Թիմը ստեղծում է առաջին կենդանի ռոբոտներին


Վերմոնտի համալսարանի (UVM) և Մասաչուսեթսի Թաֆթս համալսարանի գիտնականները 2020 թվականի հունվարի 13-ին ասացին, որ այժմ նրանք կենդանի բջիջները հավաքել են կյանքի բոլորովին նոր ձևերի: Նրանք նրանց անվանում են կենդանի ռոբոտներ, կամքսենոբոտներհամարգորտի տեսակներում բջիջներից դուրս եկան փոքրիկ ռոբոտները: Գիտնականները դրանք բնութագրում են որպես փոքրբլբլեր, submillimeter- ի չափով (մի միլիմետրը կազմում է դյույմի մոտ 1/25 -րդ մասը, այնպես որ այս փոքրիկ բշտիկները դրանից փոքր են): Բլոբները պարունակում են 500 -ից 1000 բջիջ: Նրանք կարող են ինքնաբուժվել ՝ կտրվելուց հետո: Բլուբները կարողացել են պտտվել Petri ամանի վրայով, ինքնակազմակերպվել և նույնիսկ տեղափոխել փոքր բեռներ: Միգուցե, ի վերջո, նրանք կկարողանան դեղամիջոց տեղափոխել մարդու մարմնի ներսում որոշակի տեղ, քերել ափսեը զարկերակներից, փնտրել ռադիոակտիվ աղտոտվածություն կամ պլաստիկ աղտոտվածություն հավաքել Երկրի օվկիանոսներում:

Եվ, այո, գիտնականներն իսկապես ընդունում են հնարավոր էթիկական խնդիրները: Այդ մասին ավելի մանրամասն ՝ ստորև:


Jոշուա Բոնգարդ, Վերմոնտի համալսարանի համակարգչային գիտաշխատող և ռոբոտաշինության փորձագետ, որը ղեկավարում էր նոր հետազոտությունը, հայտարարության մեջ ասում է.

Սրանք նոր կենդանի մեքենաներ են: Նրանք ոչ ավանդական ռոբոտ են, ոչ էլ կենդանիների հայտնի տեսակներ: Դա արտեֆակտների նոր դաս է ՝ կենդանի, ծրագրավորվող օրգանիզմ…

Դուք նայում եք այն բջիջներին, որոնցով մենք կառուցում էինք մեր քսենոբոտները, և, գենոմիկ առումով, դրանք գորտեր են: Դա 100% գորտի ԴՆԹ է, բայց դրանք գորտեր չեն: Հետո հարցնում եք ՝ լավ, էլ ի՞նչ կարող են կառուցել այդ բջիջները:

Նոր հետազոտության արդյունքներն էինհրապարակվածՀունվարի 13 -ին,Գիտությունների ազգային ակադեմիայի տեղեկագիր.




ForVM 2020 լուսնային օրացույցները մատչելի են: Մնացել են ընդամենը մի քանիսը: Պատվիրեք հիմա!

Մի փոքր քառակուսի բլբուր չորս ոտքով, որը երևում է ներքևից:

Արտադրված չորքոտանի (4 ոտնաչափ) օրգանիզմ ՝ 650-750 մկմ տրամագծով (միկրոնը միլիոն մետրի միլիոներորդ մասն է): Գիտնականներն այս արարածին (եթե կարելի է այն արարած անվանել) բնութագրել են որպես «մի փոքր ավելի փոքր, քան մի քորոց»: Պատկերը ՝ Դուգլաս Բլեքիսթոնի/ Թաֆթսի համալսարանի միջոցով/Վերմոնտի համալսարան.

