تعرف على Xenobots ، المخلوقات الافتراضية التي تم جلبها إلى الحياة

إذا اجتمعت العقود القليلة الماضية من التقدم في الذكاء الاصطناعي والبيولوجيا الجزيئية ، فقد يبدو طفلك - فئة من الحياة لا تشبه أي شيء عاشه على الإطلاق - مثل البقع الداكنة التي تتحول بتكاسل حول طبق بتري في مختبر في جامعة تافتس.

أشار دوجلاس بلاكستون ، عالم الأحياء ، إلى شيء أوسع قليلاً من شعر الإنسان. إذا ركزت رؤيتك يمكنك القول أنها كانت تتحرك. ولكن ، تحت المجهر ، كانت الفقاعة ترتفع وإلى اليسار. قال بلاكستون ، "لقد كان أكثر حرارة" ، ثم أوقف نفسه. "إنه لون أفتح".

بالمعنى الدقيق للكلمة ، لا تحتوي أشكال الحياة هذه على أعضاء جنسية - أو معدة أو أدمغة أو أجهزة عصبية. وتألفت تلك التي تم فحصها تحت المجهر من حوالي 2.000 خلية جلد حية مأخوذة من جنين الضفدع. العينات الأكبر ، على الرغم من أنها لا تزال أصغر من بذرة خشخاش بعرض مليمتر ، إلا أنها تحتوي على خلايا الجلد وخلايا عضلة القلب التي ستبدأ في النبض بحلول نهاية اليوم.

كل هذه الكائنات الحية القابلة للبرمجة تسمى xenobots، الذي تم الكشف عن إنشائه في مقال علمي في يناير. تم تسميتهم للضفدع بمخالب أفريقية Xenopus laevis ، الذي يزود جميع خلاياك ، والاقتراح ، المغلف في البادئة ، بأن شيئًا غريبًا وغريبًا يعمل.

تجتمع مجموعة من الكائنات الحية المصممة بالكمبيوتر.

يعيش xenobot حوالي أسبوع فقط ، ويتغذى على صفائح صفار صغيرة تملأ كل خلية من خلاياها وتغذي عادة التطور الجنيني. بما أن اللبنات الأساسية هي خلايا حية ، يمكن للكيان أن يشفي نفسه من الإصابة ، حتى بعد أن يصل إلى النصف تقريبًا. لكن ما يفعله خلال حياته القصيرة لا يتم تحديده من خلال الحمض النووي البرمائي - الذي لم يتم تعديله وراثيًا - ولكن من خلال شكله المادي.

وتأتي أجهزة xenobots بأشكال عديدة ، تم تصميمها جميعًا بواسطة علماء الروبوتات في محاكاة الكمبيوتر ، باستخدام آليات فيزيائية مشابهة لتلك الموجودة في ألعاب الفيديو مثل Fortnite و Minecraft.

Xenobots مع الزوائد في الأمام يمكن أن تجتاح الجسيمات السائبة (في طبق بتري) بين عشية وضحاها ، وترسبها في كومة. يستخدم البعض الأرجل ، بطريقة ما ، للزحف على أرضية الطبق. البعض الآخر يسبح ، ويستخدم الرموش أو يربط الزوائد الشقية ويحيط ببعضه البعض عدة مرات قبل التحرك في اتجاهات منفصلة.

كل هذا يجعل من روبوتات xenobots أمرًا لا يصدق وربما مزعجًا بعض الشيء - golems التي تم إنشاؤها في السليكون ثم نحتها في اللحم. يمكن أن تنتشر آثار وجودها من أبحاث الذكاء الاصطناعي إلى القضايا الأساسية في علم الأحياء والأخلاق.

ثوار السيليكون

إن Xenobots جديد ، ولكن ليس بدون سابقة. يعود جزء من إلهامه إلى عام 1994 ، عندما قدم كارل سيمز ، فنان رسومات الكمبيوتر ، بعض المخلوقات الافتراضية الأولى في العالم.

ظهر كل منها في محاكاة جعلت الفيزياء أقرب إلى العالم الحقيقي. كان لكل منهم مهمة بسيطة للقيام بها ، مثل القتال مع مخلوق رقمي آخر للتحكم في المكعب. ويمكن أن تتطور بمرور الوقت. والأفضل من ذلك ، شارك السيد سيمز مقطع فيديو.

قال سام كريجمان ، وهو طالب دراسات عليا يستخدم الآن محاكاة افتراضية مماثلة لتصميم الروبوتات في جامعة فيرمونت ، مع مستشاره جوشوا بونجارد: "رأيت هذا وأدركت أن هذا ما أردت العمل عليه".

تركز معظم أبحاث الذكاء الاصطناعي الحديثة على العقول المحاكاة المستوحاة من العقول العضوية: الشبكات العصبية التي يمكنها هزيمة أي إنسان في ألعاب أو خوارزميات إستراتيجية يمكنها التحكم في أجسام الروبوتات سابقة الهندسة وأحيانًا مرعبة. لكن مجتمعًا أصغر من الباحثين ، بما في ذلك Kriegman و Dr. Bongard ، يسمحان للروبوتات المحاكاة بتطوير أجسام وعقول بسيطة معًا.

