زنوبات

ساخت نخستین «ربات زنده» از سلول‌های زنده

کرونوس – پژوهشگران نوعی «ربات» طراحی کرده‌اند که از آهن یا پلاستیک ساخته نشده و هیچ سیم‌کشی ندارد بلکه به طور کامل از سلول‌های زنده تشکیل شده است.

تحقیقات پژوهشگران دانشگاه ورمونت و تافتز که در PNAS به انتشار رسیده منجر به خلق و تولید نخستین «دستگاه زنده» شد که از سلول‌های جنین غورباقه ساخته شده است. این جانوران مینیاتوری که ‌زنوبات (xenobots) نام دارند با استفاده از الگوریتم‌هایی طراحی شده‌اند که نیروهای انتخاب طبیعی را شبیه‌سازی می‌کنند.

جاشوا بانگارد دستیار نویسنده‌ی مقاله‌ی این محققین که یک متخصص علوم کامپیوتر و رباتیک در دانشگاه ورمونت است در بیانیه‌ای گفت: «این دستگاه‌های زنده نوظهور هستند. آن‌ها نه از انواع سنتی ربات‌ها و نه از انواع شناخته‌شده‌ی حیوانات هستند. این‌ها نوع جدیدی از ساخته‌های دست بشر هستند: ارگانیسم‌هایی زنده و قابل برنامه‌ریزی.»

مایکل لوین، دیگر نویسنده‌ی این مقاله که در دانشگاه تافتز کار می‌کند اضافه کرد: «اگر به ژنوم سلول‌هایی که ما زنوبات خود را با استفاده از آن‌ها ساخته‌ایم نگاهی بیندازید، متوجه می‌شوید که سلول‌های غورباقه هستند. ۱۰۰٪ ژن این سلول‌ها، ژن غورباقه است اما این موجودات غورباقه نیستند. حال ممکن است از خودتان بپرسید این سلول‌ها دیگر چه کارهایی می‌توانند انجام دهند؟»

این گونه‌های جدید حیات فعلاً از نوک سوزن کوچک‌تر هستند (قطر آن‌ها بین ۶۵۰ تا ۷۵۰ میکرون می‌باشد)، اما با این همه قادرند وظایف خاصی را انجام دهند. یک نوع از این موجودات توانایی این را دارد که با استفاده از دو بازو درون آب حرکت کند و یکی دیگر قادر است با استفاده از یک کیسه‌ی بسیار کوچک، اشیای بسیار ریزی را حمل کند. زنوبات‌ها با استفاده از این توانایی‌ها می‌توانند دارو را به قسمت‌های مختلف بدن بیمار رسانده یا در پالایش آب دریا از آلودگی‌ها به کار گرفته شوند.

زنوبوت
چپ: یک ارگانیسم شبیه‌سازی‌شده و راست: یک زنوبات واقعی که از سلول‌های قلب (قرمز) و پوست (سبز) غورباقه ساخته شده‌اند.

 

این ماشین‌های «زنده» لزج حائز ویژگی‌های بسیاری نسبت به همتایان انعطاف‌ناپذیر خود هستند. ما می‌دانیم که سیستم‌های زنده در طبیعت به مراتب از هر نوع فناوری که تاکنون ساخته شده نیرومندتر هستند. برای نمونه گفته می‌شود این زنوبات‌ها قادرند در صورت جراحت خود را ترمیم کرده و به احیای خود بپردازند. آن‌ها همچنین به طور کامل در طبیعت تجزیه می‌شوند.

گروه در این پروژه تصمیم گرفت نوعی «الگوریتم تکاملی» ابداع کند که روند انتخاب طبیعی را در طراحی زنوبات‌ها شبیه‌سازی کند. آنان در ابتدا یک وظیفه‌ی ساده مانند حرکت در یک جهت تعریف کردند و سپس به کامپیوتر اجازه دادند به طور مجازی سلول‌های شبیه‌سازی شده را بارها و بارها و به گونه‌های متفاوت روی هم سوار کند تا سرانجام یکی بتواند وظیفه‌ی محوله را به درستی انجام دهد. گروه تحقیقاتی با استفاده از طراحی که توسط هوش مصنوعی انجام شده بود زنوبات را با استفاده از سلول‌های قلب و پوست غورباقه‌ی پنجه‌دار آفریقایی (Xenopus laevis) ساختند.

این پژوهش کارایی‌های بسیاری دارد. این موجودات در کنار اعمال بالقوه‌ای که می‌توانند انجام دهند ممکن است به ما در «رمزگشایی از راز» حیات کمک کنند.

لوین افزود: «یک پرسش مهم در بیولوژی، فهمیدن الگوریتم‌هایی است که شکل و کنش را تبیین می‌کنند. ژنوم، پروتئین‌ها را رمزنگاری می‌کند اما اگر ما بتوانیم کشف کنیم سخت‌افزار موجودات زنده چگونه باعث می‌شود سلول‌ها به گونه‌ای با هم همکاری داشته باشند که در شرایط خیلی متفاوت بدن‌های کارآمد بسازند، آن‌گاه قادر خواهیم بود کاربردهای دیگری نیز بیابیم.»

درباره هیأت تحریریه

هیأت تحریریه
این مقاله توسط هیأت تحریریه نوشته ویا ویرایش شده است. عضویت در هیأت تحریریه با توجه به «شرایط همکاری با کرونوس» برای عموم آزاد است.

آیا می‌دانستید؟

یافته‌ها از سیارک جدید به درک نحوه شکل‌گیری منظومه شمسی کمک می‌کند

در اولین روز سال ۲۰۱۹، سفینه‌ی New Horizon موفق شده به آلتیما ثولی (Arrokoth) (یا ۲۰۱۴ MU69) …

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *