نسل جدید ربات‌های زنده که شاید روزی برای نابودی سرطان استفاده شوند

مجموعه: اختراعات جدید

در یک پیشرفت قابل توجه دانشمندان موفق به ساخت اولین ربات‌های زنده‌ای شدند که قادر به تولید مثل هستند و ممکن است روزی برای از بین بردن سرطان مورد استفاده قرار بگیرند. 

به گزارش ایسنا و به نقل از دیلی‌میل، این ربات‌های زنده میلی‌متری، زنوبات ۳.۰ نام دارند و شبیه به ربات‌های سنتی و گونه‌ای از حیوانات نیستند بلکه موجوداتی زنده و قابل برنامه‌ریزی هستند.

 

گروهی از محققان آمریکایی این ارگانیسم‌های طراحی شده به وسیله رایانه را با استفاده از سلول‌های قورباغه ساخته‌اند.

 

ربات‌های زیستی تکثیر شونده امکان ایجاد درمان‌های مستقیم و شخصی‌تر را برای آسیب‌ها، نقص‌های مادرزادی، سرطان و پیری فراهم می‌کنند.

 

زنوبات‌ها در نتیجه‌ی کار زیست‌شناسان و دانشمندان رایانه در دانشگاه تافتس و دانشگاه ورمونت ایجاد شده‌اند و آنها در مطالعه‌ای جدید نتایج تحقیقات خود را شرح داده‌اند.

 

زنوبات ۳.۰ به دنبال زنوبات‌های اصلی پیشین ساخته شده‌اند. زنوبات‌ها به عنوان اولین ربات‌های زنده در سال ۲۰۲۰ معرفی شدند. زنوبات‌های ۲.۰ قادر به حرکت با پاهای مو مانند خود بودند و توانایی حفظ خاطرات را داشتند.

 

“جاشوا بونگارد”(Joshua Bongard)، نویسنده این مطالعه و دانشمند رایانه و متخصص رباتیک از دانشگاه ورمونت می‌گوید: ما ربات‌هایی ساختیم که راه می‌روند، ربات‌هایی که شنا می‌کنند و اکنون در این مطالعه موفق به ساخت ربات‌هایی شدیم که تکثیر می‌شوند.

 

به گفته‌ی محققان،  زنوبات‌ها به توسعه ارگانیسم‌های طراحی شده بوسیله رایانه برای دارورسانی هوشمند کمک می‌کنند.

 

“مایکل لوین”(Michael Levin) از دانشگاه تافتس می‌گوید: اگر می‌دانستیم که چگونه به گروهی از سلول‌ها بگوییم آن چه ما می‌خواهیم را انجام دهند می‌توانستیم به درمان آسیب‌ها، نقص‌ها، سرطان و پیری بپردازیم. همه‌ی این مشکلات به این دلیل وجود دارند که ما نمی‌دانیم چگونه آن چه گروهی از سلول‌ها می‌سازند را پیش‌بینی و کنترل کنیم. زنوبات‌ها پلتفرمی جدید هستند که این موضوع را به ما آموزش می‌دهند.

 

در سال ۲۰۲۰ دانشمندان اعلام کردند که موفق به ساخت زنوبات‌ها از سلول‌های بنیادی نوعی قورباغه به نام  قورباغه پنجه‌دار آفریقایی(Xenopus laevis) شده‌اند. سلول‌های بنیادی قادر به تبدیل شدن به هرگونه بافتی هستند.

 

این ربات‌های زنده از سلول‌های پوست و قلب جنین قورباغه ساخته شدند و توسط یک ابررایانه به شکل فرم‌های پایدار طراحی و در یک ظرف پتری در آزمایشگاه شکل گرفته‌اند. سلول‌های پوستی به منظور تشکیل چیزی شبیه به حبابی با چهار پا عمل می‌کنند، در حالی که سلول‌های قلب با هر ضربان این ربات‌های زنده را به حرکت درمی‌آورند.

 

آن‌ها به شکلی در آمدند که پیش از این در طبیعت وجود نداشت.

 

در آن زمان محققان نشان دادند که این ربات‌ها قادر به انجام طیف خاصی از وظایف مانند دارورسانی مستقیم به بدن هستند.

 

نسل جدید زنوبات‌های کنونی نیز از سلول‌های بنیادی مشابه استفاده می‌کنند.

 

زنوبات ۳.۰ قادر به جمع‌آوری صدها سلول‌ بنیادی بوده و می‌تواند این سلول‌ها را به صورت نوزاد آزاد کند. پس از گذشت چند روز این نوزادان کاملا شبیه والدین خود می‌شوند.

 

این زنوبات‌های جدید نیز می‌توانند سلول‌های جدید پیدا کرده و نسخه‌های دیگری از خود به وجود بیاورند و این فرآیند بارها تکرار می‌شود.

 

در قورباغه این سلول‌های بنیادی به طور معمول تبدیل به پوست می‌شوند.

 

لوین می‌گوید: این سلول‌ها ژنوم قورباغه را دارند اما از اطلاعات اشتراکی خود استفاده می‌کنند و به قورباغه تبدیل نمی‌شوند.

 

والد زنوبات‌ها که خود از سه هزار سلول تشکیل شده و یک کره تشکیل می‌دهد به تنهایی قادر به تولید مثل برای چندین نسل نبود. اگرچه می‌توانست فرزندانی تولید کند اما پس از آن این سیستم از بین می‌رفت. بنابراین محققان برای حل این مشکل از الگوریتم هوش مصنوعی در یک ابررایانه استفاده کردند.

 

این الگوریتم قادر به آزمایش میلیاردها ساختار بدنی برای والد بود و اشکالی مثل مثلث، مربع، اهرام و ستاره‌دریایی را برای یافتن ساختاری که قادر به تکثیر است مورد بررسی قرار داد.

 

“سم کریگمن”(Sam Kriegman) از تافتس می‌گوید: ما از ابررایانه خواستیم تا شکل اولیه مناسب برای ساخت والد را بیابد و هوش مصنوعی پس از ماه‌ها تلاش به طرح‌های عجیبی دست یافت که یکی از آن‌ها مشابه شخصیت بازی پک-من(Pac-Man) بود. دایره‌ای که یک دهان دارد. اگرچه این طرح به نظر ساده می‌رسد اما مهندسان قادر به ساخت آن نبودند. ما نتایج را برای “داگ”(Doug) فرستادیم و او این زنوبات‌های شبیه پک-من را ساخت.

 

سپس آن والدها اولین نسل از فرزندان را ساختند فرزندان نیز نسل بعدی و نسل‌های بعدی را ایجاد کردند. به عبارت دیگر طراحی والدین به شکل پک‌-من باعث افزایش تعداد نسل‌ها شد.

 

محققان در پاسخ به هرگونه نگرانی از سوی مردم تاکید کردند که زنوبات‌ها در آزمایشگاه قرار دارند و به راحتی می‌توان آن‌ها را متوقف کرد.

 

این مطالعات در مقالات آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا (PNAS) منتشر شده است.