من الواضح أن مخلوقات سيمز لم تغادر منازلها الافتراضية أبدًا. وقال "كانت هناك قناة تلفزيونية قامت ببناء قناة للتظاهر فقط". لكن هذا النموذج كان مجرد نسخة طبق الأصل ، وليس روبوت متحرك.

دكتور بلاكستون ، إلى اليسار ، عالم الأحياء في مركز علم الأحياء التنموي والتجديدي في جامعة تافتس ، ومايكل ليفين ، عالم الأحياء ومدير مركز ألن ديسكفري بالجامعة. الصورة: توني لونج لصحيفة نيويورك تايمز

خطوات صغيرة

في عام 2000 ، اتخذت المخلوقات الافتراضية خطوة أولى في العالم الحقيقي عندما ربط ليبسون ، ثم في برانديز ، وزميله جوردان بولوك ، الروبوتي ، خوارزمية يمكن أن تطور أجهزتهم البسيطة إلى طابعة ثلاثية الأبعاد يمكنها صنع آلات بلاستيكية. .

ومع ذلك ، شكك كريجمان والدكتور بونجارد في أن بعض مشاريعهم الخاصة يمكن أن تأتي من جهاز كمبيوتر. ثم بدأوا العمل في مشروع لـ DARPA ، جناح البحث المستقبلي في وزارة الدفاع الأمريكية ، مع الدكتور بلاكستون ومايكل ليفين ، عالم الأحياء الذي يدير مركز Tufts 'Allen Discovery Center.

في مكالمة Skype بين المجموعات ، أظهر Kriegman مقطع فيديو لأحد مخلوقاته الافتراضية. كان يبدو وكأنه طاولة القرفصاء وكان يتأرجح بين الساقين الأمامية والخلفية.

يتذكر بلاكستون قائلاً: "قالوا: لا توجد حاليًا تقنية لبناء شيء كهذا". لكن بالنسبة له ، بدا المخلوق وكأنه شيء أبسط بكثير: كومة من الخلايا. "قلت ،" أراهن أنه يمكننا بناء هذا "وأعتقد أن هناك بعض الضحك المسموع.

بدأ دكتور بلاكستون العمل. بدأ ببيض الضفادع الملقحة ، ثم فتحها وانضم إلى خلايا جلد الجنين داخل كل واحدة. في مرحلة التطوير ، كان من المفترض أن تجلس هذه الخلايا على سطح شراب صغير ودرء مسببات الأمراض. الآن سيفعلون شيئًا آخر.

يمكن لهذه الكائنات أن تلتئم تلقائيًا بعد تمزق ميكانيكي كبير.

ثم قام دكتور بلاكستون بتجفيف خلايا الجلد في بئر صغير ، لتشكيل كرة حليبية. سرعان ما اجتمعت الخلايا مرة أخرى. ثم قام بكي بعض أجزاء الكرة ، ونحت تمثالًا صغيرًا - نحتًا للبشرة الحية ، بحجم حبة ملح ناعمة ، والتي كانت تبدو مثل رباعي كريجمان. بعد أسبوعين ، أظهر صورة للمنظمة لعلماء الكمبيوتر في فيرمونت.

قال بونجارد "لقد دهشنا". "في اللحظة التي رأينا فيها هذا ، المختبرين غمروا أنفسهم حقًا في هذه الدراسة بدوام كامل."

الوظيفة تتبع الشكل

في فيرمونت ، بدأ هو وكريجمان في إنشاء عوالم افتراضية من شأنها مكافأة سلوكيات معينة لمجموعات من الضفادع المعاد استخدامها. تمشى: أولاً ، أنتجت خوارزمية العديد من الرسومات العشوائية للجسم. البعض جلس هناك ، والبعض الآخر هز أو تهادى إلى الأمام. لذا ، تسمح الخوارزمية لأفضل المشاة بالتكاثر في الجيل التالي ؛ من بين هؤلاء ، تم إنتاج جيل آخر ، وهكذا ، كل منهم يتحسن على أفضل المشاريع. محاكاة أخرى ، من أجل العثور على رسومات يمكن أن تنقل جسمًا ، كانت مليئة بأجسام مشابهة للخبز الذي طور تجويفًا مركزيًا لحمل الأشياء.

فحص روبوتات xenobots على شاشة كمبيوتر متصلة بالمجهر. الصورة: توني لونج لصحيفة نيويورك تايمز

بعد أن استغرقت العملية حوالي يوم ، أنتجت أشكال جسم مبرمجة مسبقًا لأداء المهام الأولية. ثم قام فريق فيرمونت بتمرير أفضل أشكال الجسم الناتجة إلى ليفين وبلاكستون ، الذين بدأوا في محاولة نحت أشكال الخلايا التي تشبه هذه التصاميم: أولاً مع خلايا الجلد فقط ، ثم أيضًا مع أنسجة القلب - مجموعة من خلايا العضلات هذا العقد والتوسع. قدم فريق Tufts ملاحظات لتحسين الجولة التالية من المحاكاة في التنبؤ بما سيحدث في طبق بتري حقيقي. وهكذا ، في حلقة.

تتلقى بلاكستون مجموعة من أجنة الضفادع الحية من مساعد البحث إيما ليدرير. الائتمان: توني لونج لصحيفة نيويورك تايمز

في الجريدة وفي التغطية الصحفية ، اقترح الفريق ما يمكن أن يفعله روبوتات xenobots ذات يوم. تجريف البلاستيك الصغير المحيطي في كرة أكبر قابلة للتحصيل؟ تقديم أدوية لورم معين؟ كشط اللوحة من جدران الشرايين؟ سيتحلل Xenobots بشكل حيوي بعد استهلاك صفار البيض داخل خلاياه. ومهما كان الهدف المقصود ، فلن يتم تصميم أجسامهم من قبل مهندس ، ولكن من خلال محاكاة من التطور الحقيقي الذي تم إنشاؤه لتشجيع السلوك الصحيح في البيئة المستهدفة.

"ما الذي يجب أن يكون عليه الروبوت الذي يزحف عبر الشرايين؟" قال السيد كريجمان. "هل يجب أن يكون لدي أربعة أرجل؟ لا أعرف! "

وقالت كريستينا أغاباكيس ، عالمة الأحياء الاصطناعية من بوسطن ، التي لم تشارك في البحث: "من المثير للغاية البدء في تخيل الأشياء على هذا النطاق ، لفتح هذا الباب أمام مخيلتنا". "حسنا ، ماذا لو كان جهازك على قيد الحياة؟ هل هو قابل للتحلل؟ هل هو قابل للبرمجة؟ ".

آثار منحوتة من سرب من هذه الكائنات الحية لأنها تتحرك من خلال مجال من الجسيمات.

مستقبل غير مؤكد

لم يرغب أي من الباحثين في توقع متى يمكن أن تحدث هذه التطبيقات. يمكن للدكتور Blackiston تجربة ما يصل إلى 50 تصميمًا مقترحًا لكل كمبيوتر في الأسبوع ، ولكنه يفكر في كيفية أتمتة العملية باستخدام طابعات الخلايا ثلاثية الأبعاد.

في المختبر ، شدد ليفين وبلاكستون على أنهما أكثر اهتمامًا باستخدام xenobots كأدوات تجريبية لاكتشاف المبادئ البيولوجية والفلسفية الأساسية أيضًا. "يتساءل الناس: هل هو روبوت أم هو آلة أم حيوان؟" قال الدكتور ليفين. "ما يخبرنا به هذا حقًا هو أننا بحاجة إلى تعريفات أفضل لكل هذه الأشياء."

وفي الوقت نفسه ، بدأ خبراء الأخلاقيات الخارجية في التأثير. وكتبت سوزان ومايكل أندرسون ، وهما زوج وزوجة تابعان لجامعة كونيتيكت والجامعة: "يمكن للجمهور غير المتعلم أن يرى ذلك على أنه فرانكنشتاين". من هارتفورد ، متخصص في أخلاقيات الآلة ، في بريد إلكتروني. وقالوا إن أكثر ما يثير القلق هو كيف يتم تقييم وتنظيم سمية الروبوتات ، ومتوسط ​​العمر المتوقع ، والقدرة الافتراضية على التكاثر في يوم من الأيام. وكتبوا "يجب أن يشارك خبراء الأخلاقيات التطبيقية في إنشائه وتطويره ، وليس فقط العلماء والمهندسين".

يشدد ليفين على أنه يستشير بانتظام خبيرًا في الأخلاقيات في معهد Wyss بجامعة هارفارد ، ويشير إلى أن البحث في الحيوانات مثل الضفادع - أو الأجنة - يخضع بالفعل للإشراف الأخلاقي. في الوقت الحالي ، تعتبر الأنظمة الحية التكيفية الأخرى ، مثل البكتيريا المقاومة للعلاج ، أكثر تقدمًا وخطورة من روبوتات xenobots. وقال "إن القلق بشأن xenobots ، في عالم يوجد لدينا بالفعل مسببات الأمراض الطبيعية والبشرية ، هو مجرد جنون".

مقالة الفريق المنشورة ليست سوى الإدخال الأول في سلسلة من الدراسات. سوف يستكشف العمل المستقبلي كيف تتصرف هذه الكائنات الحية مع تصميمات الكمبيوتر وككريات من الخلايا غير المخفية.

قال سيمز ، رائد المخلوقات الافتراضية ، بعد مشاهدة مقاطع فيديو xenobot للفريق: "إنه أمر مثير للاهتمام بسبب ما تعتقده ، وهو استقراء للمستقبل". "إنه نوع من المرح عندما يشعرون بالحياة."

مصدر: نيويورك تايمز // اعتمادات الصورة: نيويورك تايمز

0 0 تصويت
تقييم المادة
اشتراك
إخطار
ضيف

يستخدم هذا الموقع Akismet لتقليل المحتوى غير المرغوب فيه. تعرف على كيفية معالجة بيانات تعليقاتك.

0 تعليقات
التقيمات المضمنة
عرض جميع التعليقات