Իրենց հրապարակած հոդվածում այս գիտնականներըգրել է:

Տեխնոլոգիաների մեծ մասը պատրաստված են պողպատից, բետոնից, քիմիական նյութերից և պլաստմասսայից, որոնք ժամանակի ընթացքում քայքայվում են և կարող են վնասակար էկոլոգիական և առողջական կողմնակի ազդեցություններ թողնել: Այսպիսով, օգտակար կլիներ կառուցել տեխնոլոգիաներ `օգտագործելով ինքնավերականգնվող և կենսահամատեղելի նյութեր, որոնցից իդեալական թեկնածուներն իրենք են կենդանի համակարգերը: Այսպիսով, մենք այստեղ ներկայացնում ենք մի մեթոդ, որը նախագծում է ամբողջովին կենսաբանական մեքենաներ սկզբնապես. Համակարգիչները ինքնաբերաբար մոդելավորում են նոր մեքենաներ, իսկ լավագույն նախագծերն այնուհետև կառուցվում են ՝ համատեղելով տարբեր կենսաբանական հյուսվածքներ: Սա հուշում է, որ մյուսները կարող են օգտագործել այս մոտեցումը ՝ նախագծելու մի շարք կենդանի մեքենաներ ՝ մարդու օրգանիզմ ներսում դեղամիջոցների անվտանգ առաքման համար, օգնելու շրջակա միջավայրի վերականգնմանը, կամ էլ ավելի ընդլայնելու մեր կյանքի տարբեր ձևերի և գործառույթների մասին մեր պատկերացումները:


Նոր արարածները նախագծվել են գերհամակարգչի վրա UVM- ում, այնուհետև հավաքվել և փորձարկվել են Թաֆթսի համալսարանի կենսաբանների կողմից: Գիտնականների հայտարարությունը նկարագրեց նրանց ընթացքն այսպես.

UVM Vermont Advanced Computing Core- ի Deep Green գերհամակարգչային կլաստերի ամիսների վերամշակման ժամանակ, թիմը, ներառյալ UVM- ի առաջատար հեղինակ և դոկտորանտ Սեմ Կրիգմանը [@Kriegmericaon Twitter]-օգտագործել է էվոլյուցիոն ալգորիթմ ՝ ստեղծելու հազարավոր թեկնածուական նմուշներ կյանքի նոր ձևերի համար: Փորձելով հասնել գիտնականների կողմից հանձնարարված առաջադրանքին, ինչպես շարժումը մեկ ուղղությամբ, համակարգիչը անընդհատ մի քանի հարյուր մոդելավորված բջիջներ կհավաքեր անհամար ձևերի և մարմնի ձևերի: Քանի որ ծրագրերն ընթանում էին ՝ հիմնված կենսաֆիզիկայի վերաբերյալ հիմնական կանոնների վրա, թե ինչ կարող են անել մեկ գորտի մաշկը և սրտի բջիջները, առավել հաջողված նմանակված օրգանիզմները պահվում և զտվում էին, մինչդեռ անհաջող ձևերը դուրս էին մղվում: Ալգորիթմի հարյուր անկախ աշխատանքից հետո փորձարկման համար ընտրվեցին ամենահեռանկարային նախագծերը:

Հետո թիմը Թաֆթսում ՝ գլխավորությամբՄայքլ Լևինև միկրովիրաբույժի առանցքային աշխատանքովԴուգլաս Բլեքիստոն- փոխանցել էսիլիկոնային ձևավորումկյանքի մեջ: Սկզբում նրանք հավաքեցին ցողունային բջիջներ ՝ քաղված աֆրիկյան գորտերի սաղմերից ՝ տեսակիցXenopus laevis[Աֆրիկյան ճանկեր գորտեր; այստեղից էլ առաջացել է «քսենոբոտներ» անունը]

Դրանք բաժանվեցին մեկ բջիջների և թողվեցին ինկուբացիայի համար: Այնուհետև, օգտագործելով փոքր ֆորսպսեր և նույնիսկ ավելի փոքր էլեկտրոդ, բջիջները կտրվեցին և միացան մանրադիտակի տակ ՝ համակարգչի կողմից սահմանված նախագծերի սերտ մոտարկմամբ:


Բնության մեջ երբևէ չտեսած մարմնի ձևերի մեջ հավաքված բջիջները սկսեցին աշխատել միասին: Մաշկի բջիջները ձևավորեցին ավելի պասիվ ճարտարապետություն, մինչդեռ սրտի մկանների բջիջների երբեմնի պատահական կծկումները գործարկվեցին `ստեղծելով համակարգված առաջ շարժում, որը ղեկավարվում էր համակարգչի դիզայնով և օժանդակվում ինքնաբուխ ինքնակազմակերպման ձևերին` թույլ տալով ռոբոտներին շարժվել իրենց վրա: սեփական.

