Не бот, не зверь: ученые создают первый живой программируемый организм

189

Замечательное сочетание искусственного интеллекта (ИИ) и биологии породило первых в мире «живых роботов».

На этой неделе исследовательская группа ученых опубликовала свой рецепт создания новой формы жизни под названием ксеноботы из стволовых клеток. Термин «ксено» происходит от клеток лягушки (Xenopus laevis), используемых для их изготовления. Один из исследователей описал создание как «ни традиционный робот, ни известный вид животных», но «новый класс артефактов: живой, программируемый организм».

Ксеноботы имеют длину менее 1 мм и состоят из 500-1000 живых клеток. Они имеют различные простые формы, в том числе с приземистыми «ногами». Они могут двигаться в линейном или круговом направлениях, объединяться, чтобы действовать сообща, и перемещать небольшие объекты. Используя собственную клеточную энергию, они могут жить до 10 дней. И хотя эти «реконфигурируемые биомашины» могут значительно улучшить здоровье людей, животных и окружающей среды, они вызывают юридические и этические проблемы.

Странное новое «существо»

Для создания ксеноботов исследовательская группа использовала суперкомпьютер для тестирования тысяч случайных конструкций простых живых существ, которые могли выполнять определенные задачи. Компьютер был запрограммирован с помощью «эволюционного алгоритма» ИИ, чтобы предсказать, какие организмы, вероятно, будут выполнять полезные задачи, такие как движение к цели.

После выбора наиболее перспективных конструкций ученые попытались воспроизвести виртуальные модели с клетками кожи или сердца лягушки, которые были вручную соединены с использованием инструментов микрохирургии. Клетки сердца в этих сделанных на заказ сборках сжимаются и расслабляются, давая организму движение.

Несмотря на то, что их описывают как «программируемых живых роботов», они на самом деле полностью органические и сделаны из живой ткани. Термин «робот» был использован, потому что ксеноботы могут быть сконфигурированы в различные формы и «запрограммированы» для нацеливания на определенные объекты, которые они затем невольно ищут. Они также могут починить себя после повреждения.

Возможные применения

Ксеноботы могут иметь большое значение. Некоторые предполагают, что они могут быть использованы для очистки наших загрязненных океанов путем сбора микропластика. Точно так же они могут использоваться для входа в замкнутые или опасные зоны для удаления токсинов или радиоактивных материалов. Ксеноботы с тщательно продуманными «мешочками» могут переносить лекарства в человеческие тела.

Будущие версии могут быть построены из собственных клеток пациента для восстановления тканей или целевого рака. Будучи биоразлагаемыми, ксеноботы будут иметь преимущество в технологиях из пластика или металла. Дальнейшее развитие биологических «роботов» может ускорить наше понимание живых и роботизированных систем. Жизнь невероятно сложна, поэтому манипулирование живыми существами может раскрыть некоторые тайны жизни и улучшить использование ИИ.

Правовые и этические вопросы

И наоборот, ксеноботы поднимают юридические и этические проблемы. Точно так же, как они могут помочь в борьбе с раком, их также можно использовать и в злых целях. Некоторые утверждают, что искусственное создание живых существ неестественно, вызывающе, или предполагает «игру в Бога». Более насущная проблема связана с непреднамеренным или злонамеренным использованием, как мы видели в технологиях в таких областях, как ядерная физика, химия, биология и искусственный интеллект. Например, ксеноботы могут быть использованы для враждебных биологических целей, запрещенных международным правом.

Более продвинутые будущие ксеноботы, особенно те, которые живут дольше и размножаются, могут потенциально «работать со сбоями» и стать мошенниками и превзойти другие виды. Для сложных задач ксеноботам могут понадобиться сенсорная и нервная системы, что может привести к их чувствительности. У чувствующего запрограммированного организма возникнут дополнительные этические вопросы. В прошлом году возрождение бестелесного мозга свиней вызвало беспокойство о страданиях разных видов.

Управление рисками

Создатели ксенобота справедливо признали необходимость обсуждения этики их создания. В 2018 скандал с использованием CRISPR (что позволяет введение генов в организм) может дать поучительный урок. В то время как цель эксперимента состояла в том, чтобы уменьшить подверженность девочек-близнецов ВИЧ-СПИДу, связанные с этим риски вызвали этическое смятение. Рассматриваемый ученый находится в тюрьме.

Когда CRISPR стал широко доступным, некоторые эксперты призвали ввести мораторий на редактирование наследственного генома. Другие утверждали, что выгоды перевешивали риски. Хотя каждая новая технология должна рассматриваться беспристрастно и основываться на ее достоинствах, оживление ксеноботов поднимает определенные важные вопросы:

Должны ли ксеноботы иметь биологические выключатели на случай, если они станут мошенниками?

Кто должен решить, кто может получить к ним доступ и контролировать их?

Что, если «домашние» ксеноботы станут возможными?

Должен ли быть мораторий до тех пор, пока не будут созданы нормативные рамки?

Какое регулирование требуется?

Уроки, извлеченные в прошлом из достижений в других областях науки, могли бы помочь управлять будущими рисками, пожиная при этом возможные выгоды.

Долгий путь вперед

Создание ксеноботов имело различные биологические и роботизированные прецеденты. Генная инженерия создала генетически модифицированных мышей, которые становятся флуоресцентными в ультрафиолетовом свете. Дизайнерские микробы могут производить лекарства и пищевые ингредиенты, которые в конечном итоге могут заменить животноводство.

Робототехника тоже процветает. Наноботы – это крошечные роботы, которые выполняют определенные задачи. В медицине их можно использовать для адресной доставки лекарств. Наноботы могут контролировать уровень сахара в крови людей и в конечном итоге могут очистить закупоренные артерии.

Роботы могут включать в себя живую материю, свидетелями которой мы стали, когда инженеры и биологи создали робота-ската, работающего на активированных светом клетках. В ближайшие годы мы обязательно увидим больше творений, таких как ксеноботы, которые вызывают удивление и должную озабоченность. И когда мы это делаем, важно, чтобы мы оставались открытыми и критическими.