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Von KI entworfene „lebende Roboter“ bieten eine potenzielle neue Grundlage für die regenerative Medizin

By Nutriop Longevity Dezember 26, 2021

Wenn Reproduktion das Markenzeichen des Lebens ist, dann sind die ersten lebenden Roboter der Welt vielleicht gerade aus einer Petrischale in Burlington, Vermont, gestiegen. Zugegeben, „ausgestiegen“ mag übertrieben sein (die von der KI entworfenen Xenobots rollten stattdessen kurzerhand in der Schüssel herum), aber sie haben es geschafft, dabei etwas ganz Bemerkenswertes zu erreichen. Die winzigen Pac-Man-förmigen Kreaturen sammelten Froschstammzellen aus der Lösung, in der sie schwammen, und bauten Kopien von sich selbst, und das Ausmaß davon kann nicht genug betont werden.ted.

 

Xenobots  - the world's first self-replicating robots


Das für die Entwicklung verantwortliche Team der University of Vermont, der Tufts University und des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University baute auf Forschungsergebnissen auf, die sie letztes Jahr enthüllten, als sie die allerersten Roboter schufen, die vollständig aus lebenden Zellen (den Zellen) bestehen verwendet, um Froschembryos entnommen zu werden). Obwohl diese ersten Roboter eine rein organische Struktur hatten, wurden sie nicht als lebende Organismen betrachtet, da sie nicht in der Lage waren, eines der grundlegendsten Merkmale eines Lebewesens selbst zu replizieren.e.

Das hat sich dieses Jahr alles geändert.

 

Neue Lebensformen

Um ihren Xenobots Leben einzuhauchen, engagierte Sam Kriegman, Ph.D., Co-Leiter des Teams, die KI der University of Vermont und bat sie, eine Xenobot-Elternstruktur zu entwerfen. Die KI hat nach monatelangem Herumtuckern einige seltsame Designs entwickelt “, sagt Kriegman, darunter eines, das Pac-Man ähnelte. Es ist sehr nicht intuitiv. Es sieht sehr einfach aus, aber es ist nichts, was einem menschlichen Ingenieur einfallen würde. Warum ein winziger Mund, warum nicht fünf?ve?’

 

Xenobot


Trotz Fragen zum vorgeschlagenen Design der KI wurden diese Ergebnisse dennoch verwendet, um einen Eltern-Xenobot zu bauen. Dieser Elternteil schaffte es, Kinder zu bauen und baute Enkelkinder auf. Gruseliges Zeug, nicht nur, dass wir einen selbstreplizierenden Roboter geschaffen haben, sondern dass ein anderer, den wir gebaut haben (eine KI), ihn für uns entworfen hat. Die Leute haben ziemlich lange geglaubt, dass wir alle Möglichkeiten ausgearbeitet haben, wie sich das Leben reproduzieren oder replizieren kann“, sagt Douglas Blackiston, Ph.D., der die Xenobot-Eltern zusammenstellte, aber das ist etwas, das noch nie zuvor beobachtet wurde. '.’

Nun, die Idee von künstlichen, sich selbst replizierenden Kreaturen könnte einigen Menschen Schauer über den Rücken jagen, aber wir müssen uns noch keine Sorgen darüber machen, dass Eindringlinge im Pac-Man-Stil die Kontrolle über den Planeten übernehmen. Das von den Xenobots verwendete Selbstreplikationssystem ist nicht vollständig realisiert, da der Prozess nach einigen Generationen ausstirbt. Nichtsdestotrotz sind die Auswirkungen dieses biotechnologischen Fortschritts enorm tiefgreifend, insbesondere wenn es um die Medizin geht.

Xenobots und Regenerative Medizin

Regenerative Medizin ist ein Begriff, der Behandlungen umfasst, die auf beschädigtes Gewebe abzielen und sich weitgehend auf den selektiven Zellersatz und die Reparatur konzentrieren. Da ihr Hauptzweck die Verjüngung ist, wird sie oft als Anti-Aging-Medizin angesehen. Was uns jedoch davon abhält, es effektiv zu entwickeln, ist unsere Unfähigkeit, den Zellen genau zu sagen, was wir von ihnen wollen.

