בחולי קורונה