Recույց տրվեց, որ այս վերակազմավորվող օրգանիզմները կարող են շարժվել համահունչ կերպով և օրեր կամ շաբաթներ ուսումնասիրել իրենց ջրային միջավայրը ՝ սնուցված սաղմնային էներգիայի պաշարներով: Շուռ եկան, սակայն, նրանք ձախողվեցին, ինչպես բզեզները թեքվեցին նրանց մեջքին:

Հետագա թեստերը ցույց տվեցին, որ քսենոբոտների խմբերը կշարժվեն շրջանաձև ՝ գնդակները հրելով կենտրոնական վայր ՝ ինքնաբուխ և հավաքական: Մյուսները կառուցվել են կենտրոնի միջով անցքով `հետաձգումը նվազեցնելու համար: Դրանց մոդելավորված տարբերակներում գիտնականները կարողացան այս անցքը վերափոխել որպես քսակ ՝ օբյեկտը հաջողությամբ կրելու համար:

Վայ ... այո?

Գիտնականներն ասացին, որ այս աշխատանքը դիտարկում են որպես ավելի մեծ նկարի մաս: Եվ նրանք ընդունեցին, որ ոմանք կարող են վախենալ արագ տեխնոլոգիական փոփոխությունների և բարդ կենսաբանական մանիպուլյացիաների հետևանքներից: Լևինը մեկնաբանեց.

Այդ վախն անիմաստ չէ: Երբ մենք սկսում ենք խառնվել բարդ համակարգերով, որոնք մեզ անհասկանալի են, մենք կունենանք չնախատեսված հետևանքներ:

Այնուամենայնիվ, նա ասաց.

Եթե ​​մարդկությունը գոյատևելու է ապագայում, մենք պետք է ավելի լավ հասկանանք, թե ինչքան բարդ հատկություններ են առաջանում պարզ կանոններից:

Նա ասաց, որ գիտության մեծ մասը կենտրոնացած է.

… Վերահսկելով ցածր մակարդակի կանոնները: Մենք նաև պետք է հասկանանք բարձր մակարդակի կանոնները:

Ես կարծում եմ, որ հասարակության համար բացարձակ անհրաժեշտություն է առաջանում ավելի լավ կարգավորել այն համակարգերը, որտեղ արդյունքը շատ բարդ է: Դրան հասնելու առաջին քայլը ուսումնասիրելն է.

Այլ կերպ ասած, նա ասաց.

… Այս ուսումնասիրությունը ուղղակի ներդրում է այն բանի մասին, թե ինչից են մարդիկ վախենում, ինչը չնախատեսված հետևանքներ են:

Բոնգարդը հավելեց.

Կյանքում կա այս ամբողջ բնածին ստեղծագործությունը: Մենք ցանկանում ենք դա ավելի խորը հասկանալ, և ինչպես կարող ենք այն ուղղորդել և մղել դեպի նոր ձևեր:

Կարմիր և կանաչ բլոկները դրված են մասնակի խորանարդի մեջ, իսկ կարմիր և կանաչ բջիջները ՝ բլբի մեջ:

Ձախ կողմում, համակարգչային նախագծված օրգանիզմի անատոմիական նախագիծը, որը հայտնաբերվել է UVM գերհամակարգչի վրա: Աջ կողմում ՝ կենդանի օրգանիզմը, ամբողջությամբ կառուցված գորտի մաշկից (կանաչ) և սրտամկանից (կարմիր) բջիջներից: Ֆոնին ցուցադրվում են հետքեր, որոնք քանդակված են այս նոր բնության օրգանիզմների բազմության կողմից, երբ նրանք շարժվում են մասնիկների նյութի դաշտում: Պատկերը միջոցովՍեմ Քրիգման/Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում.

Եզրակացություն. Գիտնականները 2020 թվականի հունվարի սկզբին ասացին, որ ստեղծել են գորտերի բջիջներից հավաքված առաջին կենդանի ռոբոտները կամ «քսենոբոտները»: Նրանց ստեղծողները խոստանում են առաջընթաց դեղերի առաքումից մինչև թունավոր թափոնների մաքրում:

Աղբյուր. Մասշտաբելի խողովակաշար `վերակազմավորվող օրգանիզմների նախագծման համար

UVM- ի միջոցով