Die Arbeit an der University of Vermont hat uns einfach viel näher gebracht.

Die embryonalen Froschzellen, die die Xenobots gesammelt hatten, hätten sich normalerweise zu Froschhaut entwickelt, aber in den Händen des Vermont-Teams wurden die Zellen einer neuen Aufgabe unterzogen. Wir stellen sie in einen neuartigen Kontext“, sagt Michael Levin, Ph.D., Co-Leiter der Forschung. Wir geben ihnen die Chance, ihre Vielzelligkeit neu zu erfinden.“.’

Obwohl die Zellen das Genom eines Frosches hatten, waren sie von jedem vorgegebenen biologischen Weg befreit und konnten ihre kollektive genetische Intelligenz nutzen, um etwas ganz anderes zu erreichen. Wir arbeiten daran, diese Eigenschaft zu verstehen“, sagt Bongard. Für die Gesellschaft als Ganzes ist es wichtig, dass wir studieren und verstehen, wie das funktioniert.“.’

In der Tat. Wenn Sie unser zunehmendes Verständnis der Zellstruktur mit der Fähigkeit einer KI kombinieren, biologische Werkzeuge auf Bestellung zu erstellen, haben wir vielleicht bald weitaus mehr Kontrolle über unsere eigenen Zellen als je zuvor, bevor die Forschung des Vermont-Teams uns gewährte die Fähigkeit, die Verwüstungen der Zellalterung zu bekämpfen und die menschliche Langlebigkeit zu erhöhen.

‘Wenn wir wüssten, wie wir Zellansammlungen sagen können, dass sie tun sollen, was wir wollen, ist das letztendlich regenerative Medizin“, sagt Levin. Das ist die Lösung für traumatische Verletzungen, Geburtsfehler, Krebs und Alterung. All diese verschiedenen Probleme sind hier, weil wir nicht wissen, wie wir vorhersagen und kontrollieren können, welche Zellgruppen sich bilden werden. Xenobots sind eine neue Plattform, um uns etwas beizubringen.“’

 

Anti-Aging-Technologie Wirklichkeit werden lassen

 

Potential Applications of Xenobots

 

In diesem frühen Stadium ist es schwierig, die potenziellen Anwendungen von Xenobots wirklich zu erfassen. Wir können nur die Vorteile berücksichtigen, die diese Technologie gegenüber herkömmlichen Robotern hat“, sagt Bongard, nämlich, dass sie klein, biologisch abbaubar und glücklich im Wasser sind.“ Das könnte sie zwar gut für die Landwirtschaft, die Produktion von kultiviertem Fleisch oder für niedrige Wasserentsalzung kostet, steht außer Frage, dass die Anti-Aging-Technologie eines der Hauptgebiete der zukünftigen Forschung sein wird. Die Aussicht, altersbedingte Krankheiten in die Geschichtsbücher zu verbannen, ist für jedes Forschungsteam sicherlich verlockend genug, bevor Sie auch nur an die finanziellen Vorteile denken..

Regenerative Medizin ist vielleicht noch nicht in Sichtweite, aber mit dem Aufkommen von selbstreplizierenden Xenobots haben wir sicherlich einen großen Schritt in diese Richtung gemacht. Mit der Möglichkeit, dass unsere eigenen Zellen neu eingesetzt werden können, um die Kennzeichen des Alterns zu bekämpfen, werden wir nicht nur länger leben, sondern wir werden es auch mehr genießen können, Sie könnten bis in Ihre dreihundert Jahre fit und ziemlich gut bleiben. Nehmen Sie Pac-Man also vielleicht das nächste Mal etwas ernster, denn sein Cousin, der Xenobot, könnte Ihnen in nicht allzu ferner Zukunft das Lebenselixier bringen..

 

 

Verweise :

 

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2. D. Blackiston et al., Eine zelluläre Plattform für die Entwicklung synthetischer lebender Maschinen. Wissenschaft. Roboter. 6, eabf1571 (2021